內(nèi)存規(guī)格面臨的挑戰(zhàn)通常最終都歸結(jié)為，如何在保持低功耗的同時獲得更高的性能。對于低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率（LPDDR） DRAM更是如此，而隨著人工智能（AI）、邊緣運算和5G應(yīng)用的出現(xiàn)，其壓力越來越大。

JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會最近發(fā)布了LPDDR5標準的更新版本JESD209－5B，將內(nèi)存速度提高了33％，達到8533Mbps。JEDEC的JC－42．6低功耗內(nèi)存小組委員會主席Hung Vuong表示，他們專注于提高內(nèi)存性能、功率與靈活性，提高內(nèi)存速度是其中的一部分。最新版本JESD209－5B可提供更快的內(nèi)存速率和更高的效率，專門針對5G智能型手機，以及采用人工智能的高分辨率擴增實境（AR）／虛擬現(xiàn)實（VR）和邊緣運算。Vuong指出，除了移動設(shè)備，為其他應(yīng)用提供低功耗和高性能也極其重要。

這意味著更多的數(shù)據(jù)將在邊緣處理，而不是發(fā)送到中央云數(shù)據(jù)中心。Vuong說，「系統(tǒng)的整個架構(gòu)都在改變」。移動設(shè)備和邊緣運算都需要更多的內(nèi)存，但又不能讓功耗顯著增加，使用具有更大運算能力的無線接入點就不用將所有內(nèi)容都發(fā)送回云端了。

無論何種應(yīng)用，提高內(nèi)存速率都會對信號完整性產(chǎn)生影響，因此JESD209－5B更新版本還包括透過TX／RX均衡來改善信號完整性。不同的LPDDR應(yīng)用環(huán)境也對信號完整性提出了挑戰(zhàn)，Vuong說，“這完全取決于具體應(yīng)用。”對智能型手機來說比較容易，但對汽車或邊緣運算而言，挑戰(zhàn)就很大。“對于這類應(yīng)用，達到8．5Gb的速率會更加困難，因而可能不得不降低性能來運行，不過這取決于設(shè)計。”他說，“我們提供了一些機制，希望這些機制能滿足他們的需求。”

對于汽車等應(yīng)用，可靠性具有最高優(yōu)先級，因此JESD209－5B更新版的另一個關(guān)鍵特性就是自適應(yīng)刷新管理功能，該功能使內(nèi)存能夠在嚴苛的工作環(huán)境中（包括在極端溫度條件下）進行調(diào)節(jié)。“透過自我調(diào)整刷新管理，我們創(chuàng)建了一種機制來定義可靠性的等級。”Vuong說。利用該功能，主機或軟件能夠設(shè)置期望的設(shè)備可靠性等級，并滿足數(shù)據(jù)可靠性要求。“如果處于極端工作條件下，則可以將可靠性等級調(diào)高一點，這樣就不會丟失過多的數(shù)據(jù)。”他說，在手機或其他不重要的環(huán)境中，可靠性就可以降低一些。

美光一直致力于透過其LPDDR5內(nèi)存滿足汽車產(chǎn)業(yè)特殊的可靠性需求。2021年初，美光開始提供LPDDR5內(nèi)存樣品，該產(chǎn)品經(jīng)過硬件評估，可以滿足最嚴格的汽車安全完整性等級ASIL D標準（圖1）。LPDDR5內(nèi)存是其專為不同ADAS技術(shù)而設(shè)計的新內(nèi)存和存儲產(chǎn)品系列的一部分，這些ADAS技術(shù)可能會采用經(jīng)過功能安全評估的DRAM，包括自動緊急剎車系統(tǒng)、車道偏離警告、自我調(diào)整巡航控制和盲點檢測系統(tǒng)。這些技術(shù)均要求超低延遲及高可靠性，即使在非完全自主駕駛的車輛中也是如此。ASIL是由ISO 26262定義的汽車安全性等級，現(xiàn)在車輛中整合了越來越多的電子設(shè)備來實現(xiàn)系統(tǒng)對車輛的良好控制，因而對遵守ASIL安全分類等級的要求也更多了。

圖1：美光（Micron）最近開始提供LPDDR5內(nèi)存樣品。這款內(nèi)存經(jīng)過硬件評估，可以滿足最高等機的車輛安全完整性等級（ASIL）標準。由于車輛中整合了越來越多的電子設(shè)備，該產(chǎn)品可以實現(xiàn)系統(tǒng)對車輛的良好控制。

（來源：美光）

Vuong表示，LPDDR5標準的更新反映了對內(nèi)存帶寬的持續(xù)需求，無論哪種應(yīng)用，都會有更多的資料需要處理，以及更多的圖像和游戲需要壓縮。“隨著5G或人工智能的不斷發(fā)展，這一勢頭還將持續(xù)下去。”兩年之后，數(shù)據(jù)速率將會再次提高。“8．5Gbps的速率遲早會遭遇摩爾定律，達到極限，所以我們必須想出更好的辦法來傳送數(shù)據(jù)。”

第一版LPDDR5于2019年上半年發(fā)布，輸入／輸出（I／O）速率達到了6，400MT／s，比2014年發(fā)布的第一版LPDDR4速率（3，200MT／s）高一倍。LPDDR5的整個架構(gòu)經(jīng)過重新設(shè)計，包含一個16 Bank（存儲庫）可程序設(shè)計多頻率架構(gòu)，還導(dǎo)入了兩個使用命令的新操作，減少了數(shù)據(jù)傳輸，改善了系統(tǒng)功耗。

12Gb LPDDR5移動DRAM在三星宣布12GB LPDDR4X量產(chǎn)幾個月之后即問世，真對運作人工智能應(yīng)用的5G高階智能型手機（圖2）。新標準頒布后，三星迅速開始量產(chǎn)12Gb LPDDR5移動DRAM。作為三星12GB封裝系列的一部分，該款LPDDR5據(jù)稱每秒可傳輸44GB數(shù)據(jù)（相當于12部全高畫質(zhì)電影），功耗降低了30％。