4、丰俭由人

视堆叠方式及位置的不同，HBM显存体系可以被分为2.5D和3D两种存在形式。如果堆叠内存颗粒以及Base Die被封装在PCB上并通过普通线路与运算核心完成水平互联，这种封装模式就是2.5D，我们即将见到的堆叠内存/显存体系基本上均采用此种形式；如果堆叠内存颗粒及Base Die被直接封装在运算核心上层并通过TSV与核心直接垂直互联，这种封装模式就是3D，SoC等需要更高集成度，同时对能耗及延迟十分敏感的场合将会是这种形式的理想方向。

▲2.5D/3D封装堆叠内存

▲不同的封装形式决定了堆叠显存的应用范围

由此技术特征可知，2.5D封装是一种将堆叠显存颗粒置于PCB上的水平封装形式，在2.5D封装形式当中，显存颗粒与GPU芯片是独立且平行存在的。采用2.5D封装形式的HBM显存不可能与GPU封装在同一枚芯片内，即便封装的很近，甚至置于同一个保护盖下，两者也不可能融合成同一枚芯片。AMD所选择的，正是这种封装形式。

▲2.5D/3D封装堆叠内存

除了堆叠形式不同之外，堆叠内存还依标准不同而划分成了两大阵营，分别是海力士+AMD支持的HBM（High Bandwidth Memory）以及Intel支持、镁光/三星主导的HMC（Hybrid Memory Cube）联盟。

无论HBM还是HMC，在基本结构上都属于原教旨型的2.5D/3D堆叠内存，它们均采用多片DRAM+Base Die/Logic Die垂直堆叠封装的形式，可以以2.5D的形式被用于内存以及显存等场合，也可以以3D的形式与SoC芯片封装在一起。两者的主要区别体现在DRAM运行频率、总位宽、发热以及扩展性层面。相比于HMC，HBM的先期频率和带宽相对较低，但与之相对应的，HBM因此而获得了更低的工作电压，在能耗及发热表现上应该会有值得期待的表现，同时在部署时机上也具有优势。

▲HMC内存

按照海力士以及AMD公布的试产产品数据，HBM在作为显存出现时可以提供8通道1024bit起跳的显存位宽，搭配适当频率颗粒（等效频率在2000~3600MHz左右，约等于GDDR4的水平）时可以提供超过128GB/s，最大可至512GB/s的等效带宽，在此基础上还能实现40%的功耗下降。随着工艺的成熟稳定，HBM所能够带来的带宽数字可能会进一步提升至640GB/S甚至更高。

▲HBM内存

在支持情况上，HBM显存目前只有海力士和AMD明确支持，HMC则拥有包括Intel，微软，NVIDIA，ARM,IBM,HP,三星以及镁光等在内的一系列厂商所组成的联盟，海力士也包含在其中。所以以目前的状况来看，HMC可能会在未来统一堆叠内存业界，包括AMD在内的几乎所有人都将会提供支持。不过以现在这个时间点来看，能够让AMD选择的堆叠方案只有部署速度更快的HBM。

5、AMD的黎明之光

部署HBM显存对于AMD而言是相当明确而且重要的机会，它让AMD具备了多个非常有价值的突破节点。整个市场的格局，AN双方的竞争态势甚至是今后AMD逻辑架构的研发形式都将会因此而发生深刻的改变。

首先，在最直管的层面上，HBM显存能够带来远远超过当前GDDR5所能够提供的带宽上限，这无疑能够相当直观地提升AMD下代GPU在应对高分辨率以及高解析度材质时的性能表现。HBM显存还可以在同样的PCB面积占用量上实现翻倍甚至数倍的内存容量，而且并不会因此而导致功耗及发热的激增，这将大幅拉低存储体系的单位成本，同时减少对PCB面积的依赖。AMD下代旗舰显卡的“瘦身”，将会借由HBM显存的列装而完成。

▲AMD的未来希望——Fiji

接下来，源于大并行存储的特性，HBM显存需要引入了一级新的沟通机制，亦即独立于每一颗TSV颗粒最底层的Base Die，其上集成了能够管理整簇堆叠颗粒的芯片，这种二级存储管理机制的引入从本质上改变了GPU MC的结构设计。尽管显存位宽和容量均已激增，但基于堆叠显存的显存控制器的规模不仅不会如当下那样需要进行数倍的放大，甚至其整体规模和工作量还会有进一步的缩减。MC不再需要像现行结构这样直管所有DRAM以及地址，它只需要面向Base Die即可，对每簇颗粒当中各层DRAM的管理将由Base Die完成，工作模式的改变正是MC结构发生变化的最根本原因。

▲不同的封装形式能够进一步拓展堆叠内存的应用范围

以此为诱因，随着HBM显存的列装以及MC结构的大改，Base&nbs