Уже становится очевидным, что, хотя обычная память DRAM просуществует на рынке еще достаточно долго, будущее будет принадлежать многослойной памяти — HBM и другим аналогичным технологиям. Традиционная память состоит из чипов RAM, максимально близко помещённых к центральному и графическому процессорам. В HBM память располагается слоями один поверх другого, с вертикальными соединениями TSV между ними. Далее эта память помещается внутрь корпуса, что сокращает занимаемое ею место (в результате чего можно выпускать компактные видеокарты типа Fury Nano), а заодно повышается ее пропускная способность.
Память HBM2 — пока новый, дорогой продукт, выпускающийся в недостаточно больших для рынка количествах. Ее производство в первом квартале нынешнего года освоила Samsung; другой производитель памяти из Южной Кореи, SK Hynix, запаздывает и только планирует начать выпуск своего варианта HBM2 в текущем квартале.
Тем временем компания Samsung на конференции Hot Chips в Купертино рассказала о памяти HBM третьего поколения, обладающей рядом улучшений по сравнению с продуктами предшествующих поколений. Она будет дешевле в производстве, что должно поспособствовать более широкому ее распространению в устройствах, а ее максимальная емкость вырастет до 16 Гб (у HBM2 она вдвое меньше) благодаря использованию восьмислойной структуры. Кроме того, у HMB3 ниже рабочее напряжение, чем у HBM2, и вдвое выше максимальная пропускная способность — до 512 Гб/с на один слой.
Несмотря на это, есть ещё ряд вопросов, которые производителям придётся решить. Как отмечает сайт AnandTech, некоторых участников рынка беспокоит интеграция памяти на одну подложку с микропроцессорами. Например, разработчик программируемых матриц Xilinx утверждает, что пределы температурной выносливости микросхем памяти типа HBM необходимо повышать. Восьмислойная компоновка микросхем памяти данного типа, как утверждает Xilinx, способна поднять рабочие температуры до 97⁰С, а это уже требует применения средств охлаждения. Кроме того, велик разброс рабочих температур между слоями памяти типа HBM — он может достигать 14⁰С. Соответственно, у разных слоёв будет разное температурное расширение, и это приходится учитывать.
Xilinx предлагает поднять порог допустимой температуры для микросхем памяти типа HBM за предел в 95⁰С. Кроме того, придётся задуматься об эффективном охлаждении «этажерки». Один из ключевых вопросов на повестке дня всех разработчиков продуктов с памятью типа HBM — поиск альтернативы кремниевому мосту, который объединяет микросхемы памяти с микропроцессором. Данный компонент не дёшев и сложен в производстве, что не способствует быстрому распространению памяти типа HBM на рынке.
Продолжаются работы и по совершенствованию других видов памяти. Своими планами в отношении DRAM пятого поколения поделилась компания Micron. Опытные поставки чипов DDR5 DRAM она планирует начать в 2018 г., а массовое производство таких микросхем (и модулей памяти) развернётся годом позже. Ключевой особенностью DDR5 в сравнении с DDR4 являются пониженное напряжение питания (всего 1,1 В) и вдвое более высокая пропускная способность. Это означает повышение тактовых частот, а ёмкость будет варьироваться в пределах от 8 до 32 Гб. Эквивалентные частоты для DDR5 составят 3200 МГц в начале производства и достигнут значения 6400 МГц по мере того, как выход пригодных кристаллов будет увеличиваться, а новый стандарт начнет завоевывать рынок оперативной памяти.
Одновременно с Micron о своих планах в отношении памяти типа DRAM сообщила Samsung. Она намерена начать выпуск памяти GDDR6 через два года. По планам Samsung, скорость передачи данных у новой памяти должна составить около 16 Гбит/с, хотя изначально это будет 14 Гбит/с. Для сравнения, у GDDR5X стандартное значение этого параметра составляет от 10 14 Гбит/с.
