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科工力量:LPDDR5內(nèi)存韓美企業(yè)“三雄爭霸”,中國進(jìn)展如何?
最后更新: 2020-02-19 10:31:29【文/ 科工力量專欄作者 陳辰】
日前,三星、小米發(fā)布了各自最新的年度旗艦Galaxy S20和小米10系列。與以往有所不同,LPDDR5這一內(nèi)存竟成為兩款手機(jī)“吹爆”的賣點(diǎn)。其中,小米各高管在微博上密集對LPDDR5進(jìn)行營銷和“科普”。而三星也早已開始預(yù)熱,并搶在小米10前一天“全球首發(fā)”LPDDR5。
2月12日凌晨,三星在美國舊金山發(fā)布Galaxy S20系列時(shí)宣傳LPDDR5。
相對上一代際的LPDDR4x內(nèi)存,LPDDR5在速率、功耗和性能等方面著實(shí)有較大提升。鑒于此,LPDDR5曾被多家企業(yè)高管和媒體稱為“5G時(shí)代旗艦機(jī)的標(biāo)配”。而目前,全球僅有三星、美光、SK海力士進(jìn)入LPDDR5領(lǐng)域競爭角逐,且均已陸續(xù)進(jìn)入1Znm DRAM技術(shù)階段。
在中國三大存儲基地中,福建晉華曾受美國“實(shí)體清單”制裁,DRAM項(xiàng)目至今處于停擺狀態(tài);長江存儲去年剛剛重建DRAM事業(yè)群,正大肆“招兵買馬”,計(jì)劃5年內(nèi)量產(chǎn);合肥長鑫暫時(shí)成為“獨(dú)苗”,實(shí)現(xiàn)了8Gb DDR4量產(chǎn),預(yù)計(jì)今年下半年制造LPDDR4x,LPDDR5則尚在規(guī)劃中。
合肥長鑫存儲Fab1工廠 圖源:新華社
LPDDR5是什么?
首先,先來看下LPDDR5是什么。LPDDR屬于DDR SDRAM的一種,全稱Low Power Double Data Rate,是美國JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(JEDEC Solid State Technology Association)面向低功耗內(nèi)存而制定的通信標(biāo)準(zhǔn)。LPDDR5代表第五代通信標(biāo)準(zhǔn)。
LPDDR以低功耗、小體積著稱,主要應(yīng)用于移動端電子產(chǎn)品(如16GB+512GB的前者)。從十余年前誕生至今,這個(gè)協(xié)議隨著技術(shù)的演變和產(chǎn)品需求進(jìn)行升級和革新。到目前的LPDDR5,LPDDR內(nèi)存產(chǎn)品應(yīng)用場景和定制需求等方面出現(xiàn)了明顯代差。
其中,最常見的智能手機(jī)等基本會應(yīng)用最新標(biāo)準(zhǔn)的LPDDR產(chǎn)品,即LPDDR4或是LPDDR5;至于對性能需求不太高的汽車內(nèi)嵌存儲、智能硬件內(nèi)置存儲,以及連接固定電源的臺式機(jī)等場景,則可能會應(yīng)用成本更低的LPDDR4、LPDDR3等。
2019年2月,JEDEC協(xié)會正式發(fā)布LPDDR5全新低功耗內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)。相較于LPDDR4標(biāo)準(zhǔn),LPDDR5的I/O速度從3200MT/s提升到6400MT/s,速度直接翻番。如果匹配高端智能機(jī)常見的64bit BUS,每秒可以傳送51.2GB數(shù)據(jù);若匹配PC的128bit BUS,每秒可突破100GB數(shù)據(jù)。
JEDEC協(xié)會認(rèn)為,LPDDR5有望對下一代便攜電子設(shè)備(手機(jī)、平板)的性能產(chǎn)生巨大提升,為了實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn),協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)對LPDDR5體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)向最高16 Bank可編程和多時(shí)鐘體系結(jié)構(gòu)。考慮到汽車等相關(guān)市場需求,LPDDR5引入了鏈路ECC糾錯(cuò)功能。
此外,LPDDR5引入了數(shù)據(jù)復(fù)制(Data-Copy)和寫X(Write-X)兩個(gè)減少數(shù)據(jù)傳輸操作的命令來降低整體系統(tǒng)功耗。前者可以將單個(gè)陣腳的數(shù)據(jù)直接復(fù)制到其它針腳,提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?,后者則減少了SoC和RAM傳遞數(shù)據(jù)時(shí)的耗電。
圖源:美光,下同
具體而言,LPDDR5較上一代際的LPDDR4x有較多方面優(yōu)勢。首先,LPDDR4x僅支持Single Bank Group,而LPDDR5支持多Bank Group模式。更多的Bank Group相當(dāng)于數(shù)據(jù)傳輸從單車道變?yōu)槎嘬嚨?,增加更多的并行?shù)據(jù)通路,提升數(shù)據(jù)傳輸帶寬。
得益于多Bank Group模式,與上代LPDDR4x相比,LPDDR5的數(shù)據(jù)傳輸速率從4266Mbps提升至5500Mbps,傳輸帶寬從34GB/s提升到了44GB/s,這是人類歷史目前最高速率的內(nèi)存規(guī)格。未來,這一速率還將分別達(dá)到6400Mbps、51.2GB/s,提升50%之多。
另外,LPDDR4x器件在高速工作時(shí),時(shí)鐘為2133MHz,且需要一直保持這樣的狀態(tài)。而LPDDR5器件修改了這一設(shè)計(jì),時(shí)鐘只有800MHz。當(dāng)讀/寫工作停止時(shí),達(dá)到最大工作頻率的WCK信號也會停止,從而降低功耗。同時(shí)在低速工作狀態(tài),LPDDR5也可切換至更低的電壓。
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本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 陳辰 
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