Aquabolt: Samsung fertigt schnellsten HBM2 mit 2,4 Gbit/s in Serie

Michael Günsch 40 Kommentare
Aquabolt: Samsung fertigt schnellsten HBM2 mit 2,4 Gbit/s in Serie
Bild: Samsung

Samsung hat mit der Massenproduktion von schnellerem HBM2-Speicher der zweiten Generation „Aquabolt“ begonnen. Pro Pin kommen die 8-GB-Packages nun bereits bei normaler Spannung auf 2,4 Gigabit pro Sekunde. Zuvor lag das Maximum bei 2,0 Gbit/s mit erhöhter Spannung. Der Durchsatz steigt entsprechend um 20 Prozent.

Bei normaler Betriebsspannung von 1,2 Volt lieferte Generation 1 („Flarebolt“) nur 1,6 Gbit/s, womit das Leistungsplus sogar bei 50 Prozent liegt. Nach Aquabolt sind weitere HBM-Generationen geplant.

Ein 8-GB-Package erreicht nun 307 GB/s

Für ein 8 GByte fassendes HBM2-Package bedeutet die angehobene Durchsatzrate eine Speicherbandbreite von nun 307 GByte pro Sekunde. Kommen zwei Packages zum Einsatz werden 16 GByte Speicher mit über 600 GB/s geboten, bei vier Packages sind 32 GByte mit über 1,2 TB/s möglich. Samsung sieht den Einsatz in den Bereichen Supercomputer, Künstliche Intelligenz und Grafiklösungen vor. HBM2-Speicher der ersten Generation ist unter anderem in den Grafikkarten der Serien AMD Radeon RX Vega und Nvidia Tesla P100 und Volta V100 zu finden.

Samsungs HBM2-Generationen im Vergleich
Generation Durchsatz pro Pin Spannung Durchsatz 8-GB-Package
Flarebolt (Gen 1) 1,6 Gbit/s 1,20 V 205 GByte/s
2,0 Gbit/s 1,35 V 256 GByte/s
Aquabolt (Gen 2) 2,4 Gbit/s 1,20 V 307 GByte/s

Maßnahmen gegen Taktversatz

Ein 8-GB-Package des HBM2 basiert auf acht übereinander gestapelten 8-Gbit-Dies. Laut Samsung werden die Dies mit über 5.000 TSVs (Through-Silicon Via) vertikal miteinander verbunden. Die hohe Zahl der TSVs könne zu zusätzlichem Taktversatz (collateral clock skew) führen, doch habe man bei der Herstellung einen Weg gefunden, den Versatz „auf ein sehr moderates Niveau zu minimieren“ und „die Chipleistung signifikant zu verbessern“, so Samsung.

Ferner sei die Anzahl der sogenannten Thermal Bumps zwischen den Dies erhöht worden, was eine „verbesserte thermische Kontrolle“ im Package zu Folge habe. Neu sei auch eine zusätzliche Schutzschicht am Boden des Package, was die Gesamtfestigkeit erhöhe.

Auch SK Hynix plant mit 2,4 Gbit/s

Samsung rühmt sich mit dem schnellsten HBM2, ist damit jedoch nicht allein. Denn auch SK Hynix hat bereits HBM2 mit 2,4 Gbit/s in den Produktkatalog aufgenommen und nennt eine Verfügbarkeit für das erste Quartal 2018. Allerdings hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass die Termine in den Databooks von SK Hynix nicht immer eingehalten wurden. Beim Marktstart ist Samsung nun offenbar ohnehin erster.

SK Hynix hat ebenfalls HBM2 mit 2,4 Gbit/s geplant
SK Hynix hat ebenfalls HBM2 mit 2,4 Gbit/s geplant (Bild: SK Hynix)