Суперпамять для супервычислителей - Hybrid Memory Cube. Спецификация 2.0

(Начиналось писаться некоторое время назад. Уже есть обновление, но переписывать все заново ...)

    Немного истории 

    Hybrid Memory Cube (HMC) - консорциум, созданный Micron и Samsung в 2011 году "для разрушения стены памяти" (цитата: "... to Break Down the Memory Wall"). Если серьезно - для совместной разработки метода объемной упаковки подсистем - например, контроллера и памяти, процессора и памяти,...
В 2012 к ним присоединился SK hynix, а также ARM, HP и Microsoft.
В 2012 выпущен в свет первый релиз спецификации.
Ассоциация обрастает членами, число коих составляет уже порядка 150. Тут и разработчики, и производители, и потребители. К примеру, в списке присутствуют AIRBUS и Google Inc.
В феврале 2014 сформулирована спецификация второго поколения - Gen2.

    Кому надо очень быстро

    Целевой рынок  - высокопроизводительные вычисления и широкомасштабные сетевые устройства.
    Результат (рассматривается DDR3, но его, видимо, можно будет применить и к DDR4, 5,...): пропускная способность в 15 раз выше, чем со стандартным DDR3 модулем при 70% экономии электроэнергии. Да, еще небольшая деталь - объем на 90% меньше.

    За счет чего? На сформированный слой, содержащий в данном случае блок логики памяти, наращиваются слои собственно ячеек памяти. При этом формируются вертикальные столбики проводников, которые соединяют блоки воедино. Эти столбики дали название технологии - Through-Silicon Via, TSV. Сокращаются практически до нуля линии передачи между блоками устройства, скорость передачи данных между которыми критична для системы. Попутно - т.к. проводники становятся короткими, исключаются ненужные буферы, усилители и прочие блоки, предназначенные для обеспечения гарантированной передачи сигналов на расстояние.
    Модули с пропускной способностью 120 GB/s, 160 GB/s и емкостью 4GB обещаны в 2014. Упаковка в корпуса 896-ball BGA (31 x 31) и 666-ball FBGA (16 x 19.5).

    Есть ли уже примеры применения? Да!

Xeon Phi

http://www.micron.com/products/hybrid-memory-cube/high-performance-on-package-memory
    Модули модулями, но недаром один из игроков сообщества - Intel, которого почему-то нет в списке членов.

  Xeon Phi следующего поколения, Knights Landing, будет иметь на борту память HMC (зелененьким).
Тесная связка вычислительного ядра с упакованной по HMC технологии чипом позволит иметь "под боком" до 16GB оперативной памяти со следующими преимуществами:

- 1/3 занимаемого пространства;

- пятикратное увеличение пропускной способности (в сравнении с традиционным DDR4);

- в пять раз меньшее потребление энергии.

Pico Computing

http://picocomputing.com/products/hybrid-memory-cube-hmc-controller-ip/
    HMC контроллер и платы ускорителей.
Плата ускорителя EX-800. 4U система включает в себя 4 таких лезвия, каждое из которых содержит: 4 ускорителя Stratix V FPGA; 4GB Hybrid Memory Cube с пропускной способностью 160 GB/s; до 32GB "обычной" DDR3 памяти; PCIe свич.

19 ноября ассоциация выпустила спецификацию 2.0  http://hybridmemorycube.org/specification-v2-download-form/
- подняли скорость передачи с 15 Gb/s до 30 Gb/s
- модель канала связи (associated channel model) обновили с short reach (SR) до very short reach (VSR) в соответствии с изменениями номенклатуры производителей

http://www.hybridmemorycube.org/files/SiteDownloads/20141119_HMCC_Spec2.0Release.pdf
http://www.micron.com/products/hybrid-memory-cube/all-about-hmc?source=sql