DDR on standardne RAM-i tüüp, mida kasutatakse kõigis kaasaegsetes arvutites. See tähistab Double Data Rate'i, mis tuleneb asjaolust, et see edastab andmeid nii kellasignaali tõusu kui ka languse kohta. Üks olulisi edusamme DDR RAM-i põlvkondade jooksul on olnud energiatõhusus. Kui DDR1 kasutab 2,5 või 2,6 volti, DDR2 kasutab 1,8 volti, DDR3 kasutab 1,5 või 1,35 volti, DDR4 kasutab 1,2 või 1,05 volti, ja DDR5 =, mis on just müügile jõudmas – kasutades 1,1 volti.
Kuigi see ei tundu palju, võib see oluliselt mõjutada akutoitega seadmete aku kasutusaega. Aku eluea pikendamiseks standardiseeriti DDR-i vähese energiatarbega variant LPDDR.
Erinevad standardid
LPDDR ehk Low Power Double Data Rate Memory võib kõlada nagu DDR-standardi väiksema võimsusega versioon. Siiski on olulisi muutusi ja põlvkondi ei saa otseselt võrrelda. Vaatamata sellele, et standardid on standardinud sama kontsern JEDEC, on standardid ise välja töötatud sõltumatult. Näiteks LPDDR5 standard anti välja enne DDR5 standardit ja LPDDR4X standard ületas DDR-standardis saadaolevad edastuskiirused.
LPDDR-i standardid on hoolikalt kavandatud töötama madalamatel pingetel ja pakkuma funktsioone, mis on kohandatud mobiilse andmetöötluse praegustele ja prognoositavatele tulevastele vajadustele. LPDDR-i kasutatakse peamiselt väikese võimsusega seadmetes, nagu mobiiltelefonid, tahvelarvutid ja mõned sülearvutid.
Seega peab LPDDR pakkuma nii head jõudlust kui ka väiksemat energiatarbimist. Üks olulisi erinevusi DDR-i ja LPDDR-i vahel on see, et DDR kasutab fikseeritud 64-bitist siini. LPDDR pakub ka 32-bitise või 16-bitise siini valikuid madalamate nõuetega kasutusjuhtudele.
LPDDR1
LPDDR, mida tagasiulatuvalt nimetatakse LPDDR1-ks, ei teinud DDR1 standardiga võrreldes suuri muudatusi. Peamine erinevus oli pinge vähenemine 2,5-lt 1,8-le. See vähendas DRAM-moodulite töötemperatuuri, mis seejärel vajasid harvemat värskendamist, aidates energiatarbimist veelgi vähendada. Muud muudatused hõlmasid võimalust värskendada osa massiivist ja sügava väljalülitamise režiimi, mis sisuliselt pühkis mälu.
Standardiseeriti kaks I/O taktsagedust, 200MHz ja 266,7MHz LPDDR1E-s. See võimaldas andmeedastuskiiruseks 400 MT või 533,3 MT eellaadimismahuga 2n. 266,7 MHz kiirus on tegelikult kiirem, kui DDR1-s kunagi standardiseeritud. Selle põhjuseks on eelkõige mikroelektroonika täiustused.
LPDDR2
2009. aastal standarditud LPDDR2 töötas 1,2 V või 1,8 V LPDDR2E versioonis. See töötas kahekordse I/O taktsagedusega kui LPDDR1 sagedusega 400MHz või 533,3MHz. Jällegi võimaldab kahekordne edastuskiirus vastavalt 800 MT või 1067 MT, eellaadimissuurusega 4n. See statistika viib selle vastavusse kahe kiireima standardse DDR2 kiirusega. LPDDR2 lisab peamiselt täiendavaid osalisi värskendusvõimalusi väljaspool pinge vähendamist.
LPDDR3
2012. aastal standardis JEDEC LPDDR3. Peamine muudatus oli eellaadimise suuruse kahekordistamine 8n-ni, mis võimaldas sisend-väljundi taktsagedust ja edastuskiirust kahekordistada, töötades samal 1,2 või 1,8 voltil kui LPDDR2. Andmeedastuskiirus tõusis LPDDR3E variandi puhul 1600 MT-ni või 2133 MT-ni, pakkudes võrreldavat jõudlust DDR3-ga, mis oli tol ajal veel arvutimälu standard.
LPDDR4
DDR4 ja LPDDR4 standarditi mõlemad 2014. aastal. Mõlemad saavutasid 3200 MT edastuskiiruse, kuigi LPDDR4 standardit laiendati hiljem ka LPDDR4X-le, mis pakkus ületamatut 4267 MT edastuskiirust. LPDDR4 standard lubas töötada pingega 1,1 või 1,8 volti, samas kui standard LPDDR4X lisas veelgi madalama võimsuse 0,6 volti. LPDDR4 tegi olulisi muudatusi, sealhulgas kahekordistas eellaadimise suurust ja muutis I/O siini ühelt 32-bitiselt siinilt 16-bitise siini paariks.
LPDDR5
2019. aastal standarditi LPDDR5 aasta enne DDR5 standardit. See töötab madalamal pingel, 0,5 volti, 1,05 volti või 1,8 volti, et toitekasutust veelgi paremaks muuta. See säilitab sama eellaadimissuuruse kui LPDDR4 16n, kuid kahekordistab edastuskiirust 6400 Mts-ni. Hiljem muudeti standardit 2021. aastal LPDDR5X-ga, mis lisas 8533MTs edastuskiirust, mis ületab DDR5 standardit. LPDDR5X-mälu ilmub esmakordselt mobiilitoodetesse 2023. aastal.
Järeldused
LPDDR on RAM-i mälustandardite seeria, mis on mõeldud kasutamiseks piiratud võimsusega keskkondades. Seda võib sageli leida nutitelefonides, tahvelarvutites ja mõnes sülearvutis. Kuigi standardid põhinevad DDR-i standarditel, on need erinevad ja ei tee alati sama põlvkonna jooksul samu muudatusi. Näiteks DDR4 kahekordistas edastuskiirust, kahekordistades sisemälu kella kiirust, samas kui LPDDR4 standard kahekordistas eellaadimise suuruse. Need muudatused pöörati DDR5 ja LPDDR5 standarditega ümber.
Kõige olulisem erinevus on see, et LPDDR on standardiseeritud töötama madalamatel pingetel, kuni 0,5 volti. Huvitav on see, et see toetab ka töötamist 1,8 volti pingega, mis on kõrgem kui DDR5 1,1-voldine toitestandard. Siiski on ebaselge, kui palju seda osa LPDDR-standardist kasutatakse. LPDDR-i standarditesse on tehtud muid muudatusi, mille eesmärk on veelgi vähendada toitevajadust, sealhulgas arvukalt värskendusprotsessi täiustusi.
LPDDR-i standardeid töötatakse üldiselt välja kiiremini kui DDR-standardeid. Selle protsessi põhjustas see, et LPDDR alustas arendamist hiljem. Nüüd on see aga DDR5 standardist kaugemale jõudnud. On ebaselge, kuid ebatõenäoline, et see suudab sellist arengutempot säilitada. Või kui see piirdub DDR-i standardse arendustempoga, kuna see on praegune mälutehnoloogia tipp.