Bellek teknolojilerinde standartları belirleyen kuruluş JEDEC, JESD238 koduyla HBM4 (Yüksek Bant Genişlikli Bellek 4) standardının resmi özelliklerini yayınladı. Bu yeni bellek standardı, özellikle yapay zeka iş yükleri, yüksek performanslı bilgi işlem (YPI) ve gelişmiş veri merkezi ortamlarının hızla artan gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlandı. Yeni standart, veri yoğun uygulamalar gelişmeye devam ettikçe bellek bant genişliğini, kapasitesini ve verimliliğini artırmayı hedefleyen mimari değişiklikler ve arayüz yükseltmeleri sunuyor.
HBM4, HBM ailesinin ayırt edici özelliği olan dikey olarak üst üste yerleştirilmiş DRAM yongalarını kullanmaya devam ediyor. Ancak önceki nesil HBM3'e kıyasla bant genişliği, verimlilik ve tasarım esnekliği konularında önemli ilerlemeler kaydediyor. Yeni standart, 2048 bitlik bir arayüz üzerinden 8 Gb/s'ye kadar aktarım hızlarını destekleyerek toplamda 2 TB/s'ye varan muazzam bir bant genişliği sağlıyor. Önemli yükseltmelerden biri, yığın başına bağımsız kanal sayısının HBM3'teki 16'dan HBM4'te 32'ye çıkarılması. Üstelik bu kanalların her biri artık iki adet sözde kanala (pseudo-channel) sahip. Bu genişleme, bellek işlemlerinde daha fazla erişim esnekliği ve paralellik sağlıyor.
Güç verimliliği açısından JESD270-4 standardı, üreticiye özel çeşitli voltaj seviyeleri için destek sunuyor. Bunlar arasında 0.7V, 0.75V, 0.8V veya 0.9V VDDQ seçenekleri ile 1.0V veya 1.05V VDDC seçenekleri bulunuyor. Bu ayarlamaların, farklı sistem gereksinimlerinde daha düşük güç tüketimine ve iyileştirilmiş enerji verimliliğine katkıda bulunduğu belirtiliyor. HBM4 ayrıca mevcut HBM3 denetleyicileriyle uyumluluğu sürdürerek tek bir denetleyicinin her iki bellek standardıyla da çalışmasına olanak tanıyor. Bu geriye dönük uyumluluk, yeni standardın benimsenmesini kolaylaştırıyor ve daha esnek sistem tasarımlarına imkan veriyor.
Ek olarak HBM4, satır çekiçleme (row-hammer) etkilerini azaltmayı iyileştiren ve daha güçlü Güvenilirlik, Kullanılabilirlik ve Servis Edilebilirlik (RAS) özelliklerini destekleyen Yönlendirilmiş Yenileme Yönetimi (DRFM) özelliğini içeriyor. Kapasite tarafında ise HBM4, 4 katmandan 16 katmana kadar yığın yapılandırmalarını ve 24Gb veya 32Gb DRAM yonga yoğunluklarını destekliyor. Bu sayede, 32Gb'lik 16 katmanlı yığınlar kullanılarak 64GB'a kadar yığın kapasitesine ulaşılabiliyor, bu da zorlu iş yükleri için daha yüksek bellek yoğunluğu anlamına geliyor.
HBM4'teki dikkat çekici bir mimari değişiklik, eş zamanlılığı artırmak ve gecikmeyi azaltmak için tasarlanan komut ve veri yollarının ayrılmasıdır. Bu modifikasyon, özellikle yapay zeka ve YPI iş yüklerinde yaygın olan çok kanallı işlemlerde performansı iyileştirmeyi amaçlıyor. Ayrıca HBM4, daha yüksek veri hızlarını ve daha fazla kanal verimliliğini desteklemek için yeni bir fiziksel arayüz ve sinyal bütünlüğü iyileştirmeleri içeriyor.
HBM4 standardının geliştirilmesi, Samsung, Micron ve SK hynix gibi sektörün önde gelen oyuncularının iş birliğiyle gerçekleşti ve bu firmalar standardın oluşturulmasına katkıda bulundu. Bu şirketlerin yakın gelecekte HBM4 uyumlu ürünleri sergilemeye başlaması bekleniyor. Özellikle Samsung, yapay zeka yonga üreticileri ve hiper ölçekli veri merkezi operatörlerinden gelen artan talebi karşılamak için 2025 yılına kadar üretime başlama planlarını belirtti.
Yapay zeka modelleri ve YPI uygulamaları daha fazla hesaplama kaynağı talep ettikçe, daha yüksek bant genişliğine ve daha büyük kapasiteye sahip belleklere olan teknik ihtiyaç da artıyor. HBM4 standardının tanıtılması, bu iş yükleriyle ilişkili veri işleme hacmi ve işlem zorluklarının üstesinden gelmek üzere tasarlanan yeni nesil bellek teknolojilerinin özelliklerini tanımlayarak bu gereksinimleri karşılamayı hedefliyor.
