LPDDR5 风起于小米10,小米10将领导国产手机使用LPDDR5的潮流

Saneperson
楼主 (虎扑)
公元2020年2月13日小米10系列手机的发布把一个词带火了:LPDDR5。 在小米10系列手机发布后,第一时间为大家送上了小米10 Pro手机的评测。不过在评测中,关于LPDDR5的内容我们还没有展开去说。 本文计划分为上、下两篇。第一篇和大家聊一些DRAM的基础科普,第二篇重点谈一谈DRAM存储国产化的过去和现在。 一、你要先了解什么是DRAM 首先我们需要搞清楚内存大概有哪些种类。 《内存标签上这串数字,暗藏了内存工作的“秘密”》这篇文章里,我们知道了,内存就是CPU工厂和硬盘数据之间数据传输的“临时仓库”。而经过这些年的发展,内存的分类大概是这样的: 可以看到,LPDDR内存就是SDRAM的一种,或者说就是DDR的低功耗版。所以要弄清楚LPDDR,我们需要先了解什么是DDR。 DDR严格的全称是DDR SDRAM,所以很显然,它也是SDRAM的一种。 那么SDRAM是什么?这就要从DRAM说起了(手动捂脸)。 DRAM,通俗地说,其实就是内存存储数据的一种方式,它通过给电容充电,然后计算电容里面的电位差,转换成1、0、1、0、1、0……这样的二进制信号。 这些二进制信号,也就是数据的本质形态。 实际运作的时候,电容在充满电的时候可能会出现漏电等情况,所以充满之后需要放电,用的时候再充满电,持续进行这种充电、放电的动作,是动态的。 DRAM的“D”就是Dynamic(动态)的意思。 SDRAM又是什么呢?我们知道,CPU的工作频率通常都是以GHz为单位的,而内存的工作频率是主要还是MHz的水平。也就是说,CPU的工作频率远高于内存。 频率差别大,CPU和内存怎么协调工作呢?这就是SDRAM存在的意义。它的意思就是在CPU和内存之间形成一个同步的机制,保证在指定的时间周期里,CPU一定能够从内存拿到数据,不需要等待,也提高了存储速度。 SDRAM的“S”就是同步(synchronous)的意思。 到底怎么同步呢?不妨简单说明一下。还是要联系IT之家之前《内存标签上这串数字,暗藏了内存工作的“秘密”》这篇文章。 当时我们说,内存颗粒中数据是以Bank的方式存在的,Bank就像库房里的储物架。 以前DRAM时代一个库房里只有一个储物架,CPU来要数据的时候,如果这个储物架在忙,CPU就得等待。 SDRAM里,储物架变成了两个或者两个以上,这样,CPU来要数据的时候,如果一个储物架在忙,另一个储物架就可以站出来给CPU调配物资。 如此,CPU就不需要等待,也就等于提高了速率。 下面就到DDR了。DDR的意思是“Double Data Rate”,也就是双倍速率。 从上面这张图可以看到,之前SDRAM在一个时钟周期里只做一次数据存取,而DDR在一个时钟周期里可以做两次数据存取,分别是在上升沿和下降沿,这样也就实现了两倍速率。 这就是DDR。 基于这些,LPDDR也就很容易理解了。 二、LPDDR的演进之路 LPDDR的全称是Low Power Double Data Rate SDRAM,又称为mDDR(Mobile DDR SDRAM),是美国JEDEC固态技术协会面向低功耗内存而制定的标准。 LPDDR以低功耗和小体积著称,专门用于移动式电子产品。 除了低功耗,LPDDR的发展过程也是不断吸纳新技术和新特性的过程。 第一代LPDDR和DDR没有太多不同。第二代LPDDR标准在2010年发布,相比第一代LPDDR更节能,同时引入了闪存和SDRAM共用接口的设计,好处是降低了控制器的引脚数。 另外,LPDDR2还提高了支持的内存容量以及其他性能的提升,例如额定频率为100—533MHz,数据位宽为x8、x16和x32,有2bit和4bit两种。 采用LPDDR2内存的手机,老读者们可能还有印象,例如三星Galaxy S2、iPhone 5等。 ▲三星Galaxy S2,图自:wikimedia LPDDR3标准在2013年发布。它引入了一些新技术。 第一种叫做写入均衡与指令地址调用,这个技术主要是保证内存高速运行的同时,还能维持数据传输的稳定不出错。 第二种叫做片内终结器(ODT)技术,这是个可选技术,可以在提高内存信号稳定性的基础上 节省不少电器元件。 另外,LPDDR3的整体性能相比LPDDR2也有飞跃,额定频率可以达到667-800MHz。不过功耗控制方面表现不太出色。 采用LPDDR3内存的典型机型包括小米手机3、三星Galaxy Note 4、iPhone 6等。 ▲小米手机3,图自:wikimedia LPDDR4标准发布于2014年,它有两个主要特性:两倍数据速率和低功耗。 在LPDDR4上,芯片设计方式已经由之前的单通道演进为双通道,在电路上也优化了数据(DQ)信号和地址(CA)信号的位置,让走线长度变短,缩短了数据信号的传送距离,从而减小时延。总之就是让数据传输速率更快。 速率大涨后,需要进一步控制功耗。LPDDR4还采用了一种叫LVSTL的低功耗接口设计技术。这个技术具体也比较专业,不需要大家理解,它就是可以让电压摆动的幅度可控制,并且在理想状态下不需要直流电平,从而进一步控制功耗。LPDDR4的数据传输速率可以达到LPDDR3的2倍,功耗却只有它的一半。 采用LPDDR4内存的手机如三星Galaxy Note 5、iPhone 6s、华为P9系列等。 ▲iPhone 6s,图自:Pexels 2016年公布的LPDDR4X可以看做是LPDDR4的一个省电优化版本。这也是LPDDR5之前那段时间主流中高端手机上采用的内存,例如魅蓝X、三星Galaxy Note9、小米6、iPhone XS等等。 ▲iPhone XS 最后来说小米10手机采用的LPDDR5的内存。LPDDR5内存标准是JEDEC在2019年2月份确定的。 关于LPDDR5内存的优势,其实小米一众高管在预热小米10的时候已经不遗余力地给大家科普过了,IT之家当时也进行了密切报道。 相比LPDDR4X,LPDDR5的关键在于重新设计了架构,采用16Banks可编程和多时钟架构。 16Banks的架构,也就是小米宣传的“Bank Group架构”,可以让器件内部增加更多的并行数据通路,增加了数据带宽,提升了性能。 多时钟架构的意思是,LPDDR5可以根据工作频率动态调节工作电压。LPDDR4X在高速工作时需要一直保持高时钟频率,而LPDDR5平时时钟频率可以控制在800MHz,在数据有读写操作时,会冲到最大工作频率,当读/写工作停止时,则会回落,从而降低功耗。 另外,LPDDR5还引入了Data-Copy和Write-X两个新的指令。 其中,Data-Copy指令的意思是,LPDDR5可以将单个I/O引脚上传输的数据复制到其他I/O引脚,提升数据传输的效率。 而Write-X指令可将全1或全0信号写入到特定地址,不用将数据从SoC发送到LPDDR5内存上,从而可以降低整个系统的功耗水平。 其实就是六字真言:提速率,降功耗。 LPDDR从第一代到第五代的演进路线,通过一张表格的形式呈现给大家: 从表中的数据,结合前面的介绍,看得出LPDDR5相比LPDDR4X,无论在性能还是功耗上,确实会有明显更好的表现,对于它在更多智能手机上的普及,以及在5G时代的表现,值得期待。 it之家

