TSV硅穿孔技术术功不可没
　　所谓TSV硅穿孔技术，就是用激光或蚀刻方式在硅晶圆上钻出小孔，然后在不同硅晶圆之间填入金属物质，这样不同硅晶圆之间的信号可以互相传输。采用这种方式可以大幅缩小芯片的尺寸，还有提高芯片内的晶体管密度，改善层间电气互联性能，提升芯片运行速度以及降低芯片的功耗等好处。
　　此外，随着工艺制程的改进，芯片内晶体管体积的缩小，晶体管之间通讯的延迟时间会随之缩短，但是互联电路部分的延迟则会升高。例如90nm制程晶体管的延迟时间大约在1.6ps左右，而此时互联电路中每1mm长度尺寸的互联线路，其延迟时间为500ps左右；而到22nm制程，晶体管的延迟时间会降至0.4ps水平，而互联线路的延迟则会增加到10000ps。晶体管尺寸越小速度越快，但与此同时互联层线路的电阻则会随着线路截面积的缩小而增大，这正是导致互联层延迟增加的主要原因。而TSV硅穿孔技术最大的优点就是减小互联线的长度，能够实现距离最短的互连，通过在芯片和芯片、晶圆和晶圆之间制造垂直导通，能够将逻辑、内存和模拟等组件非常紧密地连结在一起。TSV硅穿孔技术可把芯片上数据需要传输的距离缩短1000倍，并使每个元件的互连性增加100倍。采用了TSV硅穿孔技术之后，进而可降低寄生电容和耗电量，功耗随之降低。此外，该技术还可以缩小尺寸，采用区域数组式垂直互连的作法比起打线接合或导线架封装更节省空间，因此HMC内存颗粒所占体积仅为目前DDR3内存颗粒的10%。


TSV技术示意图


逻辑芯片，HMC 上的总管
　　我们都知道，人心散了，队伍不好带的道理。利用TSV硅穿孔技术将很多“小兄弟（DRAM晶圆芯片）”堆叠在一个模组里，内存的数据传输、带宽控制更加的复杂。如果跟以前一样直接交由主板或CPU的内存控制器来管理，肯定会影响效率，怎么办？为此，HMC内存中引入了一颗逻辑芯片。
　　这颗逻辑芯片就相当于一个次内存控制器，负责管理HMC内存中各内存芯片之间的数据传输、带宽控制，然后再将工作成果提交到主内存控制器。通过逻辑芯片的方式不仅能提高效率，还解决了另一个问题。现在处理器核心增加的趋势非常明显，而目前的内存必须通过外部内存控制器这唯一的路径与处理器连接，无法为处理器的各个内核及时提供数据。HMC内存则不同，逻辑芯片能够从特定的存储层向某个处理器的内核定向发送数据。这样处理器的每一个内核都能够与内存模块建立直接的连接，并且每一个连接都能够以最高的速度运行。因而，HMC内存不会在处理器内核数量持续增多的情况下出现瓶颈，只需通过逻辑芯片提供更多的连接，即可保证内存与处理器之间数据的高速传输。这也正是英特尔为什么也看好HMC的重要原因。


逻辑芯片负责管理HMC内存中各内存芯片之间的数据传输、带宽控制