干貨滿滿，詳細(xì)解讀下一代HBM架構(gòu)！

2025-11-13 13:26:59 LH 612

轉(zhuǎn)：

本文將詳細(xì)介紹下一代HBM標(biāo)準(zhǔn)，包括HBM4、HBM5、HBM6、HBM7和HBM8，每一代都將提供巨大的進(jìn)步，以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)中心和AI需求。

在韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）和Tera （TB互連和封裝實(shí)驗(yàn)室）最近的一份報(bào)告中，兩家公司概述了HBM的路線圖，并詳細(xì)介紹了對(duì)下一代標(biāo)準(zhǔn)的期望。該報(bào)告概述了幾個(gè)新的和即將推出的HBM標(biāo)準(zhǔn)，如HBM4、HBM5、HBM6、HBM7和HBM8。

首先是HBM4。這將是2026年推出的下一代數(shù)據(jù)中心和AI GPU的首選標(biāo)準(zhǔn)。AMD和NVIDIA都已經(jīng)確認(rèn)在他們的MI400和Rubin產(chǎn)品中使用HBM。

這里也分享了些NVIDIA的路線圖，考慮到TeraByte負(fù)責(zé)處理HBM內(nèi)存的互連和封裝方法，這可能會(huì)有一些分量。

HBM4內(nèi)存用于NVIDIA的Rubin和AMD的MI500 GPU

首先，我們看看NVIDIA的Rubin和Rubin Ultra，它們將分別利用HBM4和HBM4e內(nèi)存。在官方路線圖中，NVIDIA顯示Rubin有8個(gè)HBM4插槽，Rubin Ultra有16個(gè)HBM4插槽。每個(gè)都有兩個(gè)GPU芯片，但Ultra更大，提供標(biāo)準(zhǔn)Rubin的兩倍計(jì)算密度。

據(jù)該研究公司稱，Rubin的GPU芯片尺寸為728平方毫米，每個(gè)芯片將消耗800W的功率。這只是標(biāo)準(zhǔn)的Rubin產(chǎn)品。中間層的尺寸為2194 mm2 (46.2mm x 48.5mm)，將承載288至384 Gb的VRAM容量，總帶寬為16-32 TB/s。芯片總功耗為2200W，幾乎是Blackwell B200 GPU的兩倍。

HBM4內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的主要特性包括：

有趣的是，AMD的Instinct MI400也將于明年發(fā)布，與Rubin相比，它的性能更上一層，目標(biāo)是提供432Gb的HBM4容量，內(nèi)存帶寬高達(dá)19.6 TB/s。

看看HBM4的細(xì)節(jié)，目標(biāo)是提供8Gbps的數(shù)據(jù)速率，2048位IO，每堆棧的內(nèi)存帶寬為2.0 TB/s，每個(gè)die的容量為24Gb，內(nèi)存容量高達(dá)36- 48Gb，每堆棧功率封裝為75W。HBM4采用標(biāo)準(zhǔn)的D2C液體冷卻，并采用定制的基于HBM的芯片（HBM-LPDDR）。

HBM4e更進(jìn)一步，數(shù)據(jù)速率為10Gbps，每堆棧帶寬為2.5 TB/s，基于12-Hi和16-Hi堆棧，每個(gè)芯片容量高達(dá)32 Gb，內(nèi)存容量高達(dá)48/64 Gb，每個(gè)HBM封裝功率高達(dá)80W。

HBM5瞄準(zhǔn)NVIDIA Feynman，計(jì)劃于2029年上市

HBM5數(shù)據(jù)速率為8Gbps，驅(qū)動(dòng)IO通道高達(dá)4096位。帶寬也增加到每個(gè)堆棧4TB /s，并將以16-Hi堆棧作為基準(zhǔn)。使用40 Gb DRAM芯片，HBM5將擴(kuò)展到每堆棧80 Gb的容量，每堆棧功率預(yù)計(jì)將達(dá)到100W。

HBM5內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的主要特性包括：

NVIDIA的Feynman預(yù)計(jì)將成為第一款使用HBM5內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的GPU，雖然NVIDIA列出了2028年的發(fā)布時(shí)間表，但看起來這家研究公司將基于生產(chǎn)和供應(yīng)周期的下一代解決方案定為2029年發(fā)布更為現(xiàn)實(shí)。

