HBM顯存是什麼？有什麼特點？

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第一次寫回答，先說明，我從事內存控制器設計的，從業時間2年，不長。不能說我回答的是對的。只是之前對3DS內存還算有些了解，最近因為好奇，也在研究HBM，說一些從3DS內存角度出發的個人看法。從披露的HBM細節上看，HBM是3DS的一種弱化版，希望我的答案能給你幫助。

HBM和3DS一樣，都是一種立體空間內存，這個是他們和傳統內存的最大區別，傳統內存都是平面的，是把內存顆粒平鋪開來。而且由於工藝等等的限制，平面DDR5想再提高頻率已經比較難了。平面內存想獲得更大的存儲空間，就需要更大的面積，這對有限的空間也是一種挑戰。

首先說下3DS吧，3DS內存它是把各個存儲層堆疊起來，就像蓋樓一樣，層和層之間會有金屬層等間隔，同時通過TSV聯通各個存儲單元。TSV（硅通孔）是內存能夠堆疊的關鍵，它能夠在各個存儲層之間以及層內構建出硅通孔的通路，存儲單元的訪問就通過這些通孔完成。在堆疊上，現在一般只有2，4,8三種數量的堆疊，立體上最多堆疊4層，8堆疊是有兩列4堆疊構成。每列堆疊都是由master rank和slave rank構成，master rank會和內存控制器相連接，而slave rank只和master rank 互聯。所有的放大器和一些外部電路也只存在於master rank 中，這樣就省下了很多開銷以及功耗。由於TSV是空間立體的，數據通路更短，各個數據到達各個存儲單元的latency也會降低。總的來說，3DS內存帶來的是高帶寬、低開銷（空間）、低latency（結合DIMM）、大容量、低功耗（相對同容量的平面內存）。但是現在3DS內存技術上還有難題，難以量產，成本也偏高。但現在主流的內存控制器一般都支持3DS內存，3DS內存是以後內存的發展趨向。

在顯卡上，內部把內存堆疊，用TSV通孔，但是不是3DS那種空間交錯式的。堆疊好的內存布局在一個底層DIE上，圖形處理晶元和這個die相連，最後把這些封裝到一塊整體晶元內。所以使用HBM內存作為顯存的顯卡比使用傳統平面內存作為顯存的顯卡要小很多。HBM是一種2.5封裝的內存，它採取了折中的方案，帶來的好處不如3DS多，也有瓶頸，但重要的是能量產。

HBM顯存技術到底影響幾何

HBM這個名詞對於很多人來說依舊並不熟悉，但如果在前面加一個定語「AMD全新旗艦顯卡搭載」，相信很多人就會有所了解了。

HBM現在的優勢在哪裡？

相對於傳統的GDDR5顯存來說，HBM無疑是更加先進的，甚至可以說是未來高速存儲的發展風向標！原因也很簡單GDDR5經過這麼多年的發展已然來到了一個瓶頸的位置，光靠頻率提升來提供更大的顯存位寬已經沒有太大的空間，而這勢必會反過來影響到GPU的性能發揮。

　　這張圖除了規格對比之外，還能很清楚的看到HBM的實際結構，尤其是四層DRAM疊在最底的底層die之上，雖然AMD一直也沒有給出HBM本體的具體製作過程（絕對的商業機密），但是不難想像4層絕不是HBM未來發展的極限，而隨著層數的增加位寬勢必還會迎來進一步的增加。

　　相反的，HBM通過打造高位寬低頻率的顯存，使得在提供比較大的顯存位寬的基礎上不需要那麼高的頻率，同樣的4GB容量下HBM能提供的顯存位寬為4096bit，比GDDR5的512bit高出8倍，這也是為什麼HBM即便只有1GHz的等效頻率也能最終實現大於GDDR5的顯存帶寬！而且這一個優勢還會隨著HBM顯存後期頻率方面的進一步提升而進一步加大。

　　除了性能潛力之外，實際工作頻率還關係到另外一個非常重要的問題——較高頻率帶來的更大幅度的功耗提升，這也是GDDR5目前的最大瓶頸。而低工作頻率使得HBM的每瓦下了率足足高出3倍，相信在HBM顯存的位寬隨著疊層數量的進一步增加還會有所增加，那時低頻率的優勢還會進一步加大！

2D到3D——半導體行業發展的必然趨勢？

　　如果硬要說HBM顯存技術中最重要的是什麼，那絕對要算最基礎的堆疊設計了，簡單點說就是將傳統的2D電路設計轉變為立體的3D電路設計，充分利用所有的內部空間之餘還能大幅減小基板的面積，從而也推進了SOC以及小型化的發展，可以說這絕對半導體行業發展的必然趨勢。

