Ta pamięć może całkowicie zmienić AI – poznaj przyszłość dzięki HBM5, HBM6 i HBM8!
Udostępnij przez:
W najbliższych latach technologia pamięci HBM wejdzie w zupełnie nowy wymiar — nie będą to już tylko kolejne wersje, ale rewolucja architekturalna. Zmiany na horyzoncie mogą przedefiniować sposób projektowania układów GPU, procesorów AI i centrów danych. Co tak naprawdę czeka branżę pamięci o wysokiej przepustowości i dlaczego powinniśmy zwrócić na to uwagę już teraz?
HBM4 i HBM5 – fundamenty przyszłej skali
HBM4 to punkt wyjścia do nowej ery w świecie pamięci wysokiej przepustowości, który według prognoz ekspertów z koreańskiego KAIST ma zadebiutować około 2026 roku. W porównaniu do poprzednich generacji, HBM4 zaoferuje znaczne powiększenie interfejsu do 2048 bitów, co przekłada się na przepustowość na poziomie aż 2 terabajtów na sekundę. Pozwoli to na budowę stosów pamięci o pojemności od 36 do 48 gigabajtów, przy zużyciu energii rzędu 75 watów, co jest efektywnym wynikiem biorąc pod uwagę osiąganą wydajność. Dodatkowo, ulepszona wersja HBM4E będzie w stanie przesyłać dane z szybkością sięgającą nawet 2,5 terabajta na sekundę, zwiększając transfer do około 10 gigabitów na sekundę, co jednak wymaga nieco większego poboru mocy – około 80 watów.
Już niedługo po tym na rynku pojawi się HBM5, spodziewane około 2029 roku, które przyniesie kolejne istotne zmiany. Przede wszystkim nastąpi podwojenie szerokości magistrali I/O do 4096 bitów, co umożliwi dwukrotnie większą przepustowość, aż do 4 terabajtów na sekundę. Pojemność stosu może sięgnąć maksymalnie 80 gigabajtów. To jednak nie tylko więcej danych na sekundę i większa pamięć – HBM5 zaoferuje również nową architekturę z wbudowaną pamięcią podręczną trzeciego poziomu (cache L3) oraz wsparciem dla standardów takich jak LPDDR czy interfejsu CXL. To oznacza, że pamięć będzie działać znacznie mądrzej, efektywniej współpracując z procesorem, pełniąc rolę pośrednika między pamięcią operacyjną a podręczną, co zwiększy wydajność całego systemu.
HBM6 i HBM7 – przełamywanie granic wydajności
W okolicach 2032 roku możemy spodziewać się premiery HBM6, która wniesie kolejne istotne zmiany technologiczne. Prędkość transferu danych wzrośnie do poziomu 16 gigabitów na sekundę, co da łącznie 8 terabajtów na sekundę przepustowości. Jednocześnie pojemność pojedynczego stosu może osiągnąć aż 120 gigabajtów, a zużycie energii zwiększy się do około 120 watów. Co ważne, wprowadzone zostaną także nowoczesne metody chłodzenia, takie jak zanurzeniowe chłodzenie cieczą, a także technika direct bonding, pozwalająca na jeszcze lepsze łączenie warstw pamięci, co zwiększy stabilność i wydajność.
Niedługo potem, około 2035 roku, pojawi się HBM7. Ta generacja podniesie prędkość transferu do 24 gigabitów na sekundę, a szerokość magistrali do 8192 bitów. Dzięki temu pojemność stosu może wzrosnąć nawet do 192 gigabajtów, choć kosztem większego poboru mocy – około 160 watów. W praktyce oznacza to, że pojedynczy moduł HBM7 będzie w stanie zastąpić obecne rozwiązania VRAM stosowane w najwydajniejszych kartach graficznych, komputerach PC i systemach HPC, oferując niespotykaną dotąd skalę i szybkość działania.
HBM8 – pamięć jako mózg systemu
Najbardziej imponująca wizja przyszłości to HBM8, która ma pojawić się na rynku około 2038 roku. Ta generacja będzie prawdziwym przełomem, oferując prędkość transferu danych aż 32 gigabitów na sekundę oraz magistralę o szerokości 16 384 bitów. Takie parametry pozwolą osiągnąć niezwykłą przepustowość rzędu 64 terabajtów na sekundę i zgromadzić na stosie od 200 do 240 gigabajtów pamięci. Zużycie energii wyniesie około 180 watów, co jest sporym wyzwaniem, ale jednocześnie dopuszczalne przy odpowiednich technologiach chłodzenia.
Kluczową innowacją HBM8 będzie integracja pamięci NAND, co całkowicie zmieni charakter tej technologii. Zamiast być tylko pasywnym magazynem danych, pamięć stanie się aktywnym ekosystemem obliczeniowym, zdolnym do samodzielnego zarządzania dużymi strumieniami danych. Oznacza to, że część zadań związanych z przetwarzaniem danych będzie mogła być wykonywana bezpośrednio w pamięci, bez konieczności angażowania procesora centralnego, co może znacząco zwiększyć efektywność całych systemów – zwłaszcza w obszarze sztucznej inteligencji i superkomputerów.
Skutki dla branży – co to oznacza dla technologii?
Technologia HBM ewoluuje od tradycyjnej, pasywnej pamięci do czegoś znacznie bardziej zaawansowanego — staje się integralnym, inteligentnym elementem całego systemu. Oznacza to, że już w niedalekiej przyszłości układy graficzne (GPU) oraz karty graficzne i procesory dedykowane sztucznej inteligencji nie będą musiały zmagać się z ograniczeniami przepustowości pamięci VRAM. Wręcz przeciwnie – pamięć HBM będzie coraz bardziej zintegrowana z samym procesorem, działając niemal jak jego przedłużenie.
Projektanci układów dążą do zjednoczenia różnych warstw pamięci – DRAM, logiki sterującej oraz pamięci flash – w jednym, spójnym module. Taka architektura, określana jako "memory-centric", pozwoli na wykonywanie obliczeń tuż przy źródle danych, zamiast przesyłania ich na zewnątrz. Dzięki temu możliwe będzie znaczne ograniczenie opóźnień oraz redukcja zużycia energii na poziomie całego systemu, co ma ogromne znaczenie zwłaszcza dla centrów danych i aplikacji wymagających dużej mocy obliczeniowej.
Nie oznacza to jednak, że droga do pełnej implementacji tej technologii będzie łatwa. Wyzwania związane z chłodzeniem, które będą zbliżone do tych stosowanych w serwerowych GPU, oraz precyzyjna kontrola temperatury będą wymagały opracowania nowych, innowacyjnych rozwiązań. Dopiero po ich przezwyciężeniu nowa generacja pamięci HBM będzie mogła w pełni wykorzystać swój potencjał, wpływając na przyszłość elektroniki na wielu poziomach.