DDR هو النوع القياسي لذاكرة الوصول العشوائي المستخدمة في جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. إنه اختصار لمعدل البيانات المضاعفة ، والذي يأتي من حقيقة أنه ينقل البيانات عن كل من صعود وهبوط إشارة الساعة. كان أحد التحسينات المهمة على مدى أجيال DDR RAM في كفاءة الطاقة. مع DDR1 باستخدام 2.5 أو 2.6 فولت ، و DDR2 باستخدام 1.8 فولت ، و DDR3 باستخدام 1.5 أو 1.35 فولت ، و DDR4 باستخدام 1.2 أو 1.05 فولت ، و DDR5 = التي أصبحت متاحة تجارياً - باستخدام 1.1 فولت.
على الرغم من أن هذا لا يبدو كثيرًا ، إلا أنه قد يؤثر بشدة على عمر بطارية الأجهزة التي تعمل بالبطارية. للمساعدة في إطالة عمر البطارية ، تم توحيد متغير منخفض الطاقة لـ DDR ، LPDDR.
معايير مختلفة
قد يبدو LPDDR ، أو ذاكرة منخفضة الطاقة مزدوجة معدل البيانات ، كإصدار منخفض الطاقة من معيار DDR. ومع ذلك ، توجد تغييرات أكثر أهمية ، ولا يمكن مقارنة الأجيال بشكل مباشر. على الرغم من كونها موحدة من قبل نفس المجموعة ، JEDEC ، تم تطوير المعايير نفسها بشكل مستقل. على سبيل المثال ، تم إصدار معيار LPDDR5 قبل معيار DDR5 ، وتجاوز معيار LPDDR4X معدلات النقل المتوفرة في معيار DDR.
تم تصميم معايير LPDDR بعناية للعمل بجهد كهربائي منخفض ولتقديم ميزات مضبوطة وفقًا للاحتياجات الحالية والمستقبلية المتوقعة للحوسبة المتنقلة. يستخدم LPDDR بشكل أساسي في الأجهزة منخفضة الطاقة مثل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وبعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
لذلك يحتاج LPDDR إلى تقديم أداء قادر بالإضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة. أحد الاختلافات المهمة بين DDR و LPDDR هو أن DDR تستخدم ناقل 64 بت ثابت. يوفر LPDDR أيضًا خيارات ناقل 32 بت أو 16 بت لحالات الاستخدام ذات المتطلبات الأقل.
LPDDR1
لم يُشار إلى LPDDR بأثر رجعي باسم LPDDR1 ، إلى تغييرات هائلة من معيار DDR1. كان الاختلاف الرئيسي هو انخفاض الجهد من 2.5 إلى 1.8 فولت. أدى ذلك إلى خفض درجة حرارة التشغيل لوحدات الذاكرة الحيوية ، والتي تتطلب بعد ذلك تحديثًا أقل تكرارًا ، مما يساعد على تقليل استهلاك الطاقة بشكل أكبر. تضمنت التغييرات الأخرى القدرة على تحديث جزء من المصفوفة ووضع "خفض الطاقة العميق" الذي يمسح الذاكرة بشكل أساسي.
تم توحيد سرعتين لساعة الإدخال / الإخراج ، 200 ميجاهرتز و 266.7 ميجاهرتز في LPDDR1E. سمح هذا بمعدل نقل البيانات 400MTs أو 533.3MTs بحجم الجلب المسبق 2n. سرعة 266.7 ميجاهرتز هي في الواقع أسرع من أي وقت مضى تم توحيده في DDR1. هذا يرجع في المقام الأول إلى التحسينات في الإلكترونيات الدقيقة.
LPDDR2
تم توحيد LPDDR2 في عام 2009 عند 1.2 فولت أو 1.8 فولت في إصدار LPDDR2E. تم تشغيله بضعف سرعة ساعة الإدخال / الإخراج LPDDR1 مع 400 ميجاهرتز أو 533.3 ميجاهرتز. مرة أخرى السماح لمضاعفة معدل النقل 800MTs أو 1067MTs ، على التوالي ، مع حجم الجلب المسبق 4n. هذه الإحصائيات تجعلها تتماشى مع أسرع سرعتين قياسيتين للذاكرة DDR2. يضيف LPDDR2 بشكل أساسي خيارات تحديث جزئية إضافية خارج خفض الجهد.
