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La mémoire HBM, potion magique des futures Radeon

L’évolution des cartes graphiques AMD et Nvidia est aujourd’hui bloquée par un problème indépendant de leur volonté : les difficultés rencontrées par leur fondeur principal, TSMC, pour graver des puces en 20 nm. Faute de gravure plus fine, impossible d’augmenter le nombre de transistors à surface égale, donc impossible d’ajouter des unités de calcul. Comment faire alors pour augmenter les performances ? La solution envisagée par AMD serait de s’attaquer à la bande passante mémoire, en misant sur la HBM DRAM.

Image 1 : La mémoire HBM, potion magique des futures RadeonLa HBM est déjà en production.

La High Bandwidth Memory est une nouvelle approche permettant d’augmenter la bande passante et la quantité de mémoire embarquée tout en diminuant la consommation. L’idée est simple : empiler les dies de mémoire. Les performances de chaque die sont limitées, mais la largeur de l’interface mémoire est, elle, décuplée (jusqu’à 8 canaux de 128 bits par pile) et avec la bande passante. SK Hynix et AMD travaillent à la mise au point de cette mémoire depuis au moins trois ans et ont annoncé fin décembre qu’ils étaient prêts à lancer la production, le JEDEC ayant fixé les caractéristiques de la HBM dans un standard.

Il est donc logique que AMD mise sur cette technologie pour ses prochains GPU. La consommation du tampon mémoire des GPU devient problématique sur les cartes haut de gamme qui embarquent 6 Go de GDDR5 à 6 Gbit/s. La HBM promet de diminuer la consommation grâce à une fréquence de fonctionnement inférieure permettant de diminuer la tension d’alimentation (1,2 V au lieu de 1,5 V). Le contrôleur peut aussi être plus simple et consommer 4 fois moins. Au final, pour atteindre une bande passante de 512 Go/s, il faut 16 puces de GDRR5 à 8 Gbit/s sur un bus de 512 bits ; la consommation atteint environ 85 W. Il ne faut que 4 piles de HBM (4 dies par pile) à 1 Gbit/s sur un bus de 1024 bits ; la consommation reste en dessous de 30 W.

Image 2 : La mémoire HBM, potion magique des futures Radeon

Les 55 W ainsi économisés pourraient donner de la marge pour augmenter les fréquences du GPU et donc les performances. La question pour l’instant sans réponse est de savoir quand cette technologie sera appliquée dans une Radeon. Les sources divergent : videocardz fait état d’une Radeon R9 295X (pas X2), une légère mise à jour de la R9 290X dotée de HBM, qui sortirait cet été. Plus probablement, vue la roadmap de production présentée par  Hynix au dernier IDF de Shenzen, on peut s’attendre à voir la HBM adoptée par la prochaine génération de GPU AMD, les Volcanic Islands 2.0, prévue pour la fin de l’année.

Image 3 : La mémoire HBM, potion magique des futures Radeon