內(nèi)存規(guī)格面臨的挑戰(zhàn)通常最終都?xì)w結(jié)為，如何在保持低功耗的同時(shí)獲得更高的性能。對(duì)于低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率（LPDDR） DRAM更是如此，而隨著人工智能（AI）、邊緣運(yùn)算和5G應(yīng)用的出現(xiàn)，其壓力越來(lái)越大。

JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)最近發(fā)布了LPDDR5標(biāo)準(zhǔn)的更新版本JESD209－5B，將內(nèi)存速度提高了33％，達(dá)到8533Mbps。JEDEC的JC－42．6低功耗內(nèi)存小組委員會(huì)主席Hung Vuong表示，他們專(zhuān)注于提高內(nèi)存性能、功率與靈活性，提高內(nèi)存速度是其中的一部分。最新版本JESD209－5B可提供更快的內(nèi)存速率和更高的效率，專(zhuān)門(mén)針對(duì)5G智能型手機(jī)，以及采用人工智能的高分辨率擴(kuò)增實(shí)境（AR）／虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和邊緣運(yùn)算。Vuong指出，除了移動(dòng)設(shè)備，為其他應(yīng)用提供低功耗和高性能也極其重要。

這意味著更多的數(shù)據(jù)將在邊緣處理，而不是發(fā)送到中央云數(shù)據(jù)中心。Vuong說(shuō)，「系統(tǒng)的整個(gè)架構(gòu)都在改變」。移動(dòng)設(shè)備和邊緣運(yùn)算都需要更多的內(nèi)存，但又不能讓功耗顯著增加，使用具有更大運(yùn)算能力的無(wú)線接入點(diǎn)就不用將所有內(nèi)容都發(fā)送回云端了。

無(wú)論何種應(yīng)用，提高內(nèi)存速率都會(huì)對(duì)信號(hào)完整性產(chǎn)生影響，因此JESD209－5B更新版本還包括透過(guò)TX／RX均衡來(lái)改善信號(hào)完整性。不同的LPDDR應(yīng)用環(huán)境也對(duì)信號(hào)完整性提出了挑戰(zhàn)，Vuong說(shuō)，“這完全取決于具體應(yīng)用?！睂?duì)智能型手機(jī)來(lái)說(shuō)比較容易，但對(duì)汽車(chē)或邊緣運(yùn)算而言，挑戰(zhàn)就很大?！皩?duì)于這類(lèi)應(yīng)用，達(dá)到8．5Gb的速率會(huì)更加困難，因而可能不得不降低性能來(lái)運(yùn)行，不過(guò)這取決于設(shè)計(jì)?！彼f(shuō)，“我們提供了一些機(jī)制，希望這些機(jī)制能滿足他們的需求。”

對(duì)于汽車(chē)等應(yīng)用，可靠性具有最高優(yōu)先級(jí)，因此JESD209－5B更新版的另一個(gè)關(guān)鍵特性就是自適應(yīng)刷新管理功能，該功能使內(nèi)存能夠在嚴(yán)苛的工作環(huán)境中（包括在極端溫度條件下）進(jìn)行調(diào)節(jié)?！巴高^(guò)自我調(diào)整刷新管理，我們創(chuàng)建了一種機(jī)制來(lái)定義可靠性的等級(jí)。”Vuong說(shuō)。利用該功能，主機(jī)或軟件能夠設(shè)置期望的設(shè)備可靠性等級(jí)，并滿足數(shù)據(jù)可靠性要求?！叭绻幱跇O端工作條件下，則可以將可靠性等級(jí)調(diào)高一點(diǎn)，這樣就不會(huì)丟失過(guò)多的數(shù)據(jù)。”他說(shuō)，在手機(jī)或其他不重要的環(huán)境中，可靠性就可以降低一些。

美光一直致力于透過(guò)其LPDDR5內(nèi)存滿足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)特殊的可靠性需求。2021年初，美光開(kāi)始提供LPDDR5內(nèi)存樣品，該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)硬件評(píng)估，可以滿足最嚴(yán)格的汽車(chē)安全完整性等級(jí)ASIL D標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。LPDDR5內(nèi)存是其專(zhuān)為不同ADAS技術(shù)而設(shè)計(jì)的新內(nèi)存和存儲(chǔ)產(chǎn)品系列的一部分，這些ADAS技術(shù)可能會(huì)采用經(jīng)過(guò)功能安全評(píng)估的DRAM，包括自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)、車(chē)道偏離警告、自我調(diào)整巡航控制和盲點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)。這些技術(shù)均要求超低延遲及高可靠性，即使在非完全自主駕駛的車(chē)輛中也是如此。ASIL是由ISO 26262定義的汽車(chē)安全性等級(jí)，現(xiàn)在車(chē)輛中整合了越來(lái)越多的電子設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的良好控制，因而對(duì)遵守ASIL安全分類(lèi)等級(jí)的要求也更多了。

圖1：美光（Micron）最近開(kāi)始提供LPDDR5內(nèi)存樣品。這款內(nèi)存經(jīng)過(guò)硬件評(píng)估，可以滿足最高等機(jī)的車(chē)輛安全完整性等級(jí)（ASIL）標(biāo)準(zhǔn)。由于車(chē)輛中整合了越來(lái)越多的電子設(shè)備，該產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的良好控制。

（來(lái)源：美光）

Vuong表示，LPDDR5標(biāo)準(zhǔn)的更新反映了對(duì)內(nèi)存帶寬的持續(xù)需求，無(wú)論哪種應(yīng)用，都會(huì)有更多的資料需要處理，以及更多的圖像和游戲需要壓縮?！半S著5G或人工智能的不斷發(fā)展，這一勢(shì)頭還將持續(xù)下去。”兩年之后，數(shù)據(jù)速率將會(huì)再次提高?！?．5Gbps的速率遲早會(huì)遭遇摩爾定律，達(dá)到極限，所以我們必須想出更好的辦法來(lái)傳送數(shù)據(jù)?！?/p>

第一版LPDDR5于2019年上半年發(fā)布，輸入／輸出（I／O）速率達(dá)到了6，400MT／s，比2014年發(fā)布的第一版LPDDR4速率（3，200MT／s）高一倍。LPDDR5的整個(gè)架構(gòu)經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，包含一個(gè)16 Bank（存儲(chǔ)庫(kù)）可程序設(shè)計(jì)多頻率架構(gòu)，還導(dǎo)入了兩個(gè)使用命令的新操作，減少了數(shù)據(jù)傳輸，改善了系統(tǒng)功耗。

12Gb LPDDR5移動(dòng)DRAM在三星宣布12GB LPDDR4X量產(chǎn)幾個(gè)月之后即問(wèn)世，真對(duì)運(yùn)作人工智能應(yīng)用的5G高階智能型手機(jī)（圖2）。新標(biāo)準(zhǔn)頒布后，三星迅速開(kāi)始量產(chǎn)12Gb LPDDR5移動(dòng)DRAM。作為三星12GB封裝系列的一部分，該款LPDDR5據(jù)稱(chēng)每秒可傳輸44GB數(shù)據(jù)（相當(dāng)于12部全高畫(huà)質(zhì)電影），功耗降低了30％。