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HBM（High Bandwidth Memory）是一种高性能的堆叠式内存技术，主要用于与GPU（图形处理单元）和其他高性能计算设备配合，以满足它们对于高带宽和低功耗的需求。HBM通过创新的堆叠架构和先进的互联技术实现了比传统GDDR内存更高的内存带宽，同时在功耗方面也有显著的优势。
HBM最早由AMD与Hynix合作开发，随后成为JEDEC（固态技术协会）的标准。HBM技术的关键在于它的3D堆叠内存芯片（Dies）和通过硅通孔（Through-Silicon Vias, TSVs）与微凸点（Microbumps）实现的垂直互连。TSVs是穿过硅片的垂直电导通道，而微凸点则用于连接各个堆叠层。
HBM的工作原理是通过堆叠多层动态随机存取存储器（DRAM）芯片并将它们与GPU或其他处理器集成在一个封装中。这种堆叠和集成的设计被称为2.5D或3D集成电路封装技术。HBM通过硅互连（silicon interposer）和通过硅通孔（Through-Silicon Vias, TSVs）技术，实现了这些层之间的垂直电路连接。这些技术允许数据以极高的速率在存储器层之间传输，大大提升了数据传输速度和效率。
HBM内存的设计允许更短的通路和更宽的接口，这意味着数据可以在更宽的带宽和更低的功耗条件下更快地移动。因此，HBM内存通常与GPU紧密集成，形成一个高度优化的内存系统，可以提供TB级别的带宽，这对于图形渲染、科学计算、深度学习等内存密集型应用至关重要。
HBM的初衷，就是为了向GPU和其他处理器提供更多的内存。这主要是因为随着GPU 的功能越来越强大，需要更快地从内存中访问数据，以缩短应用处理时间。例如，AI和视觉，具有巨大内存和计算和带宽要求。为了减小“内存墙”的影响，提升内存带宽一直是FM25V20A-G存储芯片聚焦的关键问题。
半导体的先进封装为克服阻碍高性能计算应用程序的内存访问障碍提供了机会，内存的延迟和密度都是可以在封装级别解决的挑战。基于对先进技术和解决方案开展的研究，内存行业在新领域进行了更深入的探索。
HBM的主要优势包括：
1、高带宽：HBM通过宽接口和高速传输提供了比传统GDDR内存更高的带宽。例如，HBM2可以提供每秒256GB的带宽，而GDDR6通常提供每秒64GB至每秒96GB的带宽。
2、节能：HBM采用较低的工作电压，并且由于其接口的高效设计，它能在更低的能耗下提供高带宽。
3、小尺寸：由于堆叠内存芯片，HBM能够在更小的物理空间内提供更高的密度和容量。
4、低延迟：由于HBM的堆叠设计和紧密集成，它在存储器访问时拥有较低的延迟。
5、高性能计算适用性：HBM的特性使得它非常适合于高性能计算应用，如科学模拟、数据分析等。
让HBM成为大赢家的因素包括：
●AMD和NVIDIA的采用：两大GPU制造商都在其高端产品中采用了HBM技术。
●高性能市场的增长：随着AI和机器学习的兴起，对高性能计算的需求激增，推动了HBM的需求。
●技术进步：随着HBM2和HBM2E的推出，HBM技术不断进步，提供了更高的性能和容量。
●合作伙伴关系：SK Hynix和三星这样的存储器制造商与AMD和NVIDIA等公司合作，推动了HBM技术的发展和应用。
然而，HBM也面临着一些挑战。由于其复杂的制造过程和较高的成本，HBM的普及受到了限制。此外，随着GDDR6X等新型GDDR内存的出现，HBM在性能和成本之间的竞争也在加剧。
尽管如此，HBM仍然是高端计算市场的一个关键技术，并且随着技术的进步和成本的降低，其在未来几年内可能会继续扩展其市场份额。随着对数据中心、AI、机器学习和虚拟现实等领域的高性能和高带宽需求的持续增长，HBM可望成为支持这些技术发展的关键基础设施之一。
转自：www.ic37.com
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