LPDDR4 – alles, was Sie wissen müssen

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64-Bit, Octa-Core und Nanometer mögen in diesem Jahr die Schlagworte der mobilen Technikwelt sein, aber die neuesten und besten mobilen SoCs sind auch mit blitzschnellem LPDDR4-RAM-Speicher ausgestattet. DDR4-Speicher macht im High-End-PC-Bereich schon seit einiger Zeit die Runde, und LPDDR4, im Wesentlichen das mobile Äquivalent dieses Standards, ist endlich da und bringt schnellere Speichergeschwindigkeiten und einen geringeren Stromverbrauch mit sich.

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Die Abkürzung LPDDR RAM steht für Low Power Double Data Rate Random Access Memory und ist der Speicher, der zum Speichern von Kurzzeitdaten verwendet wird, die von Anwendungen genutzt werden. Im Gegensatz zu seinem Desktop-Äquivalent verfügt der Low-Power-RAM über einen kleineren Bit-Bus, was sich jedoch positiv auf die Energieeffizienz auswirkt. Die Nummer, wie z. B. LPDDR3 oder LPDDR4, kennzeichnet lediglich die Generation der Technologie. Wir müssen etwas tiefer in die Spezifikationen eintauchen, um zu sehen, was sich geändert hat.

Peak_Throughput_for_Mobile

Die LPDDR4-Spezifikation zielt darauf ab, die Datenraten (bis zu 3200 Mb/s) gegenüber der letzten RAM-Generation zu verdoppeln und den Energieverbrauch für mobile Geräte zu senken. Verglichen mit dem Ein-Kanal-Chip von LPDDR3 wurde LPDDR4 für einen Zwei-Kanal-Chip mit 16 Bits pro Kanal, also insgesamt 32 Bits, neu konzipiert. Dies senkt den Stromverbrauch des Kerns dank kürzerer Datenwege und verbessert die Betriebsgeschwindigkeit. Die angestrebte Bandbreite liegt bei 17 GB/s pro Chip, kann aber auch in einer Dual-Channel-Konfiguration angeordnet werden, um wesentlich höhere Geschwindigkeiten zu erreichen.

LPDDR4 vs. LPDDR3-Kanal

Um Energie zu sparen, senken LPDDR4-Chips die Nennbetriebsspannung von 1,2 V auf 1,1 V. Der Standard unterstützt jetzt auch einen verbesserten Energiesparmodus mit niedriger Frequenz, der die Taktrate senken kann, um bei der Ausführung einfacher Hintergrundaufgaben noch mehr Energie zu sparen.

Micron und Samsung gehören zu den Branchenführern bei dieser Technologie, und beide bringen in diesem Jahr ihre ersten LPDDR4-Produkte auf den Markt. Micron war maßgeblich an der Definition und Einführung von LPDDR4 beteiligt und hat darauf hingearbeitet, die Forderungen der Verbraucher nach schnelleren Boot- und Ladezeiten zu erfüllen und gleichzeitig die engen Energiebeschränkungen der mobilen Plattform einzuhalten.

Niedrige Energieanforderungen sind für mobile Geräte unerlässlich und LPDDR4 ist der bisher energieeffizienteste Speicher.

Niedrige Energieanforderungen sind für mobile Geräte unerlässlich und LPDDR4 ist der bisher energieeffizienteste Speicher.

Micron Niedrige Energieanforderungen sind für mobile Geräte unerlässlich, und LPDDR4 ist der bisher energieeffizienteste Speicher.

Microns Technologie übertrifft den Standard mit einem Takt von 2133 MHz in der 2 x16-Kanalkonfiguration des Standards für eine Übertragungsrate von 4266 MT/s, die die Spitzenbandbreite des Standards von 32 GB/s bei x64 anstrebt. Samsungs neuester Chip bietet ein 1600-MHz-Äquivalent, das 3200 MT/s und eine theoretische Spitzenbandbreite von 25,6 GB/s bei x64 erreicht.

Die Speicherbandbreite ist eine Schlüsselspezifikation, die man hier im Auge behalten sollte. Obwohl sie nur selten in der Spitze arbeitet, sagt uns diese Zahl, wie viele Daten der Speicher pro Sekunde übertragen kann, was eine wichtige Statistik für Spiele mit niedriger Latenz oder bei der Übertragung sehr großer Datensätze wie 4K oder Zeitlupenvideos ist. Da diese Zahlen für sich genommen wahrscheinlich nicht viel aussagen, bietet die folgende Tabelle einen Vergleich mit früheren LPDDR-Standards.

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LPDDR4-Funktionsvergleich

Mit dem Wechsel zu LPDDR4 macht auch die Chipkapazität einen weiteren Sprung nach vorn. Micron bietet bereits eine Auswahl an LPDDR4-Speicherdichten für mobile Anwendungen an, darunter 8Gb- (Gigabit) und 16Gb-LPDDR4-Pakete, d.h. 1GB- und 2GB-Dichten. Samsung arbeitet auch an Speicherpaketen mit hoher Dichte. Vor kurzem kündigte das Unternehmen den Beginn der Massenproduktion seiner 8Gb (1GB) LPDDR4-Module an, die in einem kleinen 20nm-Prozess hergestellt werden. Für die Zukunft sind auch 24- und 32-GB-Gehäuse geplant. Weniger Komponenten bei größeren Speichergrößen ermöglichen niedrigere Kosten und größere Mengen an RAM mit hoher Bandbreite.

LPDDR4 ist so konzipiert, dass es die Anforderungen an Leistung, Bandbreite, Verpackung, Kosten und Kompatibilität der weltweit fortschrittlichsten mobilen Systeme erfüllt – Micron

Zahlen sind zwar schön und gut, aber das ultimative Ziel ist die Verbesserung der Benutzererfahrung. Schnellerer Speicher ist der Schlüssel, da wir mehr Leistung bei 2K und 4K-Displays verlangen und höhere Leistungsniveaus von mobilen