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存储技术相关技术文章LPDDR5标准带来的变化详解

2019年2月,JEDEC正式发布LPDDR5全新低功耗内存标准,即Low Power Double Data Rate 5。相较于LPDDR4标准,LPDDR5的I/O速度从3200MT/s提升到6400MT/s,速度直接翻番。如果匹配高端智能机常见的64bit BUS,每秒可以传送51.2GB数据;如果匹配PC的128bit BUS,每秒可突破100GB数据。

固态协会认为,LPDDR5有望对下一代便携电子设备(手机、平板)的性能产生巨大提升,为了实现这一改进,标准对LPDDR5体系结构进行了重新设计,转向最高16 Bank可编程和多时钟体系结构。同时,还引入了数据复制(Data-Copy)和写X(Write-X)两个减少数据传输操作的命令来降低整体系统功耗,前者可以将单个阵脚的数据直接复制到其它针脚,后者则减少了SoC和RAM传递数据时的耗电。

另外,LPDDR5还引入了链路ECC纠错,信号电压250mV,Vddq/Vdd2电压还是1.1V。

常程从三方面对LPDDR5进行了解释:

1.多车道Bank Group架构

LPDDR4x仅支持Single Bank Group,而LPDDR5支持多Bank Group模式,更多的Bank Group相当于数据传输从单车道变为多车道,增加更多的并行数据通路,提升数据传输带宽。

2.速率跨越式升级最多可达50%性能提升

得益于多Bank Group模式,与上代LPDDR4x相比,LPDDR5的数据传输速率从4266Mbps提升至5500Mbps,传输带宽从34GB/s提升到了44GB/s,这是人类历史目前最高速率的内存规格。未来,这一速率还会提升到6400Mbps,带宽提升到51.2GB/s,提升50%之多。

LPDDR5标准带来的变化详解

3.超低功耗

LPDDR5内部有三组电压:VDD1/VDD2/VDDQ,其中VDD2又分为VDD2H和VDD2L,VDD1和VDD2属于Core电源,VDDQ属于I/O接口电源。相比LPDDR4X,LPDDR5的VDD2H由1.1V降至1.05V,VDDQ由0.6V降至0.5V,另外还有新加入的DVFSC和DVFSQ功能,可在低速工作时切换至更低的0.9V和0.3V电压,进一步降低功耗。

与之相比,LPDDR4x器件在高速工作时,时钟为2133MHz,且需要一直保持在这样的状态,无形中会增加功耗。而LPDDR5器件修改了这一设计,LPDDR5的时钟只有800MHz,而在数据有读写操作时,会有一个WCK信号,这个WCK信号会达到最大工作频率,当读/写工作停止时,WCK信号也会停止,从而降低功耗。

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