2b489501d6d0dacdea97db561938880f HBM(High Bandwidth Memory,高頻寬記憶體)呼聲極高,AMD 和 NVIDIA 下一代高階顯示卡都會採用,不過和維持採用 GDDR5 的產品之間,猶如有個成本、性能、效益斷層,這讓 Micron 致力推動的 GDDR5X 有機會竄出頭,然而是否會成功也得看兩大顯示晶片廠的如意盤算怎麼敲。

顯示晶片所搭配記憶體,改朝換代態勢已經相當明確,AMD 與 NVIDIA 雙方下一世代高階顯示晶片,都會採用 HBM(High Bandwidth Memory,高頻寬記憶體)。AMD 去年推出 Radeon Fury 系列顯示卡率先導入 HBM 應用,不過代號 Polaris 的下一代產品是否改採用 HBM2,基於成本考量仍然語帶保留。畢竟先前與 SK Hynix 合作搶先導入 HBM,投資成本攤提與改採用 HBM2 的效益,都會牽動產品價格而必須加以權衡。


▲ AMD 甫公開的產品規劃藍圖,代號 Vega 架構產品才會確定採用 HBM2。

就 AMD 甫發表的產品規劃藍圖來看,預定明年才會發表的代號 Vega 架構產品,比較明確會轉進 HBM2 世代。在此之前,由於 Polaris 架構有兩個分支,針對不同核心、市場定位等條件,GDDR5、HBM、HBM2 都被列為人選。而 NVIDIA 代號 Pascal 的產品,高階部分幾乎可以確定會採用 HBM2,和 AMD 的 Polaris 一樣將在不久之後陸續登場,至於其他定位產品理應當會維持採用 GDDR5。


▲ 據傳,NVIDIA 預定 5 月推出 GeForce GTX 1080,不排除會採用 GDDR5X。(引用自 VideoCardz)

這對獨立炒作 GDDR5X 的 Micron 而言,HBM 固然頻寬大且占用電路板面積小,然而當前價格昂貴是一大問題,短期內只有高階產品才會大量採用。至於市場規模並不小的中高階產品線,既有 GDDR5 已經使用約莫有 7 年之久,從 GDDR5 強化而來的 GDDR5X,性能明顯提升且成本比 HBM 來得有優勢。因此如果能成功推動中高階產品(例如 8,000~15,000 元價格區間),以 GDDR5X 取代 GDDR5,是有創造雙贏的可能。

既有 GDDR5 標準工作電壓為 1.5V,GDDR5X 則是調降至 1.35V,儘管無法和 1.2V 的 HBM 相比,但是已經降低約 11%。其次為資料傳輸速率提升,GDDR5 目前最高發展至 8Gbps,7Gbps 產品普遍應用在當代中高階產品上。依據 JEDEC 規範來說,GDDR5X 預取倍增至 16n,理論傳輸速率落在 10~12Gbps 之間,至於發展目標為 16Gbps。


▲ GDDR5X 賣點在於盡可能和 GDDR5 相容,但是工作電壓調降、理論傳輸速率近乎倍增。

據傳,GDDR5X 使用 NVIDIA GeForce GTX 980 Ti 等晶片試做,測試所得 13Gbps 這頻寬效益比預期來得好。由於 Micron 設計盡可能向下相容於 GDDR5 架構,中高階產品改採用 GDDR5X 能換得近乎倍增的傳輸速率,這偌大頻寬是有助於提升性能表現。不過其中牽動一些變數,首要仍為 AMD 與 NVIDIA 是否賞臉,願意將之納入新產品線之中,使其作為 GDDR6 實現量產前的過渡時期產品。


▲ Micron 外傳的 GDDR5X 顆粒概略性能資訊,GDDR5X 以 1.25GHz 時脈運作,傳輸速率即可超越以 2GHz 運作的 GDDR5

其餘問題大多得由 Micron 自行克服,像是 JEDEC 已經於 1 月頒布 GDDR5X 規範,目前孤軍奮戰的 Micron 預定夏天才會開始投產。即便 AMD 與 NVIDIA 願意採用,是否能跟上新品推出時程規劃,而穩定性與產能是否合乎要求,目前看來還是未知數。當然了,即便沒有搭上首班列車,由於 HBM 成本也不可能在一夕間崩盤,就長遠來看 GDDR5X 仍然是有商機。

對於 AMD 和 NVIDIA 來說,所關心的另外一點莫過於容量,GDDR5X 表定可提供 4、8、12、16GB 容量組合,雖然足敷使用但關鍵在於需要由多少顆粒組成。Micron 目前以 20nm 製程試產第一代 GDDR5X,宣稱容量達 8Gb(1GB),這無異於當前的 GDDR5(但 4Gb 較為普遍應用)與 HBM。反觀 HBM2 容量躍進,初世代產品晶圓為 8Gb(1GB),透過 4-Hi 堆疊封裝單顆容量高達 4GB,而到年底還有機會看到 8GB 顆粒量產。


▲ HBM 採用堆疊封裝,單一顆粒容量高,HBM2 預計今年內投產 8-Hi 堆疊產品。

簡單算一算能看出兩者所需電路板空間差異,例如以目前來講算是高標的 8GB 為例,使用 GDDR5、GDDR5X 至少得動用 8 顆顆粒,反觀 HBM2 只要 2 顆就能達成。這意味 Micron 還需要加把勁,加速朝向投產 16Gb(2GB)顆粒發展,對於 GDDR5X 整體競爭力會有幫助。因為當顆粒需求數量減少,耗電量優勢才不至於被顆粒數量抵銷掉,其次是顯示卡廠商會樂見能夠縮短電路板長度,推出更為短小的性能型產品。


▲ 顯示記憶體通常圍繞顯示晶片配置,單一封裝成品容量高的 HBM,相較於 GDDR5 能夠節省許多電路板空間。

話說回頭,在產品正式發表上市之前,廠商通常會盡可能保留規格要點,以避免開賣時噱頭不再新鮮。因此 GDDR5X 未來發展將如何,AMD 與 NVIDIA 會採用或狠狠打一槍,都還需要時間觀察。不過只要 Micron 能夠控制好成本,確保 GDDR5X 價格具有相對吸引力,它的未來或許還是能有一片榮景。

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