A DDR a RAM szabványos típusa, amelyet minden modern számítógépben használnak. A Double Data Rate rövidítése, ami abból adódik, hogy az órajel emelkedéséről és eséséről egyaránt adatokat továbbít. A DDR RAM generációihoz képest az egyik jelentős fejlesztés az energiahatékonyság terén mutatkozott meg. 2,5 vagy 2,6 voltos DDR1, 1,8 voltos DDR2, 1,5 vagy 1,35 voltos DDR3, 1,2 vagy 1,05 voltos DDR4, és DDR5 = ami most kezd forgalomba kerülni – 1,1 voltos feszültséggel.
Bár ez nem hangzik túl soknak, súlyosan befolyásolhatja az akkumulátorral működő eszközök akkumulátorának élettartamát. Az akkumulátor élettartamának meghosszabbítása érdekében a DDR alacsony fogyasztású változatát, az LPDDR-t szabványosították.
Különböző szabványok
Az LPDDR vagy a Low Power Double Data Rate Memory a DDR szabvány alacsonyabb teljesítményű változatának tűnhet. Vannak azonban jelentősebb változások, és a generációk nem hasonlíthatók össze közvetlenül. Annak ellenére, hogy ugyanaz a csoport, a JEDEC szabványosította, magukat a szabványokat egymástól függetlenül fejlesztették ki. Például az LPDDR5 szabványt a DDR5 szabvány előtt adták ki, és az LPDDR4X szabvány meghaladta a DDR szabványban elérhető átviteli sebességeket.
Az LPDDR szabványokat gondosan úgy tervezték meg, hogy alacsonyabb feszültségen működjenek, és a mobil számítástechnika jelenlegi és előre jelzett jövőbeli igényeihez hangolt szolgáltatásokat kínáljanak. Az LPDDR-t elsősorban alacsony fogyasztású eszközökben, például mobiltelefonokban, táblagépekben és egyes laptopokban használják.
Tehát az LPDDR-nek megfelelő teljesítményt és csökkentett energiafogyasztást kell kínálnia. Az egyik jelentős különbség a DDR és az LPDDR között, hogy a DDR rögzített 64 bites buszt használ. Az LPDDR 32 bites vagy 16 bites busz opciókat is kínál az alacsonyabb követelményeket támasztó felhasználási esetekhez.
LPDDR1
Az LPDDR visszamenőlegesen LPDDR1-nek nevezett, nem végzett jelentős változtatásokat a DDR1 szabványhoz képest. A fő különbség a feszültség 2,5-ről 1,8 voltra való csökkenése volt. Ez csökkentette a DRAM-modulok működési hőmérsékletét, amelyeket aztán ritkábban kellett frissíteni, ami tovább csökkentette az energiafogyasztást. Az egyéb változtatások közé tartozik a tömb egy részének frissítése, valamint a „mélykikapcsolás” mód, amely lényegében törölte a memóriát.
Két I/O órajelet szabványosítottak, a 200 MHz-et és a 266,7 MHz-et az LPDDR1E-ben. Ez 400 MT vagy 533,3 MT adatátviteli sebességet tett lehetővé 2n előletöltési méret mellett. A 266,7 MHz-es sebesség valójában gyorsabb, mint amit valaha is szabványosítottak a DDR1-ben. Ez elsősorban a mikroelektronika fejlődésének köszönhető.
LPDDR2
A 2009-ben szabványosított LPDDR2 1,2 V-on vagy 1,8 V-on futott az LPDDR2E verzióban. Az LPDDR1 I/O órajelének dupláján futott 400 MHz-en vagy 533,3 MHz-en. Ismét lehetővé teszi a 800 MT, illetve 1067 MT átviteli sebesség dupláját, 4n-es előletöltési méret mellett. Ezek a statisztikák összhangba hozzák a két leggyorsabb szabványos DDR2 sebességgel. Az LPDDR2 főként a feszültségcsökkentésen kívül további részleges frissítési lehetőségeket ad hozzá.
