LPDDR5X來(lái)襲！準(zhǔn)備迎接內(nèi)存速度大爆炸！

無(wú)論是切換智能手機(jī)應(yīng)用程序，還是享受沉浸式游戲體驗(yàn)，都有可能遇到系統(tǒng)內(nèi)存訪問速度慢的問題。如果汽車的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)不能及時(shí)響應(yīng)前方道路上的障礙物，問題是很嚴(yán)重的。

如今，智能、互聯(lián)和帶寬密集型應(yīng)用依賴于超快、低延遲的內(nèi)存訪問，以實(shí)現(xiàn)我們?nèi)粘Ｉ钏蕾嚨囊幌盗泄δ?。那么，什么樣的技術(shù)能夠滿足這些要求？答案就是LPDDR5X SDRAM JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，它是LPDDR5的可選擴(kuò)展。

LPDDR5X標(biāo)準(zhǔn)由JEDEC于2021年6月發(fā)布，它是一種專用的同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SDRAM）。與之前的LPDDR5標(biāo)準(zhǔn)相比，LPDDR5X在多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)：

在保持1.1V內(nèi)核電壓不變的情況下，速度從6.4Gbps提升到8.5Gbps

通過(guò)采用接收器均衡和發(fā)射器[SH1]預(yù)加重技術(shù)，改善了信號(hào)完整性

全新的自適應(yīng)刷新管理功能提高了可靠性

電池效率提高了多達(dá)20%

對(duì)于5G移動(dòng)、人工智能、汽車甚至某些高性能計(jì)算應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這些改進(jìn)非常有必要。采用先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)開發(fā)并集成LPDDR5X接口的芯片進(jìn)一步擴(kuò)大了帶寬和低功耗優(yōu)勢(shì)。在本文中，我們將進(jìn)一步介紹適合LPDDR5X的應(yīng)用，以及經(jīng)驗(yàn)證的IP如何幫助開發(fā)者優(yōu)化設(shè)計(jì)。

LPDDR5X規(guī)范：速度穩(wěn)健，而又不會(huì)增加功耗

隨著智能手機(jī)和其他移動(dòng)通信電子產(chǎn)品的日益流行，低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率（LPDDR）存儲(chǔ)器應(yīng)運(yùn)而生。為了滿足消費(fèi)者的需求以及小尺寸的限制，這些設(shè)備需要盡可能地延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，而LPDDR能夠滿足這些要求。由于兼具帶寬、低功耗、外形尺寸和容量等優(yōu)勢(shì)，該內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已與其前身DDR一樣得到廣泛應(yīng)用，成為適合各種終端應(yīng)用的合適SDRAM。

LPDDR的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)終端設(shè)備不使用內(nèi)存時(shí)，它的功耗非常低。由于工作頻率較低，因此與DDR相比，該低功耗標(biāo)準(zhǔn)可以輕松快速地調(diào)節(jié)性能。LPDDR可在終端設(shè)備不使用時(shí)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，從而顯著降低功耗。LPDDR5X是迄今為止速度最快、效率最高的LPDDR標(biāo)準(zhǔn)版本。

各種應(yīng)用和終端設(shè)備都需要快速的內(nèi)存訪問，以便做出實(shí)時(shí)決策：

智能手機(jī)和其他移動(dòng)應(yīng)用，需要高帶寬和優(yōu)化功耗，并能根據(jù)設(shè)備活動(dòng)調(diào)整頻率

汽車處理器，用于支持高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等應(yīng)用。大多數(shù)汽車應(yīng)用使用汽車級(jí)SDRAM，標(biāo)準(zhǔn)比傳統(tǒng)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品更為嚴(yán)格

人工智能加速器，即高性能并行計(jì)算機(jī)，可高效處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能工作負(fù)載

邊緣人工智能，需要在本地實(shí)現(xiàn)零延遲的快速數(shù)據(jù)處理

用于攝像頭和視頻設(shè)備、電視和路由器等數(shù)字家庭產(chǎn)品及媒體設(shè)備的芯片，必須能執(zhí)行快速的超高密度（UHD）多媒體處理

5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，以支持快速數(shù)據(jù)下載和上傳

通過(guò)先進(jìn)工藝優(yōu)化PPA

先進(jìn)工藝技術(shù)為先進(jìn)片上系統(tǒng)（SoC）提供了更好的功耗、性能和面積（PPA）優(yōu)勢(shì)。在先進(jìn)的FinFET（鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管）節(jié)點(diǎn)上，芯片架構(gòu)采用小型高密度芯片封裝，包含數(shù)十億個(gè)晶體管，這給量產(chǎn)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。內(nèi)存接口IP可以幫助簡(jiǎn)化開發(fā)流程，提供經(jīng)驗(yàn)證的解決方案，從而降低集成風(fēng)險(xiǎn)并加快產(chǎn)品的整體上市速度。

對(duì)于LPDDR5X，物理層（PHY）和控制器共同支持低延遲操作和快速數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)實(shí)現(xiàn)出色的功耗效率。作為JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)低功耗存儲(chǔ)器小組委員會(huì)的積極成員，新思科技的專家在LPDDR內(nèi)存接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。我們的產(chǎn)品組合包括堅(jiān)固耐用的LPDDR5X物理層和控制器IP，具有超低的延遲和超小的面積，并符合最新的標(biāo)準(zhǔn)。新思科技LPDDR5控制器IP包括集成內(nèi)嵌存儲(chǔ)加密（IME）安全模塊，通過(guò)符合標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立讀/寫通道加密支持和按區(qū)域加密/解密，確保數(shù)據(jù)機(jī)密性。該控制器經(jīng)過(guò)高度優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)出色的延遲、面積和性能。

新思科技LPDDR5X/5/4X PHY IP適用于ASIC、ASSP、SoC和系統(tǒng)級(jí)封裝應(yīng)用，并提供靈活的配置選項(xiàng)。這種設(shè)計(jì)能夠與新思科技LPDDR5X/5/4X控制器IP進(jìn)行快速集成，后者針對(duì)功耗、延遲、帶寬和面積進(jìn)行了優(yōu)化，從而提供完整的DDR接口解決方案。LPDDR5X PHY IP采用半導(dǎo)體行業(yè)先進(jìn)的3nm FinFET工藝技術(shù)，展示出了令人矚目的速度（8533Mbps和高達(dá)9600 Mbps——超頻?。?，并提供了全開的眼圖和清晰的裕量。

通過(guò)與經(jīng)驗(yàn)豐富的IP供應(yīng)商合作，開發(fā)者可以放心地進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)槲覀兊腎P已經(jīng)過(guò)不同工作條件下的全面測(cè)試，包括極端溫度和涉及電遷移的場(chǎng)景，并符合特定標(biāo)準(zhǔn)（如汽車功能安全）。

總結(jié)

隨著移動(dòng)通訊、人工智能和高等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車等帶寬密集型應(yīng)用的日益普及，對(duì)高速內(nèi)存訪問的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。低成本的LPDDR5X SDRAM提供了出色的速度，考慮到LPDDR內(nèi)存接口標(biāo)準(zhǔn)迄今為止的演變，其未來(lái)的發(fā)展不可限量。為了幫助開發(fā)者應(yīng)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，新思提供了經(jīng)驗(yàn)證的LPDDR5X IP，以幫助開發(fā)者克服集成風(fēng)險(xiǎn)，加快產(chǎn)品上市速度。