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LPDDR4 vs DDR4 vs LPDDR4x: ¿Cuál es mejor?

LPDDR4 es el equivalente móvil de la memoria DDR4. En comparación con DDR4, ofrece un consumo de energía reducido a costa del ancho de banda. LPDDR4 tiene canales duales de 16 bits lo que da como resultado un bus total de 32 bits por DIMM. En comparación, DDR4 presenta un canal de 64 bits por DIMM. LPDDR4 compensa esto al adoptar una captación previa más amplia de 16n para un total de (16 palabras x 16 bits) 256 bits/32 bytes por canal y el doble para ambos canales combinados.

DDR4, por otro lado, tiene dos bancos de captación previa de 8n por canal transferir datos hacia y desde los controladores a la vez. Las dos rutas están separadas y pueden ejecutar dos captaciones previas 8n independientes. Esto se hace usando un multiplexor para multiplexar por división de tiempo sus bancos internos. Esto da como resultado un total de 8 palabras x 64 bits = 512 bits (64 bytes) por ciclo para cada grupo.

En comparación con DDR4, LPDDR4 ofrece un consumo de energía reducido, pero lo hace a costa del ancho de banda. LPDDR4 tiene canales duales de 16 bits que dan como resultado un bus total de 32 bits. En comparación, DDR4 tiene canales de 64 bits.

LPDDR4 también tiene una longitud de ráfaga más flexible que va de 16 a 32 (256 o 512 bits, 32 o 64 bytes), aunque mayoritariamente se utiliza 16 BL. DDR4, por otro lado, está limitado a una longitud de ráfaga de 8 por ciclo (128 bits o 16 bytes), aunque cada banco puede realizar transferencias adicionales.

Para comprender qué significa longitud de ráfaga, debe saber cómo se accede a la memoria. Cuando la CPU o el caché solicitan nuevos datos, la dirección se envía al módulo de memoria y la fila necesaria, luego se ubica la columna (si no está presente, se carga una nueva fila). Tenga en cuenta que hay un retraso después de cada paso.

Después de eso, toda la columna se envía a través del bus de memoria en ráfagas. Para DDR4, cada ráfaga fue 8 (o 16B). Con DDR5, se ha aumentado hasta 32 (hasta 64B). Hay dos ráfagas por reloj y ocurren a la velocidad de datos efectiva. Además, al igual que LPDDR4, DDR5 tiene dos canales de 32 bits por DIMM para un total de cuatro canales en una configuración de DIMM dual. La captación previa y BL también se han aumentado a 16. Esta cifra es ideal ya que cada línea de caché en la memoria tiene el mismo tamaño.

Este diseño hace que LPDDR4 sea mucho más eficiente en términos de energía en comparación con la memoria DDR4 estándar, lo que la hace ideal para usar en teléfonos inteligentes con tiempos de espera de batería de hasta 8 a 10 horas. La RAM LPDDR4 de Micron supera el estándar con un reloj de 2133 MHz para una tasa de transferencia de 4266 MT/s, mientras que Samsung le sigue poco después con un reloj de 1600 MHz y una tasa de transferencia de 3200 MT/s. Además, como puede ver en las tablas a continuación (de Wikipedia), LPDDR4 (1.1v) tiene un voltaje mucho más bajo que DDR4 (1.3v) a pesar de presentar relojes de bus de E/S similares o superiores.

RDA
LPDDR
Fuente

Finalmente, está la cuestión de los bancos de memoria. Una vez más, LPDDR4 está optimizado para bajo consumo de energía sobre el rendimiento, mientras que lo contrario es cierto para la memoria DDR4. Mientras que la memoria DDR4 se compone de grupos de 16 bancos, cada uno de los cuales contiene cuatro bancos de memoria individuales, Los DIMM LPDDR4 y LPDD4X tienen un total de ocho bancos de memoria por canal, lo que da como resultado un recuento total de dieciséis (16 bits x 2). LPDDR5 adopta una estructura similar a DDR4, pero esa es una discusión para otro momento.

