21/09/2015 06h00 - Atualizado em 21/09/2015 06h00

Entenda como funcionam as memórias de alta largura de banda da AMD

Filipe Garrett
por
Para o TechTudo

Os recentes grandes lançamentos de placas de vídeo da AMD usam uma nova tecnologia de memória, chamada de HBM. O termo é a sigla em inglês para “memória de alta largura de banda”, um novo padrão tecnológico para memórias usadas em placas de vídeo, criado pela AMD, para resolver problemas causados pelas limitações das arquiteturas antigas.

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Basicamente, com o passar do tempo, a demanda por mais performance gráfica tornou inviável o uso da arquitetura tradicional, em que uma determinada quantidade de chips de memória era ligada por interfaces de 32 bits aos processadores gráficos. Complicações com performance, custos, consumo de energia e área ocupada pela placa começaram a se tornar problemas bastante sérios.

Principais lançamentos da AMD, como as placas da linha R9, já contam com a tecnologia HBM (Foto: Divulgação/AMD)Principais lançamentos da AMD, como as placas da linha R9, já contam com a tecnologia HBM (Foto: Divulgação/AMD)

O que o HBM traz de tão novo?

A chave para entender o conceito por trás desse padrão de memória é compreender os dois últimos complicadores mencionados no parágrafo anterior: espaço e consumo.

Placas de vídeo começaram a ficar insustentavelmente grandes e absurdamente gastonas em termos de energia. Para reverter a tendência, a AMD desenvolveu um padrão de memória que, literalmente, amontoa chips verticalmente.

Em vez de um conjunto de chips GDDR5 em volta da GPU, arquitetura HBM concentra as memórias em módulos verticais (Foto: Divulgação/AMD)Em vez de um conjunto de chips GDDR5 em volta da GPU, arquitetura HBM concentra as memórias em módulos verticais (Foto: Divulgação/AMD)

Fugindo da norma de espalhar os componentes em grandes áreas, memórias HBM são mais compactas, e ocupam menos espaço físico, já que as camadas de chips empilhados tem espessura microscópica. Em números, a AMD afirma que um módulo HBM ocupa 94% menos espaço do que um equivalente construído em uma arquitetura antiga.

Ou, em números absolutos, um módulo de RAM HBM de 1 GB ocupa uma área de 35 mm quadrados (5 x 7 mm). A mesma quantidade de memória no padrão GDDR5 poderia se espalhar por uma área de até 672 mm quadrados (24 x 28 mm).

O resultado da verticalização dos módulos de memória pode ser apreciado na R9 Nano, placa de vídeo super compacta e muito poderosa, lançada pela AMD em agosto.

Qual é a vantagem no desempenho?

Um módulo HBM se conecta à GPU da placa de vídeo por uma interface de 1.024 bits. Para você comparar, uma placa que use o padrão GDDR5 terá suas unidades de memórias ligadas à GPU por apenas 32 bits.

Quanto mais bits a via de comunicação entre processador e memória tiver, maior a capacidade do sistema trocar dados entre esses dois componentes. É por isso que a tecnologia HBM é tão promissora em relação às placas de vídeo.

Corte mostra o aspecto do módulo de memória HBM. Cada barra laranja equivale a um chip de memória de 256 MB (Foto: Divulgação/AMD)Corte mostra o aspecto do módulo de memória HBM. Cada barra laranja equivale a um chip de memória de 256 MB (Foto: Divulgação/AMD)

No fim das contas, cada módulo de memória HBM pode transmitir até 128 GB/s (gigabytes por segundo). É o equivalente a mais de 13 DVDs de duas camadas em informações, trocadas entre processador gráfico e memória, dentro do espaço de um segundo. Por outro lado, uma placa de vídeo com memória GDDR5 terá uma taxa de troca de informações de no máximo 28 GB/s entre um determinado módulo de RAM e a GPU.

E onde está a economia de energia?

Segundo a AMD, as memórias HBM devem operar com tensão de 1,3 volts, enquanto os modelos GDDR5 aplicam 1,5 volts para operar.

A diferença parece muito pequena, mas vale lembrar que em regime de funcionamento sob alta demanda, em que enormes volumes de dados são processados e armazenados nos bancos de memória milhares de vezes por segundo, essa diferença acaba sendo considerável.

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O decréscimo na voltagem também reduz o consumo de energia de forma indireta, já que faz dos módulos de memória menos propensos a aquecer. E, lembre-se, todo calor gerado por um dispositivo eletrônico é energia desperdiçada.

Nas contas da AMD, a memória HBM entrega 35 GB/s por watt. Na comparação, a memória GDDR5, que consome mais, dá saída a 10.66 GB/s por watt de energia.

Tecnologia livre e aplicações

A HBM é uma tecnologia que a AMD aplica exclusivamente em seus recentes grandes lançamentos. Mas as ferramentas de software para criação de programas e jogos que aproveitam as vantagens da memória HBM são livres, o que significa que todo desenvolvedor pode ter acesso a elas para aprimorar seus produtos em hardware da AMD.

Além das evidentes aplicações em jogos de última geração, a tecnologia da AMD pode ser relevante na popularização de dispositivos de realidade virtual, já que placas com esse tipo de memória RAM poderiam habitar facilmente computadores poderosos e compactos.

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