虎扑JR2106059953


Saneperson
引用 @虎扑JR2106059953 发表的:

忘了,华为现在支持不了ddr5,噗

靡不有初Eagle
哥们正规军啊...坐办公室的吗

小豆子李子璇
供应链的功劳也成小米的了?

Distevia
引用 @Saneperson 发表的:
忘了,华为现在支持不了ddr5,噗

呵呵,华为还是不要盼ddr5了,能不能想想怎么活过2月28号吧。过了那一天,小米就会逐步向国内第一的位置进发,而华为,就会沦落到国内三线厂家,如果联发科愿意给华为卖货的话

KXO205
引用内容被灭过多已被折叠

?我寻思华为对国家贡献也不小吧。这么希望华为不行?

山东鲁能泰山V


永远失我科
说实话跟小米没关系!他不上别的厂商也会上!都是供应链

卡尔围裙
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亲兄弟啊,吃屎都要组队一起。
笨笨的婧婧
哦,就是那个综合省电0.1w的ddr5吗?太惨了

rayallen342321
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拿钱办事这也是过时的百家号了啊,能拿到钱了吗还?

拉风的名字肯定被抢了
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dis狗真是闻着味就来了。

漠o狼
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燕雀安知鸿鹄之志哉

拉风的名字肯定被抢了
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这狗b一直这样。逮着机会就踩国产,没有机会创造机会也要踩。

钢铁宅男s
引用内容被灭过多已被折叠

小米也不支持啊,是高通支持

索尼有限公司前CEO平井一夫
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我寻思着这不是美国禁止供应商给华为供货的原因吗?镁光当初第一个对华为断供,这有什么办法?

永远都爱大长腿
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?

有点想念罗老师了

德里克罗斯闪转腾挪后一飞冲天
引用 @靡不有初Eagle 发表的:
哥们正规军啊...坐办公室的吗

这种大篇图文的是不是比直接开帖吹开帖带节奏的工资高好几倍啊。。

Saneperson
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?

华为的gpu加速早被拆穿是骗人的

东方大仲马
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?

amd用hbm规格的内存都一两年了,简直把ddr5吊起来锤,都没见amd吹的这么厉害。。。
小米就用了个ddr5,都快吹成自己是内存规格的制定者了。。。
雷军要是去amd当ceo,我觉得amd能把英特尔加英伟达吊起来打。。

路过的一只猫丶
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我甚至怀疑这是🎣的

司木展
苹果也被小米领导潮流了吗?@Saneperson
爱吃什么吃什么
这哥们老数码专家了,工作就是带节奏

背负守护的誓言
我寻思着这玩意不是865手机标配的吗

LAKER科比KOBE
难道不是供应链技术成熟了🐩

lfhstonestar
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你的意思想表达那么多研发人员都没你强呗,啥资本啊,风大不怕闪着舌头!

