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【文/ 科工力量專欄作者 陳辰】

日前，三星、小米發布了各自最新的年度旗艦Galaxy S20和小米10系列。與以往有所不同，LPDDR5這一內存竟成為兩款手機“吹爆”的賣點。其中，小米各高管在微博上密集對LPDDR5進行營銷和“科普”。而三星也早已開始預熱，并搶在小米10前一天“全球首發”LPDDR5。

2月12日凌晨，三星在美國舊金山發布Galaxy S20系列時宣傳LPDDR5。

相對上一代際的LPDDR4x內存，LPDDR5在速率、功耗和性能等方面著實有較大提升。鑒于此，LPDDR5曾被多家企業高管和媒體稱為“5G時代旗艦機的標配”。而目前，全球僅有三星、美光、SK海力士進入LPDDR5領域競爭角逐，且均已陸續進入1Znm DRAM技術階段。

在中國三大存儲基地中，福建晉華曾受美國“實體清單”制裁，DRAM項目至今處于停擺狀態；長江存儲去年剛剛重建DRAM事業群，正大肆“招兵買馬”，計劃5年內量產；合肥長鑫暫時成為“獨苗”，實現了8Gb DDR4量產，預計今年下半年制造LPDDR4x，LPDDR5則尚在規劃中。

合肥長鑫存儲Fab1工廠 圖源：新華社

LPDDR5是什么？

首先，先來看下LPDDR5是什么。LPDDR屬于DDR SDRAM的一種，全稱Low Power Double Data Rate，是美國JEDEC固態技術協會（JEDEC Solid State Technology Association）面向低功耗內存而制定的通信標準。LPDDR5代表第五代通信標準。

LPDDR以低功耗、小體積著稱，主要應用于移動端電子產品（如16GB+512GB的前者）。從十余年前誕生至今，這個協議隨著技術的演變和產品需求進行升級和革新。到目前的LPDDR5，LPDDR內存產品應用場景和定制需求等方面出現了明顯代差。

其中，最常見的智能手機等基本會應用最新標準的LPDDR產品，即LPDDR4或是LPDDR5；至于對性能需求不太高的汽車內嵌存儲、智能硬件內置存儲，以及連接固定電源的臺式機等場景，則可能會應用成本更低的LPDDR4、LPDDR3等。

2019年2月，JEDEC協會正式發布LPDDR5全新低功耗內存標準。相較于LPDDR4標準，LPDDR5的I/O速度從3200MT/s提升到6400MT/s，速度直接翻番。如果匹配高端智能機常見的64bit BUS，每秒可以傳送51.2GB數據；若匹配PC的128bit BUS，每秒可突破100GB數據。

JEDEC協會認為，LPDDR5有望對下一代便攜電子設備(手機、平板)的性能產生巨大提升，為了實現這一改進，協會標準對LPDDR5體系結構進行了重新設計，轉向最高16 Bank可編程和多時鐘體系結構。考慮到汽車等相關市場需求，LPDDR5引入了鏈路ECC糾錯功能。

此外，LPDDR5引入了數據復制(Data-Copy)和寫X(Write-X)兩個減少數據傳輸操作的命令來降低整體系統功耗。前者可以將單個陣腳的數據直接復制到其它針腳，提升數據傳輸的效率，后者則減少了SoC和RAM傳遞數據時的耗電。

圖源：美光，下同

具體而言，LPDDR5較上一代際的LPDDR4x有較多方面優勢。首先，LPDDR4x僅支持Single Bank Group，而LPDDR5支持多Bank Group模式。更多的Bank Group相當于數據傳輸從單車道變為多車道，增加更多的并行數據通路，提升數據傳輸帶寬。

得益于多Bank Group模式，與上代LPDDR4x相比，LPDDR5的數據傳輸速率從4266Mbps提升至5500Mbps，傳輸帶寬從34GB/s提升到了44GB/s，這是人類歷史目前最高速率的內存規格。未來，這一速率還將分別達到6400Mbps、51.2GB/s，提升50%之多。

另外，LPDDR4x器件在高速工作時，時鐘為2133MHz，且需要一直保持這樣的狀態。而LPDDR5器件修改了這一設計，時鐘只有800MHz。當讀/寫工作停止時，達到最大工作頻率的WCK信號也會停止，從而降低功耗。同時在低速工作狀態，LPDDR5也可切換至更低的電壓。