内存条笔记：从台式机DDR1到手机红牌LPDDR4X与LPDDR5
Author：zhoulujun Date：
Double Data Rate(双倍数据速率)，简称DDR，它代指一种内存类型——即我们常用的电脑内存；DDR4的4，则代表是第4代内存：
DDR的相关规范由JEDEC制定(JointElectronDeviceEngineeringCouncil)，JEDEC是一个全球性的固态技术协会组织，为半导体产业制定标准。
DDR的开发是从1996年开始，对应JEDEC的规范JESD79于2000年发布。
JEDEC规范由两部分组成，一个是针对memorychip，另外一个是memorymodule。
当然，随着RDIMM，LRDIMM的兴起，JEDEC相对应的制定出了RCD和DataBuffer的规范。
JEDEC的SDRAM规范，也就是JESD79系列,这里大家需要注意的是这个规范是针对DRAM芯片的，而不是内存条。
JEDEC网站上去下载相对应的规范，规范最后面的字母代表版本，比如JESD79-4C的C就代表目前针对DDR4SDRAM的规范的版本是C。而JESD79后面的数字就代表了是DDR第几代。目前JEDEC网站上针对DDR5SDRAM的规范还在制定当中，如果继续按照这个命名规律的话，应该是JESD79-5。
| Name | Doc |
| DoubleDateRate(DDR)SDRAM | JESD79F |
| DDR2SDRAMSpecification | JESD79-2F |
| DDR3SDRAMStandard | JESD79-3F |
| DDR4SDRAM | JESD79-4C |
| DDR5:JEDECDDR5standardincurrentlyindevelopment | NA |
下面这个表列举了JEDEC规范从DDR到DDR5的主要变化
| Feature/Option | DDR | DDR2 | DDR3 | DDR4 | DDR5* |
|---|---|---|---|---|---|
| Voltage (VDDQ) | 2.5V | 1.8V | 1.5V | 1.2V | 1.1V |
| Device Width | x4,x8,x16 | x4,x8,x16 | x4,x8,x16 | x4,x8,x16 | x4,x8,x16 |
| Die Density | 64Mb~1Gb | 128Mb~4Gb | 512Mb~8Gb | 2Gb~16Gb | 8Gb~64Gb |
| Data Rates | 200~400MT/s | 400~800MT/s | 800~1600MT/s | 1600~3200MT/s | 3200~6400MT/s |
| Prefetch | 2n | 4n | 8n | 8n | 16n |
| Bank | 4 | upto8 | 8 | 4banks pergroup | 2or4 banks pergroup |
| Bank Group | NA | NA | NA | 4for x4/X8; 2forx16; | 8for x4/x8; 4forx16; |
| Burst Length | 2,4or8 | 4or8 | 8 | 8 | 16 |
下面从频率方面
DDR3到DDR4的小进步花了五年；DDR4从2012年发布第一版到今天DDR5确定标准已经9年多
DDR4比DDR3性能上提升不少
在频率上
DDR3起始频率仅有800MHz，最高频率可达2133MHz
DDR4起始频率就有2133MHz，最高频率可达3000MHz
DDR5起始频率就有4800，最高频率达到6400MHz
在内存容量上
DDR3单条最大内存是8G
DDR4单条最大内存32G
DDR5最重要的特性之一将是超过16Gb的单片芯片密度
在电压方面，
DDR3/DDR4分为低压（1.35V）/标压（1.5V）
DDR5电源电压降至1.1V，允许的波动范围为3%（即±0.033V）
DDR5
在带宽速度方面，与DDR4相比，DDR5功能将实际带宽提高36%，与DDR4 3200相比，实际带宽将高出87%；在工作频率方面，DDR5的工作频率高达4800以上，这已经是超越DDR4内存的极限频率了，而且公布的最高频率达到6400MHz，达到DDR4的两倍之多。
