DDR je standardna vrsta RAM-a, ki se uporablja v vseh sodobnih računalnikih. Okrajšava za Double Data Rate, kar izhaja iz dejstva, da prenaša podatke tako o dvigu kot padcu signala ure. Ena od pomembnih izboljšav v primerjavi z generacijami DDR RAM-a je bila energetska učinkovitost. Z DDR1 z 2,5 ali 2,6 voltov, DDR2 z 1,8 voltov, DDR3 z 1,5 ali 1,35 voltov, DDR4 z 1,2 ali 1,05 voltov in DDR5 =, ki je pravkar komercialno dostopen – z uporabo 1,1 voltov.
Čeprav se to ne sliši veliko, lahko resno vpliva na življenjsko dobo baterije baterijskih naprav. Da bi podaljšali življenjsko dobo baterije, je bila standardizirana različica DDR z nizko porabo energije, LPDDR.
Različni standardi
LPDDR ali Low Power Double Data Rate Memory morda zveni kot manj zmogljiva različica standarda DDR. Obstajajo pa pomembnejše spremembe, generacije pa niso neposredno primerljive. Kljub temu, da jih je standardizirala ista skupina, JEDEC, so sami standardi razviti neodvisno. Na primer, standard LPDDR5 je bil izdan pred standardom DDR5, standard LPDDR4X pa je presegel hitrosti prenosa, ki so na voljo v standardu DDR.
Standardi LPDDR so bili skrbno zasnovani za delovanje pri nižjih napetostih in ponujajo funkcije, prilagojene trenutnim in predvidenim prihodnjim potrebam mobilnega računalništva. LPDDR se uporablja predvsem v napravah z nizko porabo energije, kot so mobilni telefoni, tablice in nekateri prenosniki.
Zato mora LPDDR ponuditi zmogljivo zmogljivost in zmanjšano porabo energije. Ena od pomembnih razlik med DDR in LPDDR je, da DDR uporablja fiksno 64-bitno vodilo. LPDDR ponuja tudi 32-bitne ali 16-bitne možnosti vodila za primere uporabe z nižjimi zahtevami.
LPDDR1
LPDDR, retroaktivno imenovan LPDDR1, ni naredil velikih sprememb glede na standard DDR1. Glavna razlika je bilo zmanjšanje napetosti z 2,5 na 1,8 voltov. To je znižalo delovno temperaturo modulov DRAM, ki so nato morali manj pogosto osveževati, kar je pomagalo dodatno zmanjšati porabo energije. Druge spremembe so vključevale možnost osveževanja dela niza in način "globokega izklopa", ki je v bistvu izbrisal pomnilnik.
V LPDDR1E sta bili standardizirani dve V/I taktni hitrosti, 200 MHz in 266,7 MHz. To je omogočilo hitrost prenosa podatkov 400 MTs ali 533,3 MTs z velikostjo vnaprejšnjega prenosa 2n. Hitrost 266,7 MHz je dejansko hitrejša, kot je bila kadar koli standardizirana v DDR1. To je predvsem posledica izboljšav v mikroelektroniki.
LPDDR2
LPDDR2, standardiziran leta 2009, je v različici LPDDR2E deloval pri 1,2 V ali 1,8 V. Deloval je pri dvojni V/I taktni frekvenci LPDDR1 s 400 MHz ali 533,3 MHz. Spet omogoča dvojno hitrost prenosa 800MTs oziroma 1067MTs, z velikostjo vnaprejšnjega prenosa 4n. Ti statistični podatki ga ujemajo z najhitrejšima dvema standardnima hitrostma DDR2. LPDDR2 v glavnem doda dodatne možnosti delne osvežitve zunaj zmanjšanja napetosti.
LPDDR3
Leta 2012 je JEDEC standardiziral LPDDR3. Glavna sprememba tukaj je bila podvojitev velikosti vnaprejšnjega pridobivanja na 8n, kar je omogočilo, da se je takt V/I in hitrost prenosa podvojila, medtem ko je delovala pri enakih 1,2 ali 1,8 voltov kot LPDDR2. Hitrosti prenosa podatkov so se dvignile na 1600MTs ali 2133MTs za različico LPDDR3E, kar ponuja primerljivo zmogljivost z DDR3, ki je bil takrat še vedno standard za pomnilnik osebnih računalnikov.
LPDDR4
DDR4 in LPDDR4 sta bila standardizirana leta 2014. Oba sta dosegla najvišjo hitrost prenosa 3200 MTs, čeprav je bil standard LPDDR4 pozneje razširjen na LPDDR4X, ki je ponujal neprimerljive hitrosti prenosa 4267MTs. Standard LPDDR4 je omogočal delovanje pri 1,1 ali 1,8 voltov, medtem ko je standard LPDDR4X dodal še nižje stanje moči 0,6 voltov. LPDDR4 je naredil pomembne spremembe, vključno s podvojitvijo velikosti vnaprejšnjega pridobivanja in spremembo V/I vodila z enega 32-bitnega vodila na par 16-bitnih vodil.
LPDDR5
Leta 2019 je bil LPDDR5 standardiziran leto pred standardom DDR5. Deluje pri nižjih napetostih, 0,5 V, 1,05 V ali 1,8 V, za dodatno izboljšano porabo energije. Ohranja enako velikost vnaprejšnjega pridobivanja kot LPDDR4 16n, vendar podvoji hitrost prenosa na 6400 Mts. Standard je bil pozneje leta 2021 spremenjen z LPDDR5X, ki je dodal hitrost prenosa 8533MTs, kar presega standard DDR5. Pomnilnik LPDDR5X naj bi se v mobilnih izdelkih prvič pojavil leta 2023.
Sklepi
LPDDR je niz pomnilniških standardov za RAM, zasnovan za uporabo v okoljih z omejeno močjo. Pogosto ga najdemo v pametnih telefonih, tablicah in nekaterih prenosnikih. Čeprav standardi temeljijo na standardih DDR, so različni in ne naredijo vedno enakih sprememb v isti generaciji. Na primer, DDR4 je podvojil hitrost prenosa s podvojitvijo takta notranjega pomnilnika, medtem ko je standard LPDDR4 podvojil velikost vnaprejšnjega prenosa. Te spremembe so bile obrnjene s standardoma DDR5 in LPDDR5.
Najpomembnejša razlika je, da je LPDDR standardiziran za delovanje pri nižjih napetostih, vse do 0,5 volta. Zanimivo je, da podpira tudi delovanje pri 1,8 voltov, kar je višje od 1,1-voltnega standarda moči DDR5. Vendar ni jasno, koliko se uporablja ta del standarda LPDDR. V standarde LPDDR so bile uvedene druge spremembe, ki so namenjene nadaljnjemu zmanjšanju potreb po energiji, vključno s številnimi izboljšavami postopka osveževanja.
Standardi LPDDR se na splošno razvijajo hitreje kot standardi DDR. Ta proces je nastal zato, ker se je LPDDR začel razvijati pozneje. Vendar pa je zdaj presegel standard DDR5. Ni jasno, vendar je malo verjetno, da lahko ohrani to tempo razvoja. Ali pa, če bo omejen na standardno hitrost razvoja DDR, saj je to trenutni napredek pomnilniške tehnologije.