晨啦咯啦咯啦咯
引用 @笨笨的婧婧 发表的:
哦,就是那个综合省电0.1w的ddr5吗?太惨了

怎么可能0.1w。。。相比上一代。电压最多低零点几伏就上天了,电流问呢可能那么高。

河上小船
引用 @德里克罗斯闪转腾挪后一飞冲天 发表的:
这种大篇图文的是不是比直接开帖吹开帖带节奏的工资高好几倍啊。。

你回复的这个eagle也不是什么好东西。。看看历史记录

虎扑用户339641
小米10Pro的随机写入为206MB/s,随机读取为215MB/s。华为mate30Pro5G随机写入为265MB/s,随机读取为213MB/s。

小米10Pro的持续写入为728MB/s,持续读取为1610MB/s。华为mate30Pro5G持续写入为399MB/s,持续读取为1723MB/s。

用了LPDDR5的小米10PRO只在持续写入比华为Mate 30 Pro快,剩下持续读取 随机写入
随机读取都不如 华为Mate 30 Pro,请问这样整合出来的机器怎么提供比华为Mate 30 Pro快的体验?打开图片,打开APP,玩游戏靠的是随机读写,华为Mate 30 pro稳压小米10 Pro, 大文件拷贝,如果是拷贝大文件到小米10 Pro, 小米10 pro肯定稳压华为Mate 30 pro,但大文件读取,Mate 30 pro肯定稳压小米10 Pro

整体来看还是Mate 30 pro运行速度要稳压小米10 Pro,除了抢到的第一LPDDR5手机称号。。。
楚狂人119
引用 @永远都爱大长腿 发表的:
有点想念罗老师了

老罗正在抓紧挣钱还债中,希望龙哥再度杀回手机圈

用户1689092357
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?

你这个图真的牛逼,把前后两段话刨掉中间的留下了前后的。。真当别人没看过这场采访吗

虎扑用户732483
他们的逻辑就是小米如果不用,友商是不会跟进的。

真心不好用
引用 @东方大仲马 发表的:
amd用hbm规格的内存都一两年了,简直把ddr5吊起来锤,都没见amd吹的这么厉害。。。
小米就用了个ddr5,都快吹成自己是内存规格的制定者了。。。
雷军要是去amd当ceo,我觉得amd能把英特尔加英伟达吊起来打。。

准确来说,AMD第一次用HBM显存是2015的R9 Fury系列显卡,距今已经五年了。但是人家AMD从来没有拿HBM去攻击老黄的当时的GDDR5显存。

虎扑用户126104


虎扑用户433715
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?

没了龙哥,手机圈都没意思了,真的!

笨笨的婧婧
引用 @晨啦咯啦咯啦咯 发表的:
怎么可能0.1w。。。相比上一代。电压最多低零点几伏就上天了,电流问呢可能那么高。

看我的发帖,有科普,0.1w真的不大,麒麟810这种非常省电的u,一个大核也有1w多

宁波第一老实人
多少工资啊,老哥

靡不有初Eagle
引用 @德里克罗斯闪转腾挪后一飞冲天 发表的:
这种大篇图文的是不是比直接开帖吹开帖带节奏的工资高好几倍啊。。

这种可能是按热度按帖拿钱

兔吧是冠军
引用 @永远都爱大长腿 发表的:
有点想念罗老师了

机圈(juan四声)无老罗,lwb称大王。

Distevia
引用 @卡尔围裙 发表的:
亲兄弟啊,吃屎都要组队一起。

ddr5都是屎的话友商的ddr4是什么?还有比屎更低级的吗

东方大仲马
引用 @兔吧是冠军 发表的:
机圈(juan四声)无老罗,lwb称大王。

🐷我就想看罗老师和卢伟冰对线,看看谁更牛逼

fjnjyh
引用 @东方大仲马 发表的:
amd用hbm规格的内存都一两年了,简直把ddr5吊起来锤,都没见amd吹的这么厉害。。。
小米就用了个ddr5,都快吹成自己是内存规格的制定者了。。。
雷军要是去amd当ceo,我觉得amd能把英特尔加英伟达吊起来打。。

大胆点,雷军要是那啥岂不是

如果大雄没有哆啦A梦
引用 @虎扑JR2106059953 发表的:

楼主知名id了,他还是个果粉。

如果大雄没有哆啦A梦
引用 @永远失我科 发表的:
说实话跟小米没关系!他不上别的厂商也会上!都是供应链

小米每次开发布会,把供应链的技术吹的天花乱坠,搞的好像自家研发的一样。一个奥氏体不锈钢吹成了10页PPT,这就是营销,永远要把钱花在最值得花的地方!

虎扑JR1355323337
葫芦娃风起于小米 以后肯定会普及开来

GalaxyAHua
引用 @小豆子李子璇 发表的:
供应链的功劳也成小米的了?