La DDR est le type standard de RAM utilisé dans tous les ordinateurs modernes. Il signifie Double Data Rate, qui vient du fait qu'il transfère des données à la fois sur la montée et la descente du signal d'horloge. L'une des améliorations significatives au cours des générations de RAM DDR a été l'efficacité énergétique. Avec DDR1 utilisant 2,5 ou 2,6 volts, DDR2 utilisant 1,8 volts, DDR3 utilisant 1,5 ou 1,35 volts, DDR4 utilisant 1,2 ou 1,05 volts et DDR5 = qui vient de devenir disponible dans le commerce – utilisant 1,1 volts.
Bien que cela ne semble pas beaucoup, cela peut avoir un impact important sur la durée de vie de la batterie des appareils alimentés par batterie. Pour aider à prolonger la durée de vie de la batterie, une variante basse consommation de DDR a été normalisée, LPDDR.
Différentes normes
LPDDR, ou Low Power Double Data Rate Memory, peut ressembler à une version moins puissante de la norme DDR. Cependant, des changements plus importants existent et les générations ne sont pas directement comparables. Bien qu'elles soient normalisées par le même groupe, JEDEC, les normes elles-mêmes sont développées de manière indépendante. Par exemple, la norme LPDDR5 a été publiée avant la norme DDR5 et la norme LPDDR4X a dépassé les taux de transfert disponibles dans la norme DDR.
Les normes LPDDR ont été soigneusement conçues pour fonctionner à des tensions plus basses et pour offrir des fonctionnalités adaptées aux besoins actuels et futurs de l'informatique mobile. LPDDR est principalement utilisé dans les appareils de faible puissance tels que les téléphones portables, les tablettes et certains ordinateurs portables.
Le LPDDR doit donc offrir des performances performantes ainsi qu'une consommation d'énergie réduite. L'une des différences significatives entre DDR et LPDDR est que la DDR utilise un bus 64 bits fixe. LPDDR propose également des options de bus 32 bits ou 16 bits pour les cas d'utilisation avec des exigences moindres.
LPDDR1
LPDDR, rétroactivement appelé LPDDR1, n'a pas apporté de modifications massives à la norme DDR1. La principale différence était la réduction de la tension de 2,5 à 1,8 volts. Cela réduisait la température de fonctionnement des modules DRAM, qui nécessitaient alors un rafraîchissement moins fréquent, contribuant ainsi à réduire davantage la consommation d'énergie. Parmi les autres changements, citons la possibilité de rafraîchir une partie de la matrice et un mode «d'extinction profonde» qui effaçait essentiellement la mémoire.
Deux vitesses d'horloge d'E/S ont été normalisées, 200 MHz et 266,7 MHz en LPDDR1E. Cela a permis un taux de transfert de données de 400 MT ou 533,3 MT avec une taille de prélecture de 2n. La vitesse de 266,7 MHz est en fait plus rapide que jamais standardisée en DDR1. Cela est principalement dû aux progrès de la microélectronique.
LPDDR2
Normalisé en 2009, LPDDR2 fonctionnait à 1,2 V ou 1,8 V dans la version LPDDR2E. Il fonctionnait au double de la vitesse d'horloge d'E/S de LPDDR1 avec 400 MHz ou 533,3 MHz. Permettant à nouveau de doubler le taux de transfert de 800MTs ou 1067MTs, respectivement, avec une taille de prélecture de 4n. Ces statistiques l'alignent sur les deux vitesses DDR2 standard les plus rapides. LPDDR2 ajoute principalement des options de rafraîchissement partiel supplémentaires en dehors de la réduction de tension.
LPDDR3
En 2012, le JEDEC a normalisé LPDDR3. Le principal changement ici a été de doubler la taille de prélecture à 8n, ce qui a permis à la fréquence d'horloge d'E/S et au taux de transfert de doubler tout en fonctionnant aux mêmes 1,2 ou 1,8 volts que LPDDR2. Les taux de transfert de données sont passés à 1600 MT ou 2133 MT pour la variante LPDDR3E, offrant des performances comparables à la DDR3, qui était encore la norme pour la mémoire PC à l'époque.
LPDDR4
DDR4 et LPDDR4 ont tous deux été standardisés en 2014. Les deux ont culminé à un taux de transfert de 3200MTs, bien que la norme LPDDR4 ait ensuite été étendue à LPDDR4X, qui offrait des vitesses de transfert inégalées de 4267MTs. La norme LPDDR4 permettait un fonctionnement à 1,1 ou 1,8 volts, tandis que la norme LPDDR4X ajoutait un état de puissance encore plus faible de 0,6 volts. LPDDR4 a apporté des modifications importantes, notamment en doublant la taille de prélecture et en modifiant le bus d'E / S d'un seul bus 32 bits à une paire de bus 16 bits.
LPDDR5
En 2019, LPDDR5 a été normalisé un an avant la norme DDR5. Il fonctionne à des tensions inférieures, 0,5 volt, 1,05 volt ou 1,8 volt, pour une consommation d'énergie encore améliorée. Il conserve la même taille de prélecture que LPDDR4 de 16n mais double le taux de transfert à 6400Mts. La norme a ensuite été modifiée en 2021 avec LPDDR5X, qui a ajouté une vitesse de transfert de 8533MTs, dépassant la norme DDR5. La mémoire LPDDR5X devrait apparaître pour la première fois dans les produits mobiles en 2023.
conclusion
LPDDR est une série de normes de mémoire pour la RAM conçues pour une utilisation dans des environnements à puissance limitée. On le trouve souvent dans les smartphones, les tablettes et certains ordinateurs portables. Bien que les normes soient basées sur les normes DDR, elles sont distinctes et n'apportent pas toujours les mêmes modifications dans la même génération. Par exemple, la DDR4 a doublé les vitesses de transfert en doublant la vitesse d'horloge de la mémoire interne, tandis que la norme LPDDR4 a doublé la taille de prélecture. Ces modifications ont été inversées avec les normes DDR5 et LPDDR5.
La différence la plus significative est que LPDDR est normalisé pour fonctionner à des tensions plus basses, aussi basses que 0,5 volt. Fait intéressant, il prend également en charge le fonctionnement à 1,8 volts, ce qui est supérieur à la norme d'alimentation de 1,1 volt de la DDR5. Cependant, on ne sait pas dans quelle mesure cette partie de la norme LPDDR est utilisée. D'autres modifications ont été apportées aux normes LPDDR conçues pour réduire davantage les besoins en énergie, y compris de nombreuses améliorations du processus de rafraîchissement.
Les normes LPDDR sont généralement développées plus rapidement que les normes DDR. Ce processus a été causé parce que LPDDR a commencé le développement plus tard. Cependant, il a maintenant dépassé la norme DDR5. Il n'est pas clair, mais peu probable, qu'il puisse maintenir ce rythme de développement. Ou s'il sera limité au rythme de développement standard de la DDR, car il s'agit de la pointe actuelle de la technologie de la mémoire.