نمونه‌های اولیه حافظههای مکعبی هایبریدی (Hybrid Memory Cube) خود را به مشتریان عرضه خواهد کرد. شاید این خبر نشانی از پایان دوران حافظههای DDR باشد. در ادامه با ما همراه باشید تا به بررسی ساختار این حافظه‌ها، نقاط مثبت و منفی این فناوری نوین بپردازیم.
هم‌اکنون این شرکت حافظههای HMC دو گیگابایتی خود را با استفاده از چهار ماژول 4 گیگابیتی با نرخ انتقال داده‌ی 160 گیگابایت بر ثانیه برای پکیج‌های 31 در 31 میلی‌متری ارائه کرده است. همچنین این حافظه برای چیپ‌های کوچکتر با سایز 16 در 19.5 میلی‌متر نیز عرضه شده است که با استفاده از 2 لینک متصل شده و نرخ انتقال 120 گیابایت بر ثانیه را ارائه می‌دهد. اما مدل دیگر این حافظه با ظرفیت 4 گیگابایت در دی ماه سال جاری به بازار عرضه خواهد شد که نرخ انتقال داده‌ی آن برابر با 320 گیگابیت بر ثانیه خواهد بود.
کار بر روی این فناوری نوین در چند سال اخیر انجام شده است؛ اینتل برای اولین بار در IDF خبر از توسعه‌ی این حافظه‌ها به‌همراه میکرون را داد. پس از آن میکرون در حال بهینه‌سازی و انجام بهبود‌های لازم برای افزایش کارایی این حافظه‌ها بوده است. در اصل، این فناوری نیز براساس فناوری DDR توسعه داده شده، اما ارتباط چیپ‌های 3D با TSV (ارتباط از طریق سیلیکون) با رابط منطقی که بر روی قرص سیلسیسیوم است، تقویت شده است. مکعب نیز مستقیما به CPU متصل گردیده که بنا به‌گفته‌ی میکرون Short Reach خوانده می‌شود.
نیازی به تعویض حافظه‌ها نیست
این فناوری نوین در کوتاه مدت تاثیری در شرایط DDR4 نخواهد داشت چرا که اخیرا پا به عرصه‌ی وجود نهاده و بوردهای مختص به آن هنوز در مرحله‌ی طراحی و تولید هستند. از سوی دیگر تحقیقات برای بهینه‌سازی این حافظه‌ها از لحاظ کاهش مصرف انرژی و بالا بردن کارایی ادامه دارد. به عقیده‌ی میکرون، استفاده از HMC برای نسل‌های بعدی روترها و ابزارهای دیگری که حجم بالایی از داده‌ها را در شبکه‌ها انتقال می‌دهند، مناسب است چراکه قادر است حجم بالایی از داده‌ها را به‌دلیل برخورداری از نرخ بالای انتقال جابجا نماید.
استفاده از این حافظه‌ها در کامپیوترها جنبه‌ی مثبتی دارد. HMC با بهره‌گیری از معماری موازی، تاخیر در دسترسی به داده‌ها را کاهش داده و استفاده از منطق کنترلی Die (استفاده از بخش‌های مدارهای مجتمع) باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود. پهنای باند حافظههای HMC که در حدود 320 گیگابایت بر ثانیه است، آن‌ها را هم‌تراز با حافظههای کش L3 اینتل قرار داده است با این تفاوت که HMC دارای ظرفیتی در حدود 100 برابر L3 اینتل است. اما برای تحقق این امر باید تغییراتی در جهت بهبود کارایی در HMCها انجام شود. مساله‌ی اول مربوط به اندازه و محل تراشه‌ها است. HMC باید در محلی روی مادربرد یا روی CPU تعبیه گردد. به‌گفته‌ی میکرون، پکیج 31 در 31 میلی‌متری، مساحتی در حدود 961 میلی‌متر مربع را اشغال می‌کند. این مساحت برای یک پردازنده، فضای بسیار زیادی است، برای مثال اندازه‌ی این حافظه از تراشه GTX Titan بزرگ‌تر است. تعبیه این حافظه برروی پردازنده‌ی اینتل یا ای‌ام‌دی نیازمند هنر مهندسی خاصی داردو اندازه‌ی درگاه بر روی مادربورد نیز باید بسیار بزرگ در نظر گرفته شود.
مساله‌ی دیگری که باید حل شود، مربوط به کنترل حافظه است. HMC از کنترل کننده‌ی منطقی خود که برروی چیپ آن تعبیه شده، استفاده می‌کند. در حالی که پردازنده‌های اینتل و ای‌ام‌دی، دارای کنترل کننده‌هایی برای استفاده از حافظه‌ی DDR4 برروی خود دارند. اگر چیپ‌هایی برای کنترل حافظه‌ی دوم تعبیه شود، بنابراین کاربردی که IMC به‌منظور آن برروی این پردازنده‌ها قرار گرفته، بی‌مصرف خواهد ماند. شاید برخی چاره‌ی کار را انتظار برای خروج کامل فناوری DDR از چرخه‌ی تولید و مصرف بدانند که در این‌صورت استفاده از این حافظه‌ها منطقی خواهد بود.
میکرون استفاده از این حافظه‌ها را راهکاری برای حل مشکل Memory Wall عنوان می‌کند (Memory Wall مشکلی است که به‌دلیل تفاوت سرعت پردازش در CPU و انتقال داده‌ها در حافظه‌ها، ایجاد شده است و شاید این مساله از عمده‌ترین مشکلات در راه افزایش سرعت پردازشی رایانه‌ها به شمار رود). HMC یکی از رهکارها برای حل این مشکل است چراکه این حافظه‌ها با افزایش نرخ انتقال داده، قدرت انتقال داده توسط چیپ‌ها را افزایش می‌دهند.
شاید در طول 3 تا 4 سال آینده این فناوری راه خود را در قالب محصولات تجاری به داخل رایانه‌های شخصی گشوده و تحولی را در قدرت رایانه‌های شخصی ایجاد نماید. حافظههای DDR عمری 20 ساله دارند که گویا در حال نزدیک شدن به دوران بازنشستگی خود هستند. نظر شما در مورد این فناوری نوین چیست؟ آیا این حافظه‌ها قدرت از دست رفته را به رایانه‌های شخصی باز خواهند گرداند؟