LPDDR3
2012-ben a JEDEC szabványosította az LPDDR3-at. A fő változás itt az előzetes letöltési méret megduplázása volt 8n-re, ami lehetővé tette az I/O órajel és az átviteli sebesség megduplázódását, miközben az LPDDR2-vel azonos 1,2 vagy 1,8 volton fut. Az adatátviteli sebesség 1600 MT-re vagy 2133 MT-re emelkedett az LPDDR3E változat esetében, ami a DDR3-hoz hasonló teljesítményt kínál, amely akkoriban még a PC-memória szabványa volt.
LPDDR4
A DDR4-et és az LPDDR4-et egyaránt szabványosították 2014-ben. Mindkettő 3200 MT átviteli sebességgel tetőzött, bár az LPDDR4 szabványt később kiterjesztették az LPDDR4X-re, amely páratlan 4267 MT átviteli sebességet kínált. Az LPDDR4 szabvány 1,1 vagy 1,8 V-on engedélyezte a működést, míg az LPDDR4X szabvány még alacsonyabb, 0,6 voltos teljesítményt adott hozzá. Az LPDDR4 jelentős változtatásokat hajtott végre, többek között megduplázta az előzetes letöltési méretet, és megváltoztatta az I/O buszt egyetlen 32 bites buszról egy pár 16 bites buszra.
LPDDR5
2019-ben az LPDDR5 szabványosítása egy évvel a DDR5 szabvány előtt történt. Alacsonyabb feszültségen, 0,5 V-on, 1,05 V-on vagy 1,8 V-on működik a további jobb energiafelhasználás érdekében. Megtartja ugyanazt az előzetes letöltési méretet, mint a 16n LPDDR4, de megduplázza az átviteli sebességet 6400 Mts-ra. A szabványt később 2021-ben módosították az LPDDR5X-szel, amely 8533MTs átviteli sebességet adott hozzá, meghaladva a DDR5 szabványt. Az LPDDR5X memória először várhatóan 2023-ban jelenik meg a mobiltermékekben.
Következtetések
Az LPDDR memóriaszabványok sorozata a RAM-hoz, amelyet korlátozott teljesítményű környezetekben való használatra terveztek. Gyakran megtalálható okostelefonokban, táblagépekben és egyes laptopokban. Míg a szabványok a DDR-szabványokon alapulnak, elkülönülnek egymástól, és nem mindig ugyanazokat a változtatásokat hajtják végre ugyanabban a generációban. Például a DDR4 megduplázta az átviteli sebességet a belső memória órajelének megduplázásával, míg az LPDDR4 szabvány megduplázta az előzetes letöltési méretet. Ezeket a változtatásokat a DDR5 és az LPDDR5 szabványok megfordították.
A legjelentősebb különbség az, hogy az LPDDR szabvány szerint alacsonyabb, akár 0,5 voltos feszültségen is működik. Érdekes módon támogatja az 1,8 voltos működést is, ami magasabb, mint a DDR5 1,1 voltos tápellátási szabványa. Nem világos azonban, hogy az LPDDR szabványnak ezt a részét mennyit használják. Az LPDDR-szabványokon további változtatásokat hajtottak végre az energiaszükséglet további csökkentése érdekében, beleértve a frissítési folyamat számos fejlesztését.
Az LPDDR szabványokat általában gyorsabban fejlesztik, mint a DDR szabványokat. Ezt a folyamatot az okozta, hogy az LPDDR később kezdte meg a fejlesztést. Mostanra azonban túllépett a DDR5 szabványon. Nem világos, de nem valószínű, hogy képes fenntartani ezt a fejlődési ütemet. Vagy ha ez csak a DDR szabványos fejlesztési ütemére korlátozódik, mivel ez a memóriatechnológia jelenlegi éle.