DDRは、最近のすべてのコンピューターで使用されている標準タイプのRAMです。 これはダブルデータレートの略で、クロック信号の立ち上がりと立ち下がりの両方でデータを転送するという事実に由来しています。 DDR RAMの世代に対する重要な改善の1つは、電力効率です。 DDR1は2.5または2.6ボルトを使用し、DDR2は1.8ボルトを使用し、DDR3は1.5または1.35ボルトを使用し、DDR4は1.2または1.05ボルトを使用し、DDR5=これはちょうど市販されています–1.1ボルトを使用します。
これはそれほど多くは聞こえませんが、電池式デバイスの電池寿命に深刻な影響を与える可能性があります。 バッテリ寿命を延ばすために、DDRの低電力バリアントであるLPDDRが標準化されました。
さまざまな規格
LPDDR、または低電力ダブルデータレートメモリは、DDR標準の低電力バージョンのように聞こえるかもしれません。 ただし、より重要な変更が存在し、世代を直接比較することはできません。 同じグループであるJEDECによって標準化されているにもかかわらず、標準自体は独自に開発されています。 たとえば、LPDDR5標準はDDR5標準より前にリリースされ、LPDDR4X標準はDDR標準で利用可能な転送速度を上回りました。
LPDDR規格は、より低い電圧で動作し、モバイルコンピューティングの現在および予測される将来のニーズに合わせて調整された機能を提供するように注意深く設計されています。 LPDDRは主に、携帯電話、タブレット、一部のラップトップなどの低電力デバイスで使用されます。
そのため、LPDDRは、優れたパフォーマンスと消費電力の削減を提供する必要があります。 DDRとLPDDRの大きな違いの1つは、DDRが固定64ビットバスを使用することです。 LPDDRは、要件の低いユースケース向けに32ビットまたは16ビットのバスオプションも提供します。
LPDDR1
遡及的にLPDDR1と呼ばれるLPDDRは、DDR1標準から大幅な変更を加えていません。 主な違いは、電圧が2.5ボルトから1.8ボルトに低下したことです。 これにより、DRAMモジュールの動作温度が低下し、更新の頻度が減り、消費電力がさらに削減されました。 その他の変更には、アレイの一部を更新する機能と、基本的にメモリを消去する「ディープパワーダウン」モードが含まれていました。
LPDDR1Eでは200MHzと266.7MHzの2つのI/Oクロック速度が標準化されました。 これにより、2nのプリフェッチサイズで400MTまたは533.3MTのデータ転送速度が可能になりました。 266.7MHzの速度は、実際にはDDR1で標準化された速度よりも高速です。 これは主にマイクロエレクトロニクスの改善によるものです。
LPDDR2
2009年に標準化されたLPDDR2は、LPDDR2Eバージョンでは1.2Vまたは1.8Vで動作しました。 これは、400MHzまたは533.3MHzのLPDDR1の2倍のI/Oクロック速度で動作しました。 ここでも、プリフェッチサイズが4nの場合、転送速度がそれぞれ800MTまたは1067MTの2倍になります。 これらの統計は、最速の2つの標準DDR2速度と一致しています。 LPDDR2は主に、電圧低下以外に部分的なリフレッシュオプションを追加します。
LPDDR3
2012年にJEDECはLPDDR3を標準化しました。 ここでの主な変更は、プリフェッチサイズを8nに倍増することでした。これにより、LPDDR2と同じ1.2または1.8ボルトで動作しているときに、I/Oクロックレートと転送レートが2倍になりました。 データ転送速度はLPDDR3Eバリアントで1600MTまたは2133MTに上昇し、当時のPCメモリの標準であったDDR3と同等のパフォーマンスを提供しました。
LPDDR4
DDR4とLPDDR4はどちらも2014年に標準化されました。 どちらも3200MTの転送速度でピークに達しましたが、LPDDR4標準は後にLPDDR4Xに拡張され、比類のない4267MTの転送速度を提供しました。 LPDDR4規格は1.1または1.8ボルトでの動作を可能にしましたが、LPDDR4X規格は0.6ボルトのさらに低い電力状態を追加しました。 LPDDR4は、プリフェッチサイズを2倍にし、I /Oバスを単一の32ビットバスから16ビットバスのペアに変更するなど、大幅な変更を行いました。
LPDDR5
2019年、LPDDR5はDDR5標準の1年前に標準化されました。 電力使用量をさらに改善するために、より低い電圧、0.5ボルト、1.05ボルト、または1.8ボルトで動作します。 LPDDR4と同じ16nのプリフェッチサイズを維持しますが、転送速度は2倍の6400Mtsになります。 この規格は、2021年にLPDDR5Xで修正され、DDR5規格を超える8533MTの転送速度が追加されました。 LPDDR5Xメモリは、2023年にモバイル製品に最初に登場する予定です。
結論
LPDDRは、電力に制約のある環境で使用するために設計されたRAM用の一連のメモリ規格です。 多くの場合、スマートフォン、タブレット、および一部のラップトップで見られます。 標準はDDR標準に基づいていますが、それらは別個のものであり、同じ世代で常に同じ変更を加えるとは限りません。 たとえば、DDR4は内部メモリのクロック速度を2倍にすることで転送速度を2倍にしましたが、LPDDR4標準はプリフェッチサイズを2倍にしました。 これらの変更は、DDR5およびLPDDR5標準で逆になりました。
最も重要な違いは、LPDDRが0.5ボルトという低い電圧で動作するように標準化されていることです。 興味深いことに、これはDDR5の1.1ボルトの電力規格よりも高い1.8ボルトでの動作もサポートしています。 ただし、LPDDR規格のこの部分がどれだけ使用されているかは不明です。 リフレッシュプロセスの多数の改善を含む、電力要件をさらに削減するように設計されたLPDDR標準に他の変更が加えられました。
LPDDR規格は、一般的にDDR規格よりも早く開発されています。 このプロセスは、LPDDRが後で開発を開始したために発生しました。 ただし、現在はDDR5標準を超えています。 明確ではありませんが、この開発ペースを維持できる可能性は低いです。 または、これがメモリテクノロジの現在の最先端であるため、DDR標準の開発ペースに制限される場合。