DDR on vakiotyyppi RAM, jota käytetään kaikissa nykyaikaisissa tietokoneissa. Se tarkoittaa Double Data Ratea, joka johtuu siitä, että se siirtää tietoa sekä kellosignaalin noususta että laskusta. Yksi merkittävistä parannuksista DDR-muistin sukupolviin verrattuna on ollut virrantehokkuus. Kun DDR1 käyttää 2,5 tai 2,6 volttia, DDR2 käyttää 1,8 volttia, DDR3 käyttää 1,5 tai 1,35 volttia, DDR4 käyttää 1,2 tai 1,05 volttia ja DDR5 = joka on juuri tulossa kaupalliseen käyttöön – 1,1 voltilla.
Vaikka tämä ei kuulosta paljolta, se voi vaikuttaa vakavasti akkukäyttöisten laitteiden akun käyttöikään. Akun käyttöiän pidentämiseksi standardisoitiin pienitehoinen DDR-versio, LPDDR.
Erilaiset standardit
LPDDR tai Low Power Double Data Rate -muisti saattaa kuulostaa DDR-standardin pienemmältä versiolta. Merkittäviä muutoksia on kuitenkin olemassa, eivätkä sukupolvet ole suoraan vertailukelpoisia. Vaikka sama ryhmä, JEDEC, standardoi ne, itse standardit on kehitetty itsenäisesti. Esimerkiksi LPDDR5-standardi julkaistiin ennen DDR5-standardia, ja LPDDR4X-standardi ylitti DDR-standardin käytettävissä olevat siirtonopeudet.
LPDDR-standardit on suunniteltu huolellisesti toimimaan alhaisemmilla jännitteillä ja tarjoamaan ominaisuuksia, jotka on viritetty mobiilin tietojenkäsittelyn nykyisiin ja ennustettuihin tulevaisuuden tarpeisiin. LPDDR: tä käytetään ensisijaisesti pienitehoisissa laitteissa, kuten matkapuhelimissa, tableteissa ja joissakin kannettavissa tietokoneissa.
Joten LPDDR: n on tarjottava tehokas suorituskyky sekä pienempi virrankulutus. Yksi merkittävistä eroista DDR: n ja LPDDR: n välillä on, että DDR käyttää kiinteää 64-bittistä väylää. LPDDR tarjoaa myös 32- tai 16-bittisiä väylävaihtoehtoja käyttötapauksiin, joissa vaatimukset ovat alhaisemmat.
LPDDR1
LPDDR, jota kutsutaan takautuvasti LPDDR1:ksi, ei tehnyt suuria muutoksia DDR1-standardiin verrattuna. Suurin ero oli jännitteen lasku 2,5 voltista 1,8 volttiin. Tämä alensi DRAM-moduulien käyttölämpötilaa, minkä jälkeen ne tarvitsivat harvemmin päivittämistä, mikä auttoi vähentämään virrankulutusta entisestään. Muita muutoksia olivat kyky päivittää osa taulukosta ja "syvä sammutus" -tila, joka olennaisesti pyyhki muistin.
LPDDR1E: ssä standardisoitiin kaksi I/O-kellotaajuutta, 200 MHz ja 266,7 MHz. Tämä mahdollisti 400 MT: n tai 533,3 MT: n tiedonsiirtonopeuden 2n esihaun koolla. 266,7 MHz: n nopeus on itse asiassa nopeampi kuin koskaan DDR1:ssä standardoitu. Tämä johtuu ensisijaisesti mikroelektroniikan parannuksista.
LPDDR2
Vuonna 2009 standardoitu LPDDR2 toimi 1,2 V: lla tai 1,8 V: lla LPDDR2E-versiossa. Se toimi kaksinkertaisella I/O-kellonopeudella kuin LPDDR1 400 MHz tai 533,3 MHz. Jälleen mahdollistaa kaksinkertainen siirtonopeus 800MTs tai 1067MTs, vastaavasti, esihakukoolla 4n. Nämä tilastot tuovat sen linjaan kahden nopeimman vakio-DDR2-nopeuden kanssa. LPDDR2 lisää pääasiassa osittaisia päivitysvaihtoehtoja jännitteen alennuksen ulkopuolelle.
