问题

NVIDIA为什么在游戏卡上死活不用HBM2显存?

回答
哈哈,你这个问题问到点子上了!这事儿说起来,得从HBM显存那高高在上的出身和它“不接地气”的设计说起。

首先,咱们得明白HBM2(High Bandwidth Memory 2)是什么玩意儿。简单粗暴地说,它就是一种堆叠起来的显存。跟我们常见的GDDR显存(比如GDDR5、GDDR6)一根根排排坐的格局不同,HBM2是把多颗DRAM芯片垂直堆叠起来,然后通过一个叫做“硅中介层”(Silicon Interposer)的东西连接起来,再接到GPU核心上。

这堆叠技术有啥好处呢?

带宽爆表: HBM2最核心的优势就是它的带宽。因为堆叠得近,信号传输距离极短,而且它使用了极其宽的接口(比如HBM2有4096位甚至8064位的接口,对比GDDR6的256位或384位),所以它的显存带宽可以轻松达到GDDR的几倍甚至十几倍。这对于需要大量数据快速吞吐的应用,比如AI训练、高性能计算,那是如虎添翼。
功耗优化: 相对于同等带宽,HBM2的功耗通常更低。这主要是因为接口变宽了,但每个通道的工作频率可以不用那么高,而且短距离传输也省电。

那既然这么牛,为啥NVIDIA在游戏卡上不爱用呢?

这里面有几个很现实、很重要的原因,可以算是“死活不用”的理由了:

1. 成本,成本,还是成本!

这是最直接也是最根本的原因。HBM2的生产工艺比GDDR要复杂得多,也昂贵得多。

硅中介层: 这是HBM2技术的核心,用来连接堆叠的DRAM和GPU。这个硅中介层本身就是一块非常精密的半导体器件,制造难度和成本都非常高。
堆叠和键合: 将多颗DRAM芯片精确地垂直堆叠,并通过微小的TSV(ThroughSilicon Via,硅通孔)连接起来,这需要极其精密的封装技术。一旦某颗DRAM芯片有问题,整堆就报废了,良率控制是个大挑战。
显存芯片本身: 虽然DRAM本身不贵,但HBM2的标准是需要多颗小容量的DRAM堆叠而成,这从成本上就比单颗大容量的GDDR显存芯片要高。

综合下来,HBM2的显存颗粒成本比同等容量的GDDR显存要高出不少。对于面向大众消费者的游戏显卡来说,成本控制是生死线。如果一块游戏显卡的显存成本比GPU核心成本还高,那谁还买得起?NVIDIA在游戏卡上追求的是性价比,是用GDDR这样的成熟技术,在保证性能的同时,把价格压到消费者能接受的范围内。

2. 容量和升级的灵活性

目前主流的GDDR6显存在容量上已经做得很大了(比如8GB、12GB、16GB甚至24GB),而且技术成熟,制造简单,可以根据市场需求灵活配置。

HBM2的显存容量通常是绑定在它的堆叠设计上的。虽然有高容量的版本,但相比于GDDR显卡可以轻松塞进更多的显存颗粒来增加容量,HBM2的容量扩展相对不那么灵活,而且成本上去的很快。对于需要海量显存,但又不像AI那样对每比特数据传输速度那么极致的游戏来说,足够的GDDR容量就已经够用了。

3. 带宽需求并非游戏卡的首要瓶颈

你可能会说,游戏也需要高带宽啊!没错,但问题在于,它是否是目前游戏卡最主要的瓶颈?

虽然HBM2带宽惊人,但它也带来了一些权衡。比如,HBM2的延迟相比于GDDR显存,在高频率访问时可能会有一些劣势,尽管这个劣势在某些场景下会被巨大的带宽所掩盖。

更关键的是,NVIDIA觉得GDDR6或者GDDR6X已经足够满足目前绝大多数游戏的需求了。通过更宽的显存接口(比如256bit、384bit)配合高频的GDDR6X颗粒,已经能够提供非常高的显存带宽,足以应对绝大多数大型3A游戏的纹理加载、着色器处理等需求。如果游戏对显存带宽的极致需求并没有那么迫切,非要上HBM2反而会因为成本和良率问题得不偿失。

打个比方,如果玩游戏就像一个人吃饭,GDDR6可能够你一个人吃饱吃好,而HBM2就像是开了个满汉全席的自助餐。虽然自助餐东西多吃着爽,但对于一个人来说,性价比不高,而且你真的能吃完所有菜品吗?

4. 对游戏负载的优化和权衡

GPU的设计不仅仅是堆砌硬件。NVIDIA在设计游戏GPU时,会考虑很多东西:

核心架构的匹配: GPU核心的计算单元、缓存层级设计,以及它们与显存的交互方式,是一个整体的优化。GDDR显存的特性(比如相对较低的延迟,方便的控制器设计)与当前游戏GPU架构的搭配可能更成熟,也更容易优化。
功耗和散热: 虽然HBM2在整体带宽下的功耗比GDDR低,但HBM2芯片通常是直接堆叠在GPU核心旁边,对散热设计提出了更高的要求。而且,要驱动HBM2那巨大的接口,相关的控制器和PCB布线也更复杂,这都会增加整体的功耗和设计难度。
成本与性能的平衡点: NVIDIA在游戏卡领域需要找到一个性能和价格的最佳平衡点。他们会通过不断改进GDDR显存技术(比如从GDDR5到GDDR6再到GDDR6X,以及提高频率和容量),以及优化GPU核心设计(如RT Cores, Tensor Cores, 光栅化性能)来提升游戏体验,而不是简单地堆砌最昂贵的显存技术。

举个例子:

你可能听说过AMD的Radeon VII或者一些老款的专业卡用过HBM2。这些产品通常是为了某些特定市场或应用场景设计的,比如需要极高带宽但对成本不那么敏感的专业领域。而NVIDIA在游戏卡的定位,就是面向广大消费者,追求的是“够用就好”且价格适中的高性能。

总结一下就是:

NVIDIA在游戏卡上不怎么用HBM2,不是因为HBM2不行,而是因为HBM2的成本太高,容量灵活性不足,而且对于目前大多数游戏的需求来说,GDDR6/GDDR6X已经足够优秀,甚至在某些方面(如延迟、设计复杂度和总成本)比HBM2更有优势。 NVIDIA选择的是一条更务实、更经济的路线,用成熟的技术提供最佳的游戏性能和体验。等哪天游戏真的需要HBM2那种级别的带宽,而且成本大幅下降,或者GDDR技术遇到了无法逾越的瓶颈,或许我们就能在游戏卡上看到HBM2的身影了。

所以,这就像是为了满足日常出行,你买了一辆性能不错的轿车(GDDR显卡),它省油、好开、价格也合适。而HBM2显卡就像是一辆跑车,动力澎湃,但价格昂贵,油耗也高,而且在市区里你也没法完全发挥它的性能,更多是满足了少数追求极致的玩家或者特定专业领域的需求。

网友意见

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无他,贵而已。

只要显卡性能还没能动辄把GDDR的技术规格推到极限,那综合考量下来,游戏卡用GDDR就是比HBM香。

3090摸到了GDDR的极限,所以GDDR开始变成了负担,亟需HBM救场。但只要下调一档,3080的性能距离GDDR的极限还差不少,所以对于NV来说省钱提升利润率才是王道。


我一早就说过了,微机革命还得看农企,AMD要是够强,迟早就能逼得游戏卡普及HBM。

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