距離三星(Samsung)宣佈量產其12GB LPDDR4X行動DRAM還不到半年,這個月就準備開始大規模量產12Gb LPDDR5行動DRAM。三星12Gb LPDDR5 DRAM晶片將瞄準預期搭載5G功能以及執行人工智慧(AI)應用的高階智慧型手機。

雖然LPDDR4和LPDDR4X之間的差異僅有相當微小的電壓變化,但LPDDR4X和LPDDR5之間則是一大步的進展。三星半導體資深產品行銷經理Steve Lum表示,以速度和效能來看,12Gb LPDDR5比當今智慧型手機中所用的LPDDR4X行動記憶體更快約1.3倍;LPDDR4X的速度為4.2Gbps。以12GB的容量來看,LPDDR5可以在1秒鐘內傳輸44GB的數據,相當於12部全高解析(full HD)的影片。

Lum表示,降低功耗就和提升性能一樣重要:三星的LPDDR5晶片整合了新的電路設計以及增強的時脈、訓練和低功耗特性,使其功耗較前一代產品降低了30%。「記憶體製造商經常面對的挑戰是必須不斷地提供越來越高的性能水準,同時還得支援更高的電源效率,特別是在低功耗的DRAM領域。」

從主要的功率消耗部份來看,5G網路並不會消耗更多能量,但5G意味著將帶來更快速的管線,讓高階智慧型手機用戶能夠透過串流或檔案傳輸,在其手機之間傳輸更多的資料,包括高品質視訊等。Lum說,解析度越高,在儲存到快閃記憶體(flash)之前必須緩衝的畫格(frame)就越多。

Lum表示,智慧型手機上的AI意味著裝置將會進行更多的推論,而且在要求應用程式執行某些操作(例如影像辨識)時不容許延遲。「如果你想在這些應用上增加越來越複雜的推論,總會面對更高的頻寬壓力。」他說:「任何延遲都會降低用戶體驗,而每個人都希望盡可能提供最佳的用戶體驗。」

LPDDR5 在三星宣佈量產12GB LPDDR4X的五個月後,其12Gb LPDDR5行動DRAM也即將在本月量產。(來源:三星)

雖然三星積極宣傳其最新的LPDDR5已經為支援5G和AI的智慧型手機準備就緒,但Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示,重點還是在降低功耗,同時以更少DRAM晶片提供更多記憶體。電池製造商正努力在更小的封裝中加入更高功率,三星在此時也推出了更低功耗佔位面積的產品。「其結果是如果其中有一個電池發生故障,它就變成像是一顆不定時炸彈。」他說,這就是為什麼機場的旅客都會被詢問到是否將備用電池放在行李中的原因。同時,隨著電池提供更多電量以及LPDDR的功耗持續降低,意味著在智慧型手機中增加「不計其數的功能」之勢不減。

同時,Handy表示,LPDDR記憶體可望為標準DRAM介面鋪路。「當DDR5最終用於標準的運算應用時,從LPDDR5所學習到的一切將導入DDR5¬¬。」目前,JEDEC固態技術協會(JEDEC Solid State Technology Association)尚未通過DDR5標準,但海力士(SK Hynix)已經在去年秋天經開發了業界首款DDR5 DRAM,符合尚在開發中的標準,而其他供應商預計將在今年底以前推出產品。

Handy說,相較於在新興應用中尋找新用例的其他現有記憶體,LPDDR仍持續用於智慧型手機以及可被視為大螢幕手機的平板電腦。雖然汽車已成為各種不同類型記憶體的成長中市場——包括GDDR,以提供支援自動駕駛所需的速度——目前,一般的DRAM仍足夠用於車輛。他說:「當今的汽車傾向於採用非常標準化的產品。」

今年初,JEDEC為最新的LPDDR標準進行升級,使其I/O速率較前一代標準大幅提升。JESD209-5是用於低功耗記憶體元件的LPDDR5標準,支援6400 MT/s的I/O作業速率,並較2014年推出支援3200 MT/s的首版LPDDR4高出50%。記憶體傳輸速度增加一倍,目的就在於為智慧型手機、平板電腦以及超薄筆電等行動運算裝置提高速度與效率。

編譯:Susan Hong

(參考原文:LPDDR5 Pushes Power Down as Performance Demands Multiply,by Gary Hilson)