DDR є стандартним типом оперативної пам'яті, який використовується в усіх сучасних комп'ютерах. Це означає подвійну швидкість передачі даних, що походить від того факту, що він передає дані як на підйомі, так і на спаді тактового сигналу. Одним із значних удосконалень порівняно з поколіннями оперативної пам’яті DDR стала енергоефективність. DDR1 використовує 2,5 або 2,6 вольта, DDR2 використовує 1,8 вольта, DDR3 використовує 1,5 або 1,35 вольта, DDR4 використовує 1,2 або 1,05 вольта, а DDR5 = яка тільки стає комерційно доступною – використовує 1,1 вольт.
Хоча це звучить небагато, це може серйозно вплинути на час автономної роботи пристроїв, що живляться від батареї. Щоб подовжити термін служби батареї, було стандартизовано малопотужний варіант DDR, LPDDR.
Різні стандарти
LPDDR або Low Power Double Data Rate Memory може звучати як менш потужна версія стандарту DDR. Однак існують більш значні зміни, і покоління не можна прямо порівняти. Незважаючи на те, що вони стандартизовані тією ж групою JEDEC, самі стандарти розроблені незалежно. Наприклад, стандарт LPDDR5 був випущений раніше стандарту DDR5, а стандарт LPDDR4X перевищив швидкість передачі, доступну в стандарті DDR.
Стандарти LPDDR були ретельно розроблені для роботи при нижчій напрузі та надання функцій, налаштованих на поточні та прогнозовані майбутні потреби мобільних комп’ютерів. LPDDR в основному використовується в малопотужних пристроях, таких як мобільні телефони, планшети та деякі ноутбуки.
Таким чином, LPDDR має забезпечувати високу продуктивність, а також знижене енергоспоживання. Однією з істотних відмінностей між DDR і LPDDR є те, що DDR використовує фіксовану 64-розрядну шину. LPDDR також пропонує варіанти 32- або 16-бітної шини для випадків використання з меншими вимогами.
LPDDR1
LPDDR, який заднім числом називають LPDDR1, не вніс значних змін у стандарт DDR1. Основною відмінністю стало зниження напруги з 2,5 до 1,8 вольт. Це знизило робочу температуру модулів DRAM, які потім потребували менш частого оновлення, що сприяло подальшому зменшенню споживання енергії. Інші зміни включали можливість оновити частину масиву та режим «глибокого вимкнення живлення», який фактично знищив пам’ять.
У LPDDR1E стандартизовано дві тактові частоти вводу/виводу: 200 МГц і 266,7 МГц. Це дозволило забезпечити швидкість передачі даних 400 МТс або 533,3 МТс з розміром попередньої вибірки 2n. Швидкість 266,7 МГц насправді є вищою, ніж будь-коли стандартизована в DDR1. В першу чергу це пов'язано з вдосконаленням мікроелектроніки.
LPDDR2
Стандартизований у 2009 році LPDDR2 працював на 1,2 В або 1,8 В у версії LPDDR2E. Він працював на подвійній тактовій частоті вводу/виводу LPDDR1 з 400 МГц або 533,3 МГц. Знову враховуючи подвійну швидкість передачі 800 МТс або 1067 МТс, відповідно, з розміром попередньої вибірки 4n. Завдяки цій статистиці він відповідає двом найшвидшим стандартним швидкостям DDR2. LPDDR2 в основному додає додаткові параметри часткового оновлення, крім зниження напруги.
LPDDR3
У 2012 році JEDEC стандартизував LPDDR3. Основною зміною тут було подвоєння розміру попередньої вибірки до 8n, що дозволило подвоїти тактову частоту вводу-виводу та швидкість передачі при роботі на тих же 1,2 або 1,8 вольта, що й LPDDR2. Швидкість передачі даних зросла до 1600 МТс або 2133 МТс для варіанту LPDDR3E, забезпечуючи порівнянну продуктивність з DDR3, яка на той час все ще була стандартом для пам’яті ПК.
LPDDR4
DDR4 і LPDDR4 були стандартизовані в 2014 році. Обидва досягли максимальної швидкості передачі 3200 МТс, хоча стандарт LPDDR4 пізніше було розширено до LPDDR4X, який запропонував неперевершену швидкість передачі 4267 МТс. Стандарт LPDDR4 дозволяв працювати при напрузі 1,1 або 1,8 вольт, тоді як стандарт LPDDR4X додав ще нижчий рівень живлення 0,6 вольт. LPDDR4 вніс значні зміни, включаючи подвоєння розміру попередньої вибірки та зміну шини вводу/виводу з однієї 32-розрядної шини на пару 16-розрядних шин.
LPDDR5
У 2019 році стандарт LPDDR5 був стандартизований на рік раніше стандарту DDR5. Він працює при нижчій напрузі, 0,5 вольт, 1,05 вольт або 1,8 вольт, для подальшого покращення енергоспоживання. Він зберігає той самий розмір попередньої вибірки, що й LPDDR4, 16n, але подвоює швидкість передачі до 6400 Мбіт. У 2021 році до стандарту було внесено поправки LPDDR5X, які додали швидкість передачі 8533 МТс, що перевищує стандарт DDR5. Очікується, що пам'ять LPDDR5X вперше з'явиться в мобільних продуктах у 2023 році.
Висновки
LPDDR — це серія стандартів пам’яті для оперативної пам’яті, призначених для використання в середовищах з обмеженим енергоспоживанням. Його часто можна зустріти в смартфонах, планшетах і деяких ноутбуках. Хоча стандарти засновані на стандартах DDR, вони відрізняються і не завжди вносять однакові зміни в одне покоління. Наприклад, DDR4 вдвічі збільшив швидкість передачі за рахунок подвоєння тактової частоти внутрішньої пам’яті, а стандарт LPDDR4 подвоїв розмір попередньої вибірки. Ці зміни були інвертовані зі стандартами DDR5 і LPDDR5.
Найсуттєвіша відмінність полягає в тому, що LPDDR стандартизовано для роботи при нижчих напругах, аж до 0,5 вольта. Цікаво, що він також підтримує роботу при напрузі 1,8 вольта, що вище стандарту живлення 1,1 вольта для DDR5. Однак незрозуміло, наскільки використовується ця частина стандарту LPDDR. Інші зміни були внесені до стандартів LPDDR, спрямовані на подальше зниження вимог до електроенергії, включаючи численні вдосконалення процесу оновлення.
Стандарти LPDDR зазвичай розробляються швидше, ніж стандарти DDR. Цей процес був викликаний тим, що LPDDR почав розробку пізніше. Однак тепер він вийшов за межі стандарту DDR5. Незрозуміло, але малоймовірно, що він зможе зберегти цей темп розвитку. Або якщо він буде обмежений темпами розробки стандарту DDR, оскільки це поточний передовий край технології пам’яті.