DDR5最重要的特性之一将是超过16Gb的单片芯片密度。DDR5 SDRAM的主要特性是芯片容量，而不仅仅是更高的性能和更低的功耗。DDR5预计将带来4266至6400MT/s的I/O速度，电源电压降至1.1V，允许的波动范围为3%（即±0.033V）。
简单概括，DDR5的特点有四个：更快的速度，更大的容量，更高的稳定性以及更低的能耗。
DDR和LPDDR的区别
首先我们要知道LP的意思，LP是英文“低电压”的缩写。电压降低以后，设备的发热量和功耗就会跟着降低。这正好适合用在手机这种体积小的设备中，以保证续航、降低发热量。对于台式电脑而言，低电压（LP）的意义很小，而且成本增加了很多，没有必要采用。在一些高端轻薄本上我们倒可能会看到LPDDR的身影。就这就好比cpu 带U与不带U的区别
火热的DDR5
低功耗DDR5的传输速率最高为6.4Gbps比LPDDR4快近一倍，比LPDDR4x快20%以上，数据访问速度提升了50%。在功耗方面，LPDDR5相较于上代在功耗降低20%以上。对于终端用户用户来说，最直接的体现在续航。据美光科技介绍因为LPDDR5运行的速度更快，使App处理器和运行的速度更快，使搭载LPDDR5的终端，电池会有5%-10%的延长，使用最高6.4Gbps可实现10%以上的续航。
LPDDR5相比于LPDDR4X是革命性的一代，LPDDR5是5G时代的内存标准。它有以下三个特点：
LPDDR5支持多Bank Group模式，LPDDR4X仅支持Single Bank Group，这一点可以说是架构革命了。因为更多的Bank Group相当于数据传输从单车道变为多车道，增加更多的并行数据通路，提升数据传输带宽。
得益于多Bank Group模式，与上代LPDDR4X相比，LPDDR5的数据传输速率从4266Mbps提升至5500Mbps，传输带宽从34GB/s提升到了44GB/s，简单一句:这是人类历史目前最高速率的内存规格，未来这一速率还会提升到6400Mbps，带宽提升到51.2GB/s，提升50%之多。
LPDDR5内部有三组电压VDD1/VDD2/VDDQ，其中VDD2又分为VDD2H和VDD2L，VDD1和VDD2属于Core电源，VDDQ属于I/O接口电源，相比LPDDR4X，LPDDR5的VDD2H由1.1V降至1.05V，VDDQ由0.6V降至0.5V，另外还有新加入的DVFSC和DVFSQ功能，可在低速工作时切换至更低的0.9V和0.3V电压，进一步降低功耗。
但是，然并卵
就目前来说(2020年)DDR4lx基本就是性能瓶颈了，即使像苹果A14的性能吊打所有手机芯片，但A14也跑不满LPDDR4X的带宽。那骁龙865自然就不用说。就性能方面来说，LPDDR5内存感知确实不强。
目前的情况下，LPDDR5最大的意义是降低了功耗，省电是真的。但是，其实省不了几个电。
LPDDR5变成LPDDR4X 唯一影响的是整机速度，但是影响有多大这个不好说，因为内存容量对整机速度影响更大。还得从性价比上考虑取舍。
所以iphone12也没有用上LDDR5。不过今年(2021)来说，上LPDDR5来说还是很有必要的，因为5G时代，未来跑满LPDDR5还是很必然的
参考内容：
DDR内存的前世、今生和未来！ http://www.elecfans.com/d/1277597.html
LPDDR5相比LPDDR4x感知提升明显吗？我们拿数据说话！ https://zhuanlan.zhihu.com/p/147290849
LPDDR5相比LPDDR4x感知提升明显吗？ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1669119074974420056
LPDDR4X和LPDDR5在性能方面没有太大区别？宏旺半导体详解 http://zhuanlan.zhihu.com/p/114102255
一文读懂DDR4工作原理 https://www.firesu.net/blogs/blog_20031401
转载本站文章《内存条笔记：从台式机DDR1到手机红牌LPDDR4X与LPDDR5》,
请注明出处：https://www.zhoulujun.cn/html/theory/ComputerScienceTechnology/Constitution/2021_0207_8612.html