Десять тортов и одна свечка завсегда лучше одного торта и десяти свечек. Если перенести этот образ на процессоры и память, то было бы заманчиво обслужить одной планкой четыре процессора, а не наоборот. Плотность микросхем памяти растёт (особенно если учесть приближение трёхмерных микросхем), а скорость доступа к ним застряла в прошлом десятилетии. Будь память пошустрее, драгоценное место в вычислительной системе можно было бы отдать процессорам, а не многочисленным сокетам под память. К счастью, решение этой проблемы зреет. В марте этого года вышли первые спецификации так называемой "кубической памяти" — hybrid memory cube (HMC), которая разрабатывается соответствующим консорциумом, организованным в 2011 году компаниями Micron и Samsung.
Освежить воспоминания о HMC вы можете по ссылке выше. Здесь же мы вкратце напомним, что память HMC представляет собой стек из кристаллов памяти и контроллера памяти, собранных методом сквозных TSVs-соединений в компактный кубик. Пропускная способность интерфейса памяти HMC может достигать 320 ГБ/с. Не так давно мы рассматривали процессор IBM Power8, так вот, там — это примерно такая же скорость доступа ко всему банку памяти одновременно по 32 портам. В случае модуля HMC это скорость обмена с одним единственным модулем по 8 каналам. Очевидно, что один такой модуль сможет обслужить сразу несколько процессоров.
Что огорчает, память HMC пока не собирается поддерживать компания Intel. Если мы не ошибаемся, она до сих пор так и не вошла в консорциум, хотя компании AMD и ARM воспользовались любезным приглашением Micron. Впрочем, ни ARM, ни AMD тоже никак не обозначили интерес к данному вопросу. Зато отличилась компания Altera. Официальным пресс-релизом этот разработчик FPGA-матриц сообщил, что он совместно с компанией Micron выпустил демонстрационную плату с 2-ГБ "кубиком" Micron и четырьмя матрицами последнего поколения — Stratix V FPGA. На сегодня это одни из самых производительных на рынке решений, а минимальная пропускная способность HMC Micron составляет 160 Гб/с.
В серийной продукции Altera поддержка HMC появится только в следующем поколении продуктов. Это 20-нм FPGA и SoC Arria 10, которые компания TSMC будет выпускать в следующем году, и 14-нм FPGA и SoC Stratix 10, чьё производство доверено компании Intel. Тестовые 14-нм решения Altera появятся до конца этого года, а опытные экземпляры для рассылки партнёрам ожидаются в первом квартале 2014 года. Как видим, даже если Intel представит первые 14-нм процессоры только во второй половине 2014 года, в первой половине 2014 года ей будет чем загрузить свои новейшие линии.
Таким образом, первыми память HMC поддержат устройства, опирающиеся на FPGA-матрицы. Это сетевое оборудование и электроника военного и индустриального назначения. Также все новые матрицы и SoC Altera будут поддерживать работу с памятью DDR4. Так что Samsung не зря совершенствует выпуск модулей этого стандарта. Через полгода на них появится специфический, но устойчивый спрос.
