DDR ir standarta RAM veids, ko izmanto visos mūsdienu datoros. Tas nozīmē Double Data Rate, kas izriet no fakta, ka tas pārsūta datus gan par pulksteņa signāla pieaugumu, gan kritumu. Viens no būtiskiem uzlabojumiem DDR RAM paaudzēs ir bijis enerģijas efektivitāte. Ar DDR1, kas izmanto 2,5 vai 2,6 voltus, DDR2 izmanto 1,8 voltus, DDR3, izmantojot 1,5 vai 1,35 voltus, DDR4 ar 1,2 vai 1,05 voltus un DDR5 =, kas tikai kļūst komerciāli pieejams, izmantojot 1,1 voltu.
Lai gan tas neizklausās tik daudz, tas var būtiski ietekmēt ar akumulatoru darbināmu ierīču akumulatora darbības laiku. Lai palīdzētu pagarināt akumulatora darbības laiku, tika standartizēts mazjaudas DDR variants LPDDR.
Dažādi standarti
LPDDR jeb mazjaudas dubultā datu ātruma atmiņa var izklausīties kā DDR standarta versija ar mazāku jaudu. Tomēr pastāv daudz būtiskākas izmaiņas, un paaudzes nav tieši salīdzināmas. Neskatoties uz to, ka tos standartizēja viena grupa JEDEC, paši standarti tiek izstrādāti neatkarīgi. Piemēram, LPDDR5 standarts tika izlaists pirms DDR5 standarta, un LPDDR4X standarts pārsniedza DDR standartā pieejamos pārsūtīšanas ātrumus.
LPDDR standarti ir rūpīgi izstrādāti, lai darbotos ar zemāku spriegumu un piedāvātu funkcijas, kas pielāgotas mobilās skaitļošanas pašreizējām un paredzamajām nākotnes vajadzībām. LPDDR galvenokārt izmanto mazjaudas ierīcēs, piemēram, mobilajos tālruņos, planšetdatoros un dažos klēpjdatoros.
Tāpēc LPDDR ir jāpiedāvā spējīga veiktspēja, kā arī samazināts enerģijas patēriņš. Viena no būtiskajām atšķirībām starp DDR un LPDDR ir tā, ka DDR izmanto fiksētu 64 bitu kopni. LPDDR piedāvā arī 32 bitu vai 16 bitu kopnes opcijas lietošanas gadījumiem ar zemākām prasībām.
LPDDR1
LPDDR ar atpakaļejošu datumu saukts par LPDDR1, neveica lielas izmaiņas salīdzinājumā ar DDR1 standartu. Galvenā atšķirība bija sprieguma samazinājums no 2,5 līdz 1,8 voltiem. Tas samazināja DRAM moduļu darba temperatūru, kas pēc tam bija jāatsvaidzina retāk, tādējādi palīdzot vēl vairāk samazināt enerģijas patēriņu. Citas izmaiņas ietvēra iespēju atsvaidzināt daļu masīva un “dziļās izslēgšanas” režīmu, kas būtībā noslaucīja atmiņu.
LPDDR1E tika standartizēti divi I/O pulksteņa ātrumi, 200MHz un 266,7MHz. Tas ļāva nodrošināt datu pārsūtīšanas ātrumu 400 MTs vai 533,3 MTs ar iepriekšējas ielādes lielumu 2n. 266,7 MHz ātrums faktiski ir ātrāks, nekā jebkad tika standartizēts DDR1. Tas galvenokārt ir saistīts ar mikroelektronikas uzlabojumiem.
LPDDR2
2009. gadā standartizētais LPDDR2 darbojās ar 1,2 V vai 1,8 V LPDDR2E versijā. Tas darbojās ar divreiz lielāku I/O takts ātrumu nekā LPDDR1 ar 400MHz vai 533,3MHz. Atkal ļaujot dubultot pārsūtīšanas ātrumu attiecīgi 800 MTs vai 1067 MTs, ar iepriekšējas ielādes izmēru 4n. Šī statistika nodrošina to atbilstību diviem ātrākajiem standarta DDR2 ātrumiem. LPDDR2 galvenokārt pievieno papildu daļējas atsvaidzināšanas iespējas ārpus sprieguma samazināšanas.
