DDR è il tipo standard di RAM utilizzato in tutti i computer moderni. È l'acronimo di Double Data Rate, che deriva dal fatto che trasferisce i dati sia sull'aumento che sulla diminuzione del segnale di clock. Uno dei miglioramenti significativi nelle generazioni di RAM DDR è stato l'efficienza energetica. Con DDR1 che utilizza 2,5 o 2,6 volt, DDR2 che utilizza 1,8 volt, DDR3 che utilizza 1,5 o 1,35 volt, DDR4 che utilizza 1,2 o 1,05 volt e DDR5 = che sta appena diventando disponibile in commercio, utilizzando 1,1 volt.
Anche se non sembra molto, può avere un grave impatto sulla durata della batteria dei dispositivi alimentati a batteria. Per aiutare a prolungare la durata della batteria, è stata standardizzata una variante a basso consumo di DDR, LPDDR.
Standard diversi
LPDDR, o Low Power Double Data Rate Memory, può sembrare una versione a bassa potenza dello standard DDR. Tuttavia, esistono cambiamenti più significativi e le generazioni non sono direttamente confrontabili. Nonostante siano standardizzati dallo stesso gruppo, JEDEC, gli standard stessi sono sviluppati in modo indipendente. Ad esempio, lo standard LPDDR5 è stato rilasciato prima dello standard DDR5 e lo standard LPDDR4X ha superato le velocità di trasferimento disponibili nello standard DDR.
Gli standard LPDDR sono stati attentamente progettati per funzionare a tensioni più basse e per offrire funzionalità ottimizzate per le esigenze attuali e future previste del mobile computing. LPDDR viene utilizzato principalmente in dispositivi a bassa potenza come telefoni cellulari, tablet e alcuni laptop.
Quindi LPDDR deve offrire prestazioni capaci e un consumo energetico ridotto. Una delle differenze significative tra DDR e LPDDR è che DDR utilizza un bus fisso a 64 bit. LPDDR offre anche opzioni bus a 32 o 16 bit per casi d'uso con requisiti inferiori.
LPDDR1
LPDDR denominato retroattivamente LPDDR1, non ha apportato modifiche sostanziali allo standard DDR1. La differenza principale era la riduzione della tensione da 2,5 a 1,8 volt. Ciò ha ridotto la temperatura di esercizio dei moduli DRAM, che hanno quindi richiesto un aggiornamento meno frequente, contribuendo a ridurre ulteriormente il consumo energetico. Altre modifiche includevano la possibilità di aggiornare parte dell'array e una modalità di "spegnimento profondo" che essenzialmente cancellava la memoria.
Sono state standardizzate due velocità di clock I/O, 200 MHz e 266,7 MHz in LPDDR1E. Ciò ha consentito una velocità di trasferimento dati di 400 MT o 533,3 MT con una dimensione di prelettura di 2 n. La velocità di 266,7 MHz è in realtà più veloce di quanto sia mai stata standardizzata in DDR1. Ciò è dovuto principalmente ai miglioramenti nella microelettronica.
LPDDR2
Standardizzato nel 2009, LPDDR2 funzionava a 1,2 V o 1,8 V nella versione LPDDR2E. Funzionava al doppio della velocità di clock I/O di LPDDR1 con 400 MHz o 533,3 MHz. Consentendo ancora una volta il doppio della velocità di trasferimento di 800 MT o 1067 MT, rispettivamente, con una dimensione di prefetch di 4 n. Queste statistiche lo portano in linea con le due velocità DDR2 standard più veloci. LPDDR2 aggiunge principalmente ulteriori opzioni di aggiornamento parziale al di fuori della riduzione della tensione.
LPDDR3
Nel 2012 JEDEC ha standardizzato LPDDR3. Il cambiamento principale qui è stato il raddoppio della dimensione di prefetch a 8n, che ha consentito di raddoppiare la frequenza di clock I/O e la velocità di trasferimento mentre funzionava agli stessi 1,2 o 1,8 volt di LPDDR2. Le velocità di trasferimento dei dati sono aumentate a 1600 MT o 2133 MT per la variante LPDDR3E, offrendo prestazioni paragonabili a DDR3, che all'epoca era ancora lo standard per la memoria per PC.
LPDDR4
DDR4 e LPDDR4 sono stati entrambi standardizzati nel 2014. Entrambi hanno raggiunto il picco di una velocità di trasferimento di 3200 MT, sebbene lo standard LPDDR4 sia stato successivamente esteso a LPDDR4X, che offriva velocità di trasferimento senza pari di 4267 MT. Lo standard LPDDR4 consentiva il funzionamento a 1,1 o 1,8 volt, mentre lo standard LPDDR4X aggiungeva uno stato di alimentazione ancora più basso di 0,6 volt. LPDDR4 ha apportato modifiche significative, incluso il raddoppio delle dimensioni di prefetch e la modifica del bus I/O da un singolo bus a 32 bit a una coppia di bus a 16 bit.
LPDDR5
Nel 2019 LPDDR5 è stato standardizzato un anno prima dello standard DDR5. Funziona a tensioni inferiori, 0,5 volt, 1,05 volt o 1,8 volt, per un consumo energetico ulteriormente migliorato. Mantiene le stesse dimensioni di prefetch di LPDDR4 di 16n ma raddoppia la velocità di trasferimento a 6400Mts. Lo standard è stato successivamente modificato nel 2021 con LPDDR5X, che ha aggiunto una velocità di trasferimento di 8533 MT, superando lo standard DDR5. La memoria LPDDR5X dovrebbe apparire per la prima volta nei prodotti mobili nel 2023.
Conclusioni
LPDDR è una serie di standard di memoria per la RAM progettati per l'uso in ambienti con vincoli di alimentazione. Può essere trovato spesso in smartphone, tablet e alcuni laptop. Sebbene gli standard siano basati sugli standard DDR, sono distinti e non apportano sempre le stesse modifiche nella stessa generazione. Ad esempio, DDR4 ha raddoppiato le velocità di trasferimento raddoppiando la velocità di clock della memoria interna, mentre lo standard LPDDR4 ha raddoppiato le dimensioni del prefetch. Queste modifiche sono state invertite con gli standard DDR5 e LPDDR5.
La differenza più significativa è che LPDDR è standardizzato per funzionare a tensioni inferiori, a partire da 0,5 volt. È interessante notare che supporta anche il funzionamento a 1,8 volt, che è superiore allo standard di alimentazione a 1,1 volt di DDR5. Tuttavia, non è chiaro quanto venga utilizzata questa parte dello standard LPDDR. Sono state apportate altre modifiche agli standard LPDDR progettati per ridurre ulteriormente i requisiti di alimentazione, inclusi numerosi miglioramenti al processo di aggiornamento.
Gli standard LPDDR vengono generalmente sviluppati più velocemente degli standard DDR. Questo processo è stato causato dal fatto che LPDDR ha iniziato lo sviluppo in un secondo momento. Tuttavia, ora è avanzato oltre lo standard DDR5. Non è chiaro ma improbabile che possa mantenere questo ritmo di sviluppo. O se sarà limitato al ritmo di sviluppo standard DDR poiché questa è l'attuale punta di diamante della tecnologia di memoria.