memory

DDR

内存分类 传输带宽
DDR "DDR 266 2.1 GB/s
DDR 333 2.6 GB/s
DDR 400 3.2 GB/s"
DDR2 533 4.2 GB/s
DDR2 667 5.3 GB/s
DDR2 800 6.4 GB/s"
DDR3 1066 8.5 GB/s
DDR3 1333 10.6 GB/s
DDR3 1600 12.8 GB/s
DDR3 1866 14.9 GB/s"
DDR4 2133 17 GB/s
DDR4 2400 19.2 GB/s
DDR4 2666 21.3 GB/s
DDR4 3200 25.6 GB/s"
DDR5 4800 38.4 GB/s
DDR5 5200 41.6 GB/s
DDR5 5400 43.2 GB/s
DDR5 5600 44.8 GB/s
DDR5 6000 48.0 GB/s
DDR5 6400 51.2 GB/s"

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LPDDR

面向AI的手机面临内存带宽瓶颈问题,所以一般采用最新的LPDDR技术。

基于高通8gen3平台或MTK 9300平台的SoC,一般采用LPDDR5X,即4800MHz的LPDDR5内存,标称内存带宽是76.8GB/s,实际可以达到60GB/s。 基于高通8gen4平台或MTK 9400平台的SoC, 一般采用LPDDR5X plus,即5333MHz的LPDDR5内存,标称内存带宽是85.3GB/s,实际可以达到xxGB/s。

soc memory

LPDDR5标准中,一个通道是16根(差分对,下同)线,一般手机用64根线,即4通道。单根线的数据率是9600Mbps(对应4800MHz),总带宽是9.6GT/s * 8 bytes/T = 76.8GB/s。

LPDDR6单根线可达14.4Gbps, 对应频率应该是7200MHz。但是比较不同的是,LPDDR6一个通过是24根线的,这个数儿无法被64整除。合理的猜测是手机会用2通道(48根)或3通道(72根)。

这样总的带宽应该是14.4GT/s * 6 bytes/T = 86.4GB/s或 14.4GT/s * 9 bytes/T = 129.6 GB/s。如果是后者的话,带宽是LPDDR5X的1.69倍,是LPDDR5X plus的1.51倍。

参数资料

三星

在三星官网上查LPDDR5X的芯片,看到的结果如下:

解读了下这里的数据: 第一列是型号 第二列是density,就是一片有多大容量,64Gb就是8GB。32Gb就是4GB,就比较少。 第三列是封装形式。 第四列是最大的数据率,即数据引脚上的数据输出速度。这个数乘以第七列的位宽就是理论最大带宽。9600Mbps + x64就是76.8GB/s。 第五列是电压,LPDDR5X有输入电压,依次是VDD1, VDD2H, VDD2L和VDDQ。 第六列是温度范围。 第七列是量产还是样片,这里我筛选了量产的。

美光

从网上找到一个镁光的lpddr5x的芯片手册: Micron芯片手册 面里看到的额外信息:

位宽:x32位宽的版本实际上是2 channel x 16,x64也是4 channel x 16。 Rank数:里面有单rank和2 rank的,两rank可以认为是一个通道里接了两颗芯片,通过片选来区别,这样的好处时总bank数多了,实际效果上的page变大了,会对时延有帮助。

可以看到并是多少channel就多少个die,也可能一个channel是两个die组在一起的。

bank/bank group: 有些芯片是8 bank, 16 bank,但是没有分成多个bank group的。 Page size: 差别比较大,有1K的也有4K的。 这个手册里没提及CL等参数,所以对访存时延很难判断。问千问,千问说LPDDR5X 9600MT/s的CL一般为48~64,单位是tCK,9600MT/s时,tCK是1/4800M秒,约0.2083ns,所以CL时延约为10~13ns。它还给了个表: 从表上看,CL按ns算的值其实没太大变化,都是10~15ns左右。这跟知乎上一个同学说的是一致的,即CL从时延上几乎没有变,频率快了,CL的值就变大了。

电源与功耗

LPDDR5X有四个power rail。VDDQ是外围电路。VDD2L也是外围电路。VDD2H和VDD1主要是在bank上。

现有方案中,VDD2L和VDD2H的分离已经能带来一些功耗下降。镁光提了一个更低VDD2H的方案,能进一步降低功耗8%左右。 How does voltage scaling enable LPDDR5X to deliver efficient AI user experiences? | Micron Technology Inc.这个大概是能将VDD2H从1.060V 降到 0.98V。

UFS

UFS 4的理论带宽是4GB/s,它有2个lane(差分线对),单个差分线对速度是23.2GT/s(不算头部开销理论传输速度是5.8GB/s).

现在市面上的手机一般采用UFS 4.0。存储访问带宽与介质有关,与容量(内部bank个数)也相关。目前已知最快的实际速度为3.8GB/s。

UFS 4.1理论上可以达到8GB/s,本质上就是4 lane的UFS 4。

UFS 的jedec网址是:https://www.jedec.org/sites/default/files/docs/JESD220.pdf