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高带宽内存（HBM）技术解析
资料介绍
一、HBM的诞生背景
随着人工智能、高性能计算（HPC）、图形处理等领域的快速发展，传统GDDR内存已经逐渐无法满足海量数据高并发传输的需求。GPU性能按照摩尔定律持续提升，单颗GPU的计算能力十年间提升了上百倍，但传统显存的带宽提升速度远跟不上计算能力的增长，内存带宽瓶颈成为了制约整体性能提升的关键因素。
传统GDDR显存采用封装在PCB板上的独立芯片设计，存储颗粒和GPU核心之间依靠PCB走线传输信号，不仅走线长度长、信号延迟高，还会因为并行通道数量增加带来大量干扰和功耗提升，同时也占据了非常多的PCB面积。在这样的行业背景下，三星、SK海力士、美光联合AMD开发了**高带宽内存（High Bandwidth Memory，HBM）**技术，于2013年正式推出第一代HBM标准。
二、HBM的核心技术架构
HBM最大的技术创新是采用了**3D堆叠+硅中介层（Interposer）**的架构，和传统平面封装的显存有着本质区别。
1. 3D堆叠存储颗粒
HBM将多个存储裸片（Die）通过硅通孔（Through Silicon Via，TSV）技术垂直堆叠在一起，每颗HBM堆栈可以堆叠多个DRAM裸片：第一代HBM堆叠4层，第二代HBM2堆叠8层，第三代HBM2e堆叠最高12层，第四代HBM3堆叠最高16层，第五代HBM3E堆叠已经达到了16-24层。垂直堆叠的设计让HBM在极小的面积内实现了非常高的存储容量，同时缩短了存储裸片之间的信号传输距离，大幅降低延迟和功耗。
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