Talvez você nunca tenha ouvido falar em HBM, mas essa tecnologia tem um papel essencial nos bastidores da inteligência artificial e da computação de alto desempenho. Ela está presente em chips avançados, como as GPUs da NVIDIA e da AMD que alimentam serviços de IA (como o ChatGPT), e também em sistemas usados em pesquisas científicas, carros autônomos e mais. A sigla vem do inglês High Bandwidth Memory, algo como “memória de alta largura de banda” em tradução direta. E o nome não é à toa: ela é capaz de transferir dados em velocidades muito superiores às memórias tradicionais.
Além de ser mais rápida, consome menos energia e ocupa menos espaço dentro do chip, o que é ótimo em uma era em que tudo precisa ser compacto e eficiente. Mas por que o componente ainda é tão restrito ao uso profissional? E por que é tão importante para a IA? A seguir, o TechTudo explica como a HBM funciona, onde ela está sendo usada e por que ela pode ser o futuro da memória nos computadores mais poderosos do mundo.
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Arquitetura vertical da memória HBM reduz o caminho dos dados e garante mais velocidade no processamento
Reprodução/MarketsGlob.com
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No índice abaixo, veja todos os tópicos que serão abordados para mostrar todos os detalhes da poderosa memória HBM:
O que é a memória HBM?
Como a HBM funciona?
Vantagens da memória HBM
Desvantagens e limitações
Onde a HBM está sendo usada?
1. O que é a memória HBM?
A HBM surgiu da necessidade de superar os limites das memórias convencionais, como a DDR e a GDDR, que funcionam bem em computadores e placas de vídeo, mas começam a mostrar limitações quando o assunto é inteligência artificial e grandes volumes de dados. A HBM foi pensada para ambientes em que velocidade e eficiência energética são essenciais, como servidores e data centers.
Ela tem uma estrutura diferente: em vez de colocar os módulos de memória lado a lado, como fazemos normalmente, a HBM empilha os chips uns sobre os outros. Isso diminui o caminho que os dados percorrem e acelera a troca de informações. Essa arquitetura vertical permite que a memória fique colada ao processador, garantindo muito mais velocidade na comunicação entre os dois.
Memória colada ao processador reduz latência e melhora a eficiência energética
Reprodução/microm.com
2. Como a HBM funciona?
Pense na HBM como um prédio de vários andares, em que cada andar é uma camada de memória. As informações circulam por dentro desse prédio de forma rápida, como se existissem elevadores ultrarrápidos ligando todos os andares. Esses “elevadores” são os canais chamados de TSVs, que conectam verticalmente as camadas empilhadas. É assim que ela consegue atingir taxas de transferência tão altas.
Outra parte importante é o interposer, que funciona como uma ponte entre a memória empilhada e o chip principal. Esse intermediário é muito mais largo do que as conexões tradicionais, permitindo que grandes volumes de dados sejam transmitidos ao mesmo tempo. O resultado? Uma velocidade que pode ultrapassar 1 TB por segundo, algo bem superior às memórias comuns.
3. Vantagens da memória HBM
A principal vantagem da HBM é a performance. Ela entrega uma largura de banda muito maior, o que significa mais dados trafegando ao mesmo tempo. Isso é vital em tarefas como treinar modelos de IA, fazer renderizações em tempo real ou rodar simulações científicas. Em todas essas situações, cada segundo conta.
Outro ponto positivo é a eficiência. Por estar mais próxima do processador e ter um caminho de comunicação mais curto, a HBM consome menos energia e gera menos calor. Isso ajuda a economizar energia elétrica em grandes data centers, por exemplo, e reduz o esforço de sistemas de resfriamento. Além disso, como ela ocupa pouco espaço, sobra mais área para colocar outros componentes importantes no chip.
Imagem mostra uma GPU da AMD rodeada por quatro módulos de memória HBM de primeira geração
Domínio Público
4. Desvantagens e limitações
Por mais promissora que seja, a HBM ainda tem obstáculos. O primeiro é o custo: fabricar uma memória empilhada é mais caro do que produzir modelos convencionais. O processo é mais delicado, exige mais precisão e tem menos margem para erros. Isso faz com que a tecnologia ainda seja usada, principalmente, em produtos voltados ao setor corporativo e científico.
Outro desafio é a escalabilidade. Produzir essas memórias em larga escala, mantendo a qualidade e o desempenho, é uma tarefa complexa. Por isso, você não vai ver HBM em notebooks do dia a dia ou em placas de vídeo para gamers tão cedo. Mas isso não significa que a tecnologia está distante do consumidor final. Ela está por trás de muitos serviços que usamos todos os dias, mesmo que de forma invisível.
5. Onde a HBM está sendo usada?
Hoje, a HBM é um dos pilares das grandes operações de IA. Ela está em chips como o NVIDIA H100 e o AMD MI300, voltados para tarefas pesadas como aprendizado de máquina (machine learning), simulações científicas e análise de dados. Empresas como Google, Amazon e Microsoft usam esse tipo de memória em seus data centers, para garantir que seus sistemas funcionem com agilidade.
Além do universo da IA, a HBM também aparece em áreas como finanças, medicina, defesa e pesquisa climática. Qualquer lugar onde o volume de dados é grande demais para ser processado de forma convencional pode se beneficiar da tecnologia. É como se a HBM fosse uma avenida expressa em um sistema onde as outras memórias ainda andam em ruas estreitas e congestionadas.
HBM3 IceBolt da Samsung entrega até 1,2 TB/s de largura de banda, ideal para aplicações intensivas em IA
Reprodução/Samsung
6. HBM vs GDDR: qual a diferença?
A GDDR é a memória mais comum em placas de vídeo para o consumidor final. Ela evoluiu bastante nos últimos anos, mas ainda segue um formato mais tradicional. A GDDR6, por exemplo, oferece bons resultados em jogos e aplicações gráficas, mas fica atrás da HBM em largura de banda e eficiência.
A HBM é pensada para ambientes extremos, em que performance e economia de energia são prioridade. Isso explica por que ela ainda não chegou aos PCs domésticos. Ela não foi feita para jogar Counter-Strike com mais FPS, mas sim para treinar uma IA que conversa com milhões de pessoas ao mesmo tempo. Cada uma atende a um público diferente e isso é importante de entender.
7. O futuro da HBM
A tendência é que a HBM continue evoluindo. Novas gerações, como a HBM3E, prometem ainda mais velocidade e eficiência. Com a demanda crescente por IA, cloud computing e automação, esse tipo de memória deve ganhar ainda mais espaço e talvez, no futuro, chegue a dispositivos mais acessíveis.
A tecnologia está no centro de transformações gigantescas no setor de tecnologia. E, mesmo que você não veja a HBM no seu notebook por enquanto, ela estará nos bastidores garantindo que tudo funcione de forma rápida, segura e inteligente. Afinal, as revoluções digitais muitas vezes começam por detalhes invisíveis, como a memória usada dentro de um chip.
Com informações de AMD, Nvidia, MarketsGlob, Microm e Samsung.
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