LPDDR4 vs LPDDR4X: ¿Cuál es la diferencia?

Similar a cómo DDR5 reduce el voltaje y el consumo de energía, LPDDR4X hace lo mismo. Eso reduce el voltaje de E/S en un 50% (1.12 a 0.61v)lo que reduce en gran medida el consumo de energía tanto para la memoria como para los controladores de memoria.

Además, LPDDR4X aumenta el ancho de banda de 3200MT/s a 4266MT/s (sin CO). Este es el resultado de un reloj de bus de E/S más rápido (1600 MHz a 2134 MHz) y una matriz de memoria (200-266,7 MHz). El bus de comando y dirección se ha retenido con 6 bits de espacio SDR. Finalmente, ocupa menos espacio en el chip y un solo paquete puede constar de hasta 12 GB de DRAM. La desventaja es que LPDDR4X no es compatible con versiones anteriores de LPDDR4. Incluso si un dispositivo es compatible con una memoria LPDDR4 más rápida, es posible que no funcione con LPDDR4X.

LPDDR4/LPDDR4x frente a LPDDR5 frente a DDR5

LPDDR5 es incluso más eficiente energéticamente que LPDDR4 y LPDDR4x. Gracias al uso de Dynamic Voltage Scaling (DVS), ajusta el voltaje y a su vez la frecuencia de la memoria según la carga. Me gusta LPDDR4/4x, LPDDR5 también cuenta con canales duales de 16 bits, así como una longitud de ráfaga de hasta 32 (principalmente 16).

DDR5, por otro lado, presenta dos canales de 32 bits por DIMM (DDR4 tiene uno de 64 bits por canal), con una longitud de ráfaga y captación previa de 16n por canal (DDR4 tenía la mitad). Tanto DDR5 como LPDDR5 admitirán velocidades de hasta 6400 Mbps según el estándar JEDEC, aunque no las veremos con la primera ola de módulos. LPDDR5 también aumenta la densidad hasta 32 Gb por canal con voltajes operativos tan bajos como 1,05/0,9 V para VDD y 0,5/0,35 V para E/S.

DRAM LPDDR5 DRAM LPDDR4
Tamaño del dispositivo 2 Gb a 32 Gb (por canal) 4, 8 y 16 dispositivos de banco Tamaños de página de 1k, 2k y 4k 2 Gb a 16 Gb (por canal) 8 dispositivos de banco 2k tamaños de página
Velocidad Hasta 6400Mbps Hasta 4266Mbps
Voltaje Conjunto de DRAM de 1,8 V Núcleo de 1,05 V/0,9 V 0,5 V/0,3 VI/O Conjunto de DRAM de 1,8 V Núcleo de 1,1 V 1,1 V / 0,6 VI/O

Gracias al uso de Dynamic Voltage Scaling (DVS), LPDDR5 puede admitir dos modos de voltaje: 1,05 V (C) y 0,5 V (I/O), mientras opera a frecuencias más altas y 0,9 V (C) y 0,3 V (I/ O) mientras opera a frecuencias más bajas.

Las funciones de LPDDR5 incluyen una nueva arquitectura de reloj escalable para el reloj de comando/dirección (C/A) (CK) para permitir un cierre de tiempo SoC más fácil, y la mayoría de las funciones de DDR5, como el ecualizador de retroalimentación de decisión (DFE), la función Write X para ahorrar energía. y enlace ECC para mejorar el canal de memoria RAS.

Por último, LPDDR5 también tiene una estructura bancaria más flexible. Mientras que DDR5 incluye 32 bancos, su variante móvil puede variar de 4 a 16 bancos, con hasta cuatro grupos de bancos (aunque 1-2 es la norma). En general, LPDDR5 mejora la eficiencia energética, junto con la frecuencia y el ancho de banda de la memoria móvil, al mismo tiempo que conserva la flexibilidad por la que se conoce a LPDDR4/LPDDR4x.

MasterNova

Ingeniero de informática y un apasionado de la tecnología, Gaming de nacimiento

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