LPDDR3
Vuonna 2012 JEDEC standardoi LPDDR3:n. Suurin muutos tässä oli esihakukoon kaksinkertaistaminen 8n: iin, mikä mahdollisti I/O-kellonopeuden ja siirtonopeuden kaksinkertaistumisen samalla 1,2 tai 1,8 voltilla kuin LPDDR2. Tiedonsiirtonopeudet nousivat 1600 Mt: iin tai 2133 Mt: iin LPDDR3E-variantissa, mikä tarjoaa vertailukelpoisen suorituskyvyn DDR3:een, joka oli tuolloin vielä PC-muistin standardi.
LPDDR4
DDR4 ja LPDDR4 standardisoitiin molemmat vuonna 2014. Molemmat saavuttivat huippunsa 3 200 MT: n siirtonopeudella, vaikka LPDDR4-standardi laajennettiin myöhemmin LPDDR4X: ksi, joka tarjosi vertaansa vailla olevat 4267 MTs siirtonopeudet. LPDDR4-standardi salli toiminnan 1,1 tai 1,8 voltilla, kun taas LPDDR4X-standardi lisäsi vielä pienemmän tehotilan 0,6 voltilla. LPDDR4 teki merkittäviä muutoksia, mukaan lukien esihaun koon kaksinkertaistaminen ja I/O-väylän muuttaminen yhdestä 32-bittisestä väylästä 16-bittisiksi väyläpariksi.
LPDDR5
Vuonna 2019 LPDDR5 standardisoitiin vuotta ennen DDR5-standardia. Se toimii pienemmillä jännitteillä, 0,5 voltilla, 1,05 voltilla tai 1,8 voltilla, mikä parantaa virrankäyttöä entisestään. Se säilyttää saman esihakukoon kuin LPDDR4 16n, mutta kaksinkertaistaa siirtonopeuden 6400 Mts: iin. Standardia muutettiin myöhemmin vuonna 2021 LPDDR5X: llä, joka lisäsi 8533MTs siirtonopeuden, joka ylitti DDR5-standardin. LPDDR5X-muistin odotetaan ilmestyvän ensimmäisen kerran mobiilituotteisiin vuonna 2023.
Johtopäätökset
LPDDR on sarja RAM-muistin muististandardeja, jotka on suunniteltu käytettäväksi rajoitetuissa virrankulutuksessa. Se löytyy usein älypuhelimista, tableteista ja joistakin kannettavista tietokoneista. Vaikka standardit perustuvat DDR-standardeihin, ne ovat erilaisia, eivätkä ne aina tee samoja muutoksia samassa sukupolvessa. Esimerkiksi DDR4 kaksinkertaisti siirtonopeudet kaksinkertaistamalla sisäisen muistin kellonopeuden, kun taas LPDDR4-standardi kaksinkertaisti esihaun koon. Nämä muutokset käännettiin DDR5- ja LPDDR5-standardeilla.
Merkittävin ero on, että LPDDR on standardoitu toimimaan pienemmillä jännitteillä, jopa 0,5 voltilla. Mielenkiintoista on, että se tukee myös toimintaa 1,8 voltilla, mikä on korkeampi kuin DDR5:n 1,1 voltin tehostandardi. On kuitenkin epäselvää, kuinka paljon tätä osaa LPDDR-standardista käytetään. LPDDR-standardeihin on tehty muita muutoksia, jotka on suunniteltu vähentämään tehovaatimuksia entisestään, mukaan lukien lukuisat parannukset päivitysprosessiin.
LPDDR-standardeja kehitetään yleensä nopeammin kuin DDR-standardeja. Tämä prosessi johtui siitä, että LPDDR aloitti kehityksen myöhemmin. Se on kuitenkin nyt edennyt DDR5-standardia pidemmälle. On epäselvää, mutta epätodennäköistä, että se pystyy ylläpitämään tätä kehitystahtia. Tai jos se rajoittuu DDR-standardin kehitysvauhtiin, koska tämä on muistitekniikan tämänhetkinen kärjessä.