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5G手机中的低功耗内存有多重要?
[发布时间]:2020年9月25日 [来源]:电子产品世界 [点击率]:2479
【导读】: 今年我国迎来了5G手机爆发之年。据市场调查公司分析,2020上半年我国本土5G手机品牌就已占了全球75%的份额。相信很多消费者也在考虑是否去换一部5G手机。但是他们也是有顾虑的:5G是什么?5G手...

 

  例如,当前智能手机所需应对的数据吞吐量正加速增长,对手机瞬时处理数据的能力(即内存性能)提出了更高要求。如果我们看一下2020年小米10智能手机所配备的美光的LPDDR5内存,就会发现其速率达到了5500Mbps,相当于每秒可传送44GB数据,大约为12个高清视频文件(3.7GB/个)。CPU把需要运算的数据调到内存中进行,运算完成返回结果。内存对手机的稳定运行至关重要,高性能内存对手机整体流畅度的提升大有裨益。

  比如手机拍照,它涉及了大量的数据运算,尤其是手机相机像素已进入到亿级的现在,如果内存性能低下,传导数据慢,就会造成拍照延迟;44GB/s的传输速率对游戏玩家来说更是巨大的利好消息;而2K 120Hz高刷新率屏幕需要很高的带宽,想不用LPDDR5都不行。同时,LPDDR5的电压非常低,它可以做到和其他芯片堆叠在一起,而且发热和功耗还会进一步降低。
  根据小米用户续航DOU测试结果看,美光的LPDDR5对比LPDDR4X续航优势明显。

  ①综合场景下,用户续航提升约10%。
  ②在游戏(王者荣耀)场景中,省电约20%。
  ③在微信语音和视频场景中,省电约10%。

  为何桌面级的DDR内存只有4,低于手机的LPDDR5?
  LPDDR内存在便携设备的功耗占比高,因为担负着数据吞吐这一身份的重任,因而技术的迭代对于手机性能和功耗更重要。所以相比较于DDR内存,LPDDR内存更容易被用户感知。
  相比之下,电脑对功耗的要求没有那么高,也没有那么敏感。
  因此,DDR5的正式规范标准今年才刚完成制定,即使标准制定完成,今年也不会看到很多搭载DDR5内存的电脑。而LPDDR5则是今年绝大部分旗舰机型的标配。
  实际上,LPDDR和DDR之间的关系很密切,简单来讲,LPDDR是在DDR基础上演化而来的,比如,LPDDR2是在DDR2基础上演化而来的,依次类推。但从第四代开始,二者开始走上不同的发展道路,DDR仍然通过提高核心频率来提升性能;而LPDDR为了获得更低的功耗,选择提高Prefetch预读取位数来提升性能。具体来说,LPDDR4是用两个16位通道组成32位总线,而DDR4却具备原生64位通道;LPDDR4的Prefetch预读取位数为16bit,而DDR4为8bit;这在实际运算过程中,DDR4的性能利用率会更高,但LPDDR却可以用更低的功耗来获取更高的理论性能。
  另外,在投入商用的先后方面,LPDDR4抢在DDR4之前登陆消费者市场。如今,LPDDR5再次成功抢跑DDR5,在DDR5规范还没正式确定的时候已经完成了量产,LPDDR5自然也不是根据DDR5的基础上改进而来,而是在LPDDR4X的基础上针对移动平台重新设计的新一代低功耗内存规范。当然,由于设计的不同,二者各有千秋,DDR的性能利用率会更高;LPDDR的功耗更低。

  手机内存的未来
  可见,LPDDR5也是一个正常的技术迭代,就像从LPDDR3到LPDDR4,再到LPDDR4X一样,而且今后还会有长期的发展路线图。
  技术迭代的背后,是强大的工艺后盾。5G时代高速传输速率的提升首当其冲的会对手机内存的读写速度提出更高的要求,同时因为射频模组尺寸的增大,留给内存空间的板级尺寸进一步被压缩,而高清视频和高速传输往往意味着高存储空间的占用,比如4G时代网速只能支持在线收看720P标清的电影,差不多1.5G~6G容量之间,但是到5G时代超清或者蓝光将成为可能,这时候应用空间需要达到20-40G左右。这些全新的技术挑战需要存储器厂商更好的提升存储容量密度和读取速度。
  提升存储密度最好的办法是采用更为先进的工艺,例如美光在LPDDR5产品中采用了目前存储芯片制程中最先进的1Z纳米的制程技术工艺。 然而1Z纳米技术并不是工艺的极限,在1Z纳米之后,还会有1α、1β、1γ等10纳米级制造的工艺。
  那么,1Y、1Z是什么意思呢?首先,20纳米相当于一根头发丝直径的三千分之一。在内存工艺进入20nm之后,由于制造难度越来越高,内存芯片公司对工艺的定义已经不是具体的线宽,而是分成了1X、1Y、1Z,1X工艺相当于16~19纳米、1Y相当于14~16纳米,1Z相当于12~14纳米的级别。

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