LPDDR3
2012. gadā JEDEC standartizēja LPDDR3. Galvenās izmaiņas šeit bija iepriekšējas ielādes izmēra dubultošana līdz 8n, kas ļāva divkāršot I/O takts frekvenci un pārsūtīšanas ātrumu, darbojoties ar tādu pašu 1,2 vai 1,8 voltu spriegumu kā LPDDR2. Datu pārsūtīšanas ātrums palielinājās līdz 1600 MT vai 2133 MT LPDDR3E variantam, piedāvājot salīdzināmu veiktspēju ar DDR3, kas tajā laikā joprojām bija datora atmiņas standarts.
LPDDR4
Gan DDR4, gan LPDDR4 tika standartizēti 2014. gadā. Abi sasniedza 3200 MTs pārsūtīšanas ātrumu, lai gan LPDDR4 standarts vēlāk tika paplašināts līdz LPDDR4X, kas piedāvāja nepārspējamus 4267 MTs pārsūtīšanas ātrumu. LPDDR4 standarts ļāva darboties ar 1,1 vai 1,8 voltu spriegumu, savukārt LPDDR4X standarts pievienoja vēl zemāku jaudas stāvokli - 0,6 volti. LPDDR4 veica būtiskas izmaiņas, tostarp divkāršojot iepriekšējas ielādes izmēru un mainot I/O kopni no vienas 32 bitu kopnes uz 16 bitu kopņu pāri.
LPDDR5
2019. gadā LPDDR5 tika standartizēts gadu pirms DDR5 standarta. Tas darbojas ar zemāku spriegumu, 0,5 volti, 1,05 volti vai 1,8 volti, lai vēl vairāk uzlabotu enerģijas patēriņu. Tas saglabā tādu pašu sākotnējās ielādes izmēru kā LPDDR4 16n, taču pārsūtīšanas ātrums dubultojas līdz 6400 Mts. Standarts vēlāk tika grozīts 2021. gadā ar LPDDR5X, kas pievienoja 8533MTs pārsūtīšanas ātrumu, pārsniedzot DDR5 standartu. Paredzams, ka LPDDR5X atmiņa pirmo reizi mobilajos produktos parādīsies 2023. gadā.
Secinājumi
LPDDR ir RAM atmiņas standartu sērija, kas paredzēta lietošanai vidēs ar ierobežotu jaudu. To bieži var atrast viedtālruņos, planšetdatoros un dažos klēpjdatoros. Lai gan standarti ir balstīti uz DDR standartiem, tie ir atšķirīgi un ne vienmēr veic tādas pašas izmaiņas vienā un tajā pašā paaudzē. Piemēram, DDR4 dubultoja pārsūtīšanas ātrumu, divkāršojot iekšējās atmiņas pulksteņa ātrumu, bet LPDDR4 standarts divkāršoja iepriekšējas ielādes izmēru. Šīs izmaiņas tika apgrieztas ar DDR5 un LPDDR5 standartiem.
Būtiskākā atšķirība ir tā, ka LPDDR ir standartizēts darbam ar zemāku spriegumu, līdz 0,5 voltiem. Interesanti, ka tas atbalsta arī darbību ar 1,8 voltiem, kas ir augstāks par DDR5 1,1 voltu jaudas standartu. Tomēr nav skaidrs, cik daudz šī LPDDR standarta daļa tiek izmantota. LPDDR standartos ir veiktas citas izmaiņas, kas izstrādātas, lai vēl vairāk samazinātu enerģijas prasības, tostarp daudzi atsvaidzināšanas procesa uzlabojumi.
LPDDR standarti parasti tiek izstrādāti ātrāk nekā DDR standarti. Šo procesu izraisīja tas, ka LPDDR sāka izstrādāt vēlāk. Tomēr tagad tas ir pārspējis DDR5 standartu. Nav skaidrs, bet maz ticams, ka tas spēs saglabāt šo attīstības tempu. Vai arī tas aprobežosies ar DDR standarta izstrādes tempu, jo šī ir pašreizējā atmiņas tehnoloģijas galvenā robeža.