东芯:从DDR3到LPDDR4(X),看产品细分差异优化发展

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DDR从诞生开始,就由于其在时钟上升沿和下降沿均可进行数据传输,相较之前SDR单边传输,以double date rate的速率优势,极大提高了带宽,逐步成为最主流的DRAM产品。伴随对传输速率及性能不断提高的市场需求,更高的频率要求更精确的双边采样,移动互联网时代更低功耗的产品需求对电源/接口等设计都有着新的挑战。DDR也就因此的逐代发展起来了。

DDR1/DDR2目前已基本退出主流市场,所以我们从DDR3开始,从上述方面看下DDR3/DDR4/LPDDR4(X)之间的区别。

1.时钟频率

DDR3:在533Mhz到1067Mhz之间,也就是1066Mbps到2133Mbps。

DDR4:一般1066Mhz起步,高达2133Mhz。

LPDDR4(X):一般也是这个范围,因其为低功耗产品,所以目前主要应用1866Mhz及2133Mhz

2.电压

DDR3:标准电压是1.5V,低电压版本是1.35V。

DDR4:标准电压是1.2V,

            有高频内存条电压为1.35V。

LPDDR4:VDD1是1.8V,

                VDD2和VDDQ均为1.1V。

LPDDR4X:VDD1是1.8V,

                  VDD2是1.1V,

                  VDDQ电压更低至0.6V。

LPDDR4X可以视为LPDDR4的更节能优化版本。它具有与LPDDR4相同的频率,带宽。它将I / O电压降低近了50%(1.1至0.6V),从而大大降低了存储器以及存储器控制器的功耗,总功耗降低约10-20%

更低的电压不仅功耗和发热会有所下降,稳定性也会提升不少。功耗降低除了和供电电压有关,更重要的是以相关的接口设计得以实现。

3.内部访问

如何满足越来越高速的外部时钟需求?

这就是prefetch概念,这个在SDR时代没有,因为那时的单边低速不需要内部prefetch。

DDR1:需要提前并行的取2bit数据,后转成串行以满足外部的高速传输。

DDR2:需要4bit。

DDR3/DDR4:需要8bit,突发长度也为8 或chop 4(只取用一半的数据)。

LPDDR4(X):预取宽度更宽为16,而突发长度为16或32。

读取数据时并转串的概念可参见上图所示

4.容量

各代DDR的颗粒及内存条最大容量正在变大

DDR4在使用了3DS堆叠封装技术后,单条内存的容量最大可以达到DDR3产品的8倍之多。

举例来说:

目前常见的DDR3大容量内存单条容量为8GB(单颗芯片512MB,共16颗),而DDR4则完全可以达到64GB,甚至128GB。

LPDDR4X命令和地址总线已保留有6位SDR空间,它占用的片上空间更少,单个封装最多可以包含12GB的DRAM。

可参考上表各代LPDDR涉及到的主要区别

虽然目前市场已向速率更快技术更先进的DDR5/LPDDR5发展,但LPDDR4(X)仍然在不少应用中的占据主流市场,甚至DDR3因兼容性等因素依然也有自己的应用机会,受供需关系影响,有时DDR3的价格还会高于DDR4等。

所以,作为国产存储芯片设计企业,东芯半导体在追赶国际领先大厂的同时,也是稳扎稳打,从DDR3开始,目前即将推出LPDDR4X系列的DRAM产品。以下是东芯半导体DRAM产品简要,具体的产品信息和应用,敬请持续关注东芯半导体公众号及网站的相关更新(点击下方小标题查看产品详情)。

·  DDR3(L)·

东芯的DDR3(L)产品具备高传输速率以及低工作电压。可提供1.5V/1.35V两种电压模式,具有标准SSTL接口、8n-bit prefetch DDR架构和8个内部bank的DDR3 SDRAM,是主流的内存产品。在网络通信,消费电子,智能终端,物联网等几乎所有电子产品领域都有广泛应用。

· LPDDR1/2/4X ·

东芯的LPDDR系列产品具有LPDDR1, LPDDR2, LPDDR4X三个系列。LPDDR1的核心电压与IO电压均低至1.8V,LPDDR2的VDDCA/VDDQ低至1.2V,LPDDR4X的VDDQ更低至0.6V,因此非常适合应用在各种移动设备中。LPDDR系列产品将广泛应用于可穿戴/遥控设备等便携式产品。

东芯,为日益发展的存储需求提供高效可靠的解决方案。

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责编: 爱集微
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