LPDDR3
في عام 2012 ، قامت JEDEC بتوحيد LPDDR3. كان التغيير الرئيسي هنا هو مضاعفة حجم الجلب المسبق إلى 8n ، مما سمح لمعدل ساعة الإدخال / الإخراج ومعدل النقل بالتضاعف أثناء التشغيل عند نفس 1.2 أو 1.8 فولت مثل LPDDR2. ارتفعت معدلات نقل البيانات إلى 1600MTs أو 2133MTs لمتغير LPDDR3E ، مما يوفر أداءً مشابهًا لـ DDR3 ، والذي كان لا يزال معيارًا لذاكرة الكمبيوتر الشخصي في ذلك الوقت.
LPDDR4
تم توحيد كل من DDR4 و LPDDR4 في عام 2014. بلغ كلاهما ذروته بمعدل نقل 3200MTs ، على الرغم من تمديد معيار LPDDR4 لاحقًا إلى LPDDR4X ، والذي قدم سرعات نقل لا مثيل لها تبلغ 4267MT. يسمح معيار LPDDR4 بالتشغيل عند 1.1 أو 1.8 فولت ، بينما أضاف معيار LPDDR4X حالة طاقة أقل بمقدار 0.6 فولت. قام LPDDR4 بإجراء تغييرات كبيرة ، بما في ذلك مضاعفة حجم الجلب المسبق وتغيير ناقل الإدخال / الإخراج من ناقل واحد 32 بت إلى زوج من الحافلات 16 بت.
LPDDR5
في عام 2019 ، تم توحيد LPDDR5 قبل عام من معيار DDR5. يعمل بجهد أقل ، 0.5 فولت ، 1.05 فولت ، أو 1.8 فولت ، لمزيد من تحسين استخدام الطاقة. إنها تحافظ على نفس حجم الجلب المسبق مثل LPDDR4 من 16n ولكنها تضاعف معدل النقل إلى 6400Mts. تم تعديل المعيار لاحقًا في عام 2021 باستخدام LPDDR5X ، والذي أضاف سرعة نقل تبلغ 8533MTs ، متجاوزة معيار DDR5. من المتوقع ظهور ذاكرة LPDDR5X لأول مرة في المنتجات المحمولة في عام 2023.
الاستنتاجات
LPDDR عبارة عن سلسلة من معايير الذاكرة لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المصممة للاستخدام في البيئات ذات الطاقة المحدودة. يمكن العثور عليها غالبًا في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وبعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة. بينما تستند المعايير إلى معايير نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج ، إلا أنها متميزة ولا تقوم دائمًا بإجراء نفس التغييرات في نفس الجيل. على سبيل المثال ، ضاعف DDR4 سرعات النقل من خلال مضاعفة سرعة ساعة الذاكرة الداخلية ، بينما ضاعف معيار LPDDR4 حجم الجلب المسبق. تم عكس هذه التغييرات مع معايير DDR5 و LPDDR5.
يتمثل الاختلاف الأكثر أهمية في أن LPDDR موحد للتشغيل بجهد كهربائي منخفض ، يصل إلى 0.5 فولت. ومن المثير للاهتمام ، أنه يدعم أيضًا التشغيل عند 1.8 فولت ، وهو أعلى من معيار الطاقة 1.1 فولت لذاكرة DDR5. ومع ذلك ، من غير الواضح مدى استخدام هذا الجزء من معيار LPDDR. تم إجراء تغييرات أخرى على معايير LPDDR المصممة لزيادة تقليل متطلبات الطاقة ، بما في ذلك العديد من التحسينات على عملية التحديث.
يتم تطوير معايير LPDDR بشكل عام بشكل أسرع من معايير DDR. حدثت هذه العملية لأن LPDDR بدأ التطوير لاحقًا. ومع ذلك ، فقد تقدمت الآن إلى ما وراء معيار DDR5. من غير الواضح ولكن من غير المحتمل أن تتمكن من الحفاظ على وتيرة التنمية هذه. أو إذا كان سيقتصر على وتيرة التطوير القياسية لـ DDR لأن هذه هي الحافة الحالية لتكنولوجيا الذاكرة.