　　其實在手機等小型移動端，半導體堆疊早就已經開始，不過形式上只是顯存和處理器在封裝之後再進行立體的堆疊，但是對於小型移動端寸土寸金的內部空間來說，兩篇晶元的堆疊已經節約了大量的PCB面積，在PCB面積變小之後也能騰出更多空間來容納電池等其他設備，從而獲得更長的續航時間等其他能力。

　　反觀DIY領域，其實Intel在CPU中也已經開始推行「3D晶體管」，也就是在微架構下的半導體3D化技術，雖然與晶元直接堆疊的效果相比沒有那麼明顯，但是在製程不變的基礎下可以在一定幅度內縮減晶元的面積，但是由於在頻率和製程上沒有太大的改變，所以在功耗上也沒有太大的改變，也證明這種「偽3D化」不是終極的解決方案。

AMD翻身就看這招？

　　其實在Fury首測發布之後，網友們看過之後最普遍的感受是失望，畢竟性能與原先曝光的反殺對手的成績相差了太多。那麼為什麼會造成這種現象呢？看過Fiji核心的架構之後我們不難發現，對性能影響最大的核心採用的還是GCN架構，而且少量的改動也只是讓GCN能用上HBM而已，所以結論也很明顯：老舊的GCN架構已經拖了HBM後腿。

　　但即便如此，HBM的實力依然不容小覷，外媒http://Hardware.info最近就發現他們手頭上的Fury在15.15催化劑和別家的不同，因為本來Fury的超頻功能在官方的CCC中只能調節核心和功率範圍，而HBM顯存的超頻其實是默認封禁的，但是他們的版本居然可以進行調節！

　　然後經過多次嘗試之後，他們將HBM顯存的頻率從默認的500MHz增加到了600MHz，也就是超頻了20%了，同時核心頻率也有小幅度的超頻從1050MHz超到1145MHz（幅度大概9%）。隨後在新3DMark的測試中成績從14098分提升到了16963分，性能提升了20%，明顯超過了核心的提升幅度，所以可以看出成績的提升主要還是要歸功於HBM的頻率提升。

　　其實從AMD官方給出的稿件中我們也可以看出FURY其實還是一款過渡性的產品，因為Fiji核心最重要的運算核心依舊採用的是上兩代也採用了的GCN架構，所以與HBM的結合可以說是非常牽強的，而AMD下一步的計劃也正是為HBM顯存開發一款專門優化之後的架構，這樣才能充分發揮兩者的實力。

堆疊趨勢即將橫掃硬體領域？

　　在AMD發布FURY的當天，我們在技術交流會上也有就這個問題詢問了HBM的開發人員，得到的回復也很明確，HBM的相關技術是完全可以應用到其他的領域的，如CPU等其他領域，但是就從目前Fiji核心的實際形態來看，硅基中介層的存在相對於HBM來說是必須的，因為HBM高速倍增之後的位寬同樣需要線路方面的支持，而普通的PCB完全無法承受這種密度的線路設計，所以說硅基中介層可以說是這次HBM能獲得成功的原因。

　　可以目前硅基中介層的形態來看，想要應用到硬碟以及內存等存儲設備上並不現實，反倒是CPU的話HBM想對來說更加現實，但是無疑堆疊會成為硬體領域的新趨勢，以後我們可能會發現SSD的容量幾何倍數增長；亦或是單條1T的內存等等。

總結：HBM顯存作為AMD這些年弱勢以來的大反擊，雖然在實際的產品上並未展現出與預期相符的性能表現，但是絕對算得上是硬體發展上的一個里程碑事件，而且已經埋下了下一代產品大躍進的伏筆，絕對值得期待！

看了這麼多，點個贊，順便關注我們？

HBM在顯卡上的直觀體現就是，沒有內存晶元啦。dram和gpu封裝在同一顆晶元里。單比特功耗回更小，因為帶寬更大了，傳輸距離小多了。但散熱要求更苛刻，因為gpu很熱烤的dram吃不消。

來自AMD官方http://www.amd.com/zh-cn/innovations/software-technologies/hbm 4096bit位寬這是未來的趨勢。

看樣子，應該有2個明顯的特點。

1、快

2、貴

其他專業的就交給硬體大神來回答吧

High Bandwidth Memory

高帶寬，面積小，功耗低，發熱高