約40年ぶりの新規格!次世代メモリ「HMC」

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流行りモノから新技術まで! 5分でわかる最新キーワード解説

約40年ぶりの新規格!次世代メモリ「HMC」

2013/06/19


 日々進歩するIT技術は、ともすると取り残されてしまいそうな勢いで進化の速度を高めています。そこでキーマンズネット編集部がお届けするのが「5分でわかる最新キーワード解説」。このコーナーを読めば、最新IT事情がスラスラ読み解けるようになることうけあい。忙しいアナタもサラっと読めてタメになる、そんなコーナーを目指します。今回のテーマはDRAMの容量・スピードを飛躍的に高め、消費電力は抑える新しい技術「HMC」です。最初の標準規格も策定され、いよいよ姿を現す時を迎えようとしています。

HMC

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「HMC」とは

 Hybrid Memory Cube (HMC) は、この4月に最初の仕様書(HMC Specification v1.0)が公開された、次世代DRAM技術。従来のDRAMに比較して1ビット転送当たり消費電力、インターフェース速度、実装面積、モジュールとしての最大通信速度に飛躍的な革新を実現し、今年中に最初の製品が登場する見込みだ。

図1 HMCパッケージのイメージ
図1 HMCパッケージのイメージ
資料提供:マイクロン
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従来のDRAMの課題

 IT分野でメモリと言えば、やはり主役はDRAM(Dynamic Random Access Memory)だ。低価格で大容量、しかも高速なDRAMは、コンピュータの主記憶装置として1970年に誕生して以来、他の追随を許さない地位を確立した。この40年以上の間、DRAMそのものやモジュール化技術、インターフェース技術などに絶え間なく改良が加えられてきており、現在主流のDDR3仕様や量産モデル登場が待たれるDDR4仕様がこの流れの先端にある。しかしCPUのマルチコア化が進み、マルチスレッドでの処理が一般化してきた現在、これまでのDRAMアーキテクチャでこの先システム性能を高められるのかに疑念が生じるようになってきた。
 図2にこの十年あまりのDRAMの帯域幅及び消費電力のトレンド(実績と予測)を示す。従来の技術・仕様を踏襲した場合でも、図の破線のように帯域幅は徐々に向上し、消費電力もだんだん低下していくと予想されるが、そのなだらかな改善では、システムが要求するスピードに間に合わなくなる、という懸念がHMC開発の原動力だ。

図2 DRAMの帯域幅と消費電力のトレンド
図2 DRAMの帯域幅と消費電力のトレンド
資料提供:マイクロン

 HMCは、2011年2月にマイクロンがコンセプト及びデモ用のチップでの実証を発表した。図では2012年のHMC登場により、DRAMの進化トレンドがどう変わるかを示している。
 具体的には、次のような革新が実現する。

インターフェース速度:DDR3比で15倍以上

消費電力(ビット当たり):70%減

実装面積:RDIMM比で90%近く減

モジュールとしての最大通信速度:160GB/秒以上(〜320GBps)

 特に通信速度はbpsでなくギガバイト(GB)/秒が単位であることに注意しよう。DDR3ではピン当たり1.6Gbps、モジュールで12.8GB/秒、DDR4ではピン当たり3.2Gbps、モジュールで25.6GB/秒が最大とされているので、その飛躍的な差がお分かりいただけるだろう。最大通信速度は320GB/秒=2560Gbpsとなり、ピン当たりで考えるとDDR3と比べた場合は1600倍ということになり、モジュール単位で考えると25倍という数字になる。

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