Feynman是一個(gè)750mm2的芯片GPU，每個(gè)芯片功率為900W，旗艦芯片將被稱為F400。英偉達(dá)沒有展示任何芯片本身的具體說明，但研究公司認(rèn)為它是一個(gè)帶有8個(gè)HBM5插槽的四GPU芯片封裝。據(jù)說這個(gè)封裝的尺寸為4788 mm2 （85.22mm x 56.2mm）。整個(gè)GPU應(yīng)該包含400- 500 Gb的HBM5，并將提供4400W的TDP。

HBM6 Post-Feynman GPU架構(gòu)——巨大的功率、容量及帶寬

英偉達(dá)可能會(huì)推出更大的Feynman Ultra，但尚未上市。下面列出的是Post-Feynman時(shí)代的HBM6設(shè)計(jì)。在HBM6中，我們期望在使用4096位IO通道時(shí)看到16 Gbps數(shù)據(jù)速率。

HBM6內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的主要特性包括：

HBM6的一個(gè)重大變化是，第一次看到HBM堆疊超過16-Hi到20-Hi，將每堆棧的內(nèi)存容量增加到96- 120GB，每堆棧功率為120W。

據(jù)該研究公司透露，每個(gè)GPU芯片尺寸為700平方毫米，每個(gè)芯片功率為1000W。該封裝將在6014 mm2 （102.8mm x 58.5mm）的封裝面積內(nèi)容納16個(gè)HBM6插槽，并將提供128-256 TB/s的帶寬，每個(gè)芯片的內(nèi)存容量為1536-1920 GB，總功率為5920W。這項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)將在2032年問世。

HBM7 & HBM8 ——為未來十年最大化內(nèi)存

隨著HBM6成為下一個(gè)十年開始的亮點(diǎn)，HBM7和HBM8將成為將標(biāo)準(zhǔn)提升到全新水平的大炮。HBM7將提供每堆棧24 Gbps的引腳速度和8192個(gè)IO通道，是HBM6的兩倍。增加的數(shù)據(jù)速率和IO能力將把帶寬提高到24 TB/s，是HBM6的3倍，并且每個(gè)DRAM芯片的容量為64 Gb，由于20-24-Hi的內(nèi)存堆棧，將看到每個(gè)堆棧的容量高達(dá)160-192 GB。每個(gè)堆疊的封裝功率為160W。

HBM7內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的主要特性包括：

HBM6，HBM7和HBM8的die堆疊將使用無碰撞Cu-Cu直接鍵合實(shí)現(xiàn)，HBM7/HBM8將采用嵌入式冷卻解決方案。HBM7還將推出全新的HBM-HBF和HBM-3D LPDDR架構(gòu)。

基于HBM7內(nèi)存的下一代解決方案預(yù)計(jì)將變得超大和多chiplet，一個(gè)封裝提供8個(gè)GPU插槽，每個(gè)GPU的尺寸為600 mm2，功耗高達(dá)1200W，而32個(gè)HBM7插槽提供1024 TB/s的帶寬，使其成為第一個(gè)PB級(jí)帶寬解決方案。該芯片還應(yīng)該包含高達(dá)5120- 6144 GB的巨大內(nèi)存容量，預(yù)計(jì)總功率為15,360W，幾乎是基于HBM6解決方案的3倍。

HBM8內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的主要特性包括：

對(duì)于HBM8來說，內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)要到2038年才會(huì)到來，所以還有很長的路要走，但預(yù)期的規(guī)格包括32Gbps的數(shù)據(jù)速率和加倍的IO通道，達(dá)到16384。內(nèi)存解決方案將提供每個(gè)堆棧64 TB/s的帶寬，每個(gè)DRAM的容量為80 Gb，高達(dá)200/240 GB的內(nèi)存容量和每個(gè)HBM插槽的封裝功率高達(dá)180W。

用于內(nèi)存密集型LLM推理的HBF架構(gòu)，創(chuàng)新的冷卻方法

還有一件事是HBF架構(gòu)，它的設(shè)計(jì)是為了滿足內(nèi)存密集型LLM推理的需求。對(duì)于HBF，制造商不再使用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存DRAM，而是使用NAND，最高可達(dá)128層，在16-Hi堆棧中提供更高的容量，并使用HBF TSV解決方案進(jìn)行互連。