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    5G手機中出現了一個新名詞—— LPDDR5 內存

    字號+ 作者:admin 來源:未知 2020-11-15 07:56

    今年我國迎來了 5G 手機爆發之年。據市場調查公司分析,2020 上半年我國本土 5G 手機品牌就已占了全球 75% 的份額。相信很多消費者也在考慮是否去換一部 5G 手機。但是他們也是有顧慮

    今年我國迎來了 5G 手機爆發之年。據市場調查公司分析,2020 上半年我國本土 5G 手機品牌就已占了全球 75% 的份額。相信很多消費者也在考慮是否去換一部 5G 手機。但是他們也是有顧慮的:5G 是什么?5G 手機到底能干啥?另外,一些 5G 手機中出現了一個新名詞—— LPDDR5 內存,是怎么回事?

    5G 時代好在哪兒?

    5G 是第五代通信系統的簡稱,是從 2019 年開始進入大家的視野的 —— 2019 年 6 月 6 日,工業和信息部向中國移動、中國電信、中國聯通、中國廣電四家企業頒發了基礎電信業務經營許可證,批準經營“第五代數字蜂窩移動通信業務”,至此,我國正式啟動 5G 商用。

    實際上,5G 不是突然發生的,可謂水到渠成?;仡櫼苿油ㄐ虐l展歷程,大約每 10 年更新一次,比如上世紀 90 年代是 2G,2000 年開啟 3G,2010 年是 4G,步入 2020 年,當然步入 5G 時代了。

    那么,5G 的優勢是什么呢?

    5G 的速率更快,可達 10Gbps,是 4G 的 10~100 倍。有一個經典的“ 5G 之花”,說明了 5G 比 4G 的優勢,可見除了速率更快之外,5G 空中接口的時延更低,只有 4G 的 1/5;峰值速率更高,是 4G 的 20 倍;移動性更快,是 4G 的 4 倍等特點。

    實際上,手機只是 5G 的一部分應用。5G 主要適合三大類應用:增強移動寬帶場景,低延時高可靠場景,低功耗大連接場景??偠灾?,5G 開啟了萬物互聯的新時代,而手機只是屬于第一種應用——增強移動寬帶的場景之一,不過,是第一個也是非常重要的應用噢。

    5G 手機能干什么?

    5G 手機屬于增強移動寬帶場景的應用之一。那么,為什么要買一部 5G 手機呢?

    最為直接的答案便是:可以極大地提升手機上網體驗。因為 5G 有更大的吞吐量,更大容量的存儲,更大的屏幕,讓 5G 手機的體驗更好。例如傳輸高清視頻、手機拍照、語音、玩游戲、人工智能等。

    常言道“買新不買舊”,擁有了 5G 手機,就可以跟著 5G 發展的節奏走。在未來,5G 手機還會帶來如下功能:

    邊緣計算

    智能手機的邊緣計算就能夠成為一個數據處理的樞紐,能夠支持數據處理、人工智能并且減輕云計算的負載,使得很多云計算功能轉移到手機計算,并且能把云計算和手機的計算樞紐進行無縫的對接和聯合。

    多任務處理

    現在已經出現了真正的多任務處理,例如在去年的“世界移動大會”上已經推出了可折疊屏的手機。這么大的一個手機屏幕可以同時運行 2 個 App,而且可以在這 2 個 App 之間非常自由復制、粘貼,就像現在大家在臺式電腦上的操作那樣。另外,能同時使用更多的媒介,可以一邊快速地下載高清視頻,一邊進行流媒體播放,實現 360° 的視覺體驗。

    虛擬現實

    說了多年的虛擬現實也將在手機上實現。用戶在看虛擬現實的時候能去感知、觀察,就像是看真的現實一樣。例如,球迷可以從體育場的各個角度去身臨其境觀看一場足球賽,而本人都不用離開他的客廳!

    游戲

    游戲方面,游戲玩家可以把自己的手機當成一個操作的樞紐,直接投屏到電視上,實現無縫的體驗。

    人工智能交互

    手機上的人工智能交互會很普遍,5G 帶來流暢的體驗。

    物聯網

    會成為物聯網的中樞,可以通過手機控制物聯網設備,比如用手機控制房屋上的太陽能電池板,控制家中的空調等,手機相當于遙控器。

    硬核配置:LPDDR5 內存

    在 5G 手機中,出現了一個新名詞:LPDDR5。例如小米 10/Pro 發布時,小米的掌門人雷軍先生稱搭載了美光科技公司的 LPDDR5 內存,帶來了強悍的性能,例如與前代產品相比,數據訪問速度提升了 50%,在游戲場景下功耗降低了約 20%!無獨有偶,此后,更多的手機廠商推出了帶 LPDDR5 的手機。

    LPDDR5 是什么?與常說的電腦上的 DDR 是什么關系?

    LPDDR 是針對 RAM的低功耗 DDR 內存,全稱 Low Power Double Data Rate,是美國 JEDEC 固態技術協會面向低功耗內存而制定的通信標準,以低功耗和小體積著稱,專門用于移動式電子產品。而 LPDDR5 就是最新的標準。

    LPDDR5 的標準是將以 6400MT/s 的速率運行,是 LPDDR4 的 2 倍,比最接近的標準 LPDDR4X 快 50%。

    例如,當前智能手機所需應對的數據吞吐量正加速增長,對手機瞬時處理數據的能力提出了更高要求。如果我們看一下 2020 年小米 10 智能手機所配備的美光的 LPDDR5 內存,就會發現其速率達到了 5500Mbps,相當于每秒可傳送 44GB 數據,大約為 12 個高清視頻文件。CPU 把需要運算的數據調到內存中進行,運算完成返回結果。內存對手機的穩定運行至關重要,高性能內存對手機整體流暢度的提升大有裨益。

    比如手機拍照,它涉及了大量的數據運算,尤其是手機相機像素已進入到億級的現在,如果內存性能低下,傳導數據慢,就會造成拍照延遲;44 GB/s 的傳輸速率對游戲玩家來說更是巨大的利好消息;而 2K 120Hz 高刷新率屏幕需要很高的帶寬,想不用 LPDDR5 都不行。同時,LPDDR5 的電壓非常低,它可以做到和其他芯片堆疊在一起,而且發熱和功耗還會進一步降低。

    根據小米用戶續航 DOU 測試結果看,美光的 LPDDR5 對比 LPDDR4X 續航優勢明顯。

    綜合場景下,用戶續航提升約 10%。

    在游戲場景中,省電約 20%。

    在微信語音和視頻場景中,省電約 10%。

    為何桌面級的 DDR 內存只有 4,

    低于手機的 LPDDR5?

    LPDDR 內存在便攜設備的功耗占比高,因為擔負著數據吞吐這一身份的重任,因而技術的迭代對于手機性能和功耗更重要。所以相比較于 DDR 內存,LPDDR 內存更容易被用戶感知。

    相比之下,電腦對功耗的要求沒有那么高,也沒有那么敏感。

    因此,DDR5 的正式規范標準今年才剛完成制定,即使標準制定完成,今年也不會看到很多搭載 DDR5 內存的電腦。而 LPDDR5 則是今年絕大部分旗艦機型的標配。

    實際上,LPDDR 和 DDR 之間的關系很密切,簡單來講,LPDDR 是在 DDR 基礎上演化而來的。比如,LPDDR2 是在 DDR2 基礎上演化而來的,依此類推。但從第四代開始,二者開始走上不同的發展道路,DDR 仍然通過提高核心頻率來提升性能;而 LPDDR 為了獲得更低的功耗,選擇提高 Prefetch 預讀取位數來提升性能。具體來說,LPDDR4 是用兩個 16 位通道組成 32 位總線,而 DDR4 卻具備原生 64 位通道;LPDDR4 的 Prefetch 預讀取位數為 16bit,而 DDR4 為 8bit;這在實際運算過程中,DDR4 的性能利用率會更高,但 LPDDR 卻可以用更低的功耗來獲取更高的理論性能。

    另外,在投入商用的先后方面,LPDDR4 搶在 DDR4 之前登陸消費者市場。如今,LPDDR5 再次成功搶跑 DDR5,在 DDR5 規范還沒正式確定的時候已經完成了量產,LPDDR5 自然也不是根據 DDR5 的基礎上改進而來,而是在 LPDDR4X 的基礎上針對移動平臺重新設計的新一代低功耗內存規范。當然,由于設計的不同,二者各有千秋, DDR 的性能利用率會更高;LPDDR 的功耗更低。

    手機內存的未來

    可見,LPDDR5 也是一個正常的技術迭代,就像從 LPDDR3 到 LPDDR4,再到 LPDDR4X 一樣,而且今后還會有長期的發展路線圖。

    技術迭代的背后,是強大的工藝后盾。5G 時代高速傳輸速率的提升首當其沖的會對手機內存的讀寫速度提出更高的要求,同時因為射頻模組尺寸的增大,留給內存空間的板級尺寸進一步被壓縮,而高清視頻和高速傳輸往往意味著高存儲空間的占用,比如 4G 時代網速只能支持在線收看 720P 標清的電影,差不多 1.5G~6G 容量之間,但是到 5G 時代超清或者藍光將成為可能,這時候應用空間需要達到 20-40G 左右。這些全新的技術挑戰需要存儲器廠商更好的提升存儲容量密度和讀取速度。

    提升存儲密度最好的辦法是采用更為先進的工藝,例如美光在 LPDDR5 產品中采用了目前存儲芯片制程中最先進的 1Z 納米的制程技術工藝。然而 1Z 納米技術并不是工藝的極限,在 1Z 納米之后,還會有 1α、1β、1γ 等 10 納米級制造的工藝。

    那么,1Y、1Z 是什么意思呢?首先,20 納米相當于一根頭發絲直徑的三千分之一。在內存工藝進入 20nm 之后,由于制造難度越來越高,內存芯片公司對工藝的定義已經不是具體的線寬,而是分成了 1X、1Y、1Z,1X 工藝相當于 16~19 納米、1Y 相當于 14~16 納米,1Z 相當于 12~14 納米的級別。

    結語

    電子產品的進步是體積更小,性能更強,功耗更低。手機也概莫能外。因此小小手機,凝聚著芯片/內存的博大硬核科技!

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