HBM3内存：向更高的带宽突破
作者：rambus ip核产品营销高级总监frank ferro
随着数据中心对人工智能和机器学习（ai/ml）的利用率越来越高，大量数据不断被产生和消耗，这给数据中心快速而高效地存储、移动和分析数据提出了巨大挑战。
而中国的情况尤其如此：随着中国不断推进人工智能的发展，对高性能处理的需求持续增长，而传统数据中心已然成为必须解决的瓶颈。为应对这一挑战，中国公布了《新型数据中心发展三年行动计划》。与传统数据中心相比，新型数据中心具有高技术、高算力、高能效和高安全的特征。
在市场需求和产业政策支持的双驱动下，数据中心服务器迫切需要更大的内存带宽和容量，以更好地支持ai/ml的持续发展。
自2013年推出以来，高带宽存储器（hbm）日益被视为将数据中心服务器和ai加速器的性能提升至新高度的理想方式之一。hbm是一种基于3d堆栈工艺的高性能sdram架构，能够实现巨大的内存带宽。
2018年年底，jedec固态技术协会宣布了hbm2e标准，以支持更高的带宽和容量。hbm2e每个引脚的传输速率上升到3.6gbps，可以实现每个堆栈461gb/s的内存带宽。此外，hbm2e最高支持12个dram的堆栈高度，并且单堆栈内存容量高达24gb。
在hbm2e中，四个连接到处理器的堆栈将提供超过1.8tb/s的带宽。通过内存的3d堆叠，hbm2e可以在极小的空间内实现高带宽和高容量。在此基础上，下一代的hbm3内存将数据传输速率和容量推向了新的高度。
rambus hbm3内存子系统针对高带宽和低延迟进行了专门优化，能够以紧凑的架构和高效能的封装提供最佳的性能和灵活性。这一解决方案由完全集成的phy和数字控制器组成，包含完整的hbm3内存子系统。
相比hbm2e，rambus hbm3内存子系统将最大数据传输速率提高了一倍以上，达到每个数据引脚8.4gbps（当此速度下的dram可用时）。该系统接口具有16个独立通道，每个通道包含64位，总数据宽度为1024位。在最大数据传输速率下，可以提供1075.2gb/s的总接口带宽，换言之，带宽超过1tb/s。
这一内存子系统专为2.5d架构设计，带有一个内插器，以在soc上的3d dram堆栈和phy之间传输信号。同时，这种信号密度和堆叠架构的组合还要求特殊的设计考量。为提高设计的易实施性和灵活性，rambus对整个2.5d架构的内存子系统进行了完整的信号和电源完整性分析，以确保满足所有的信号、电源和热量要求。除此之外，rambus还提供中介层参考设计。
凭借在高速信号处理方面逾30年的专业知识，以及在2.5d内存系统架构设计和实现方面的深厚积淀，rambus正引领hbm的演变。rambus提供了业界最快的hbm2e内存子系统；如今通过数据传输速率高达8.4gbps的hbm3内存子系统，rambus更进一步地提高了hbm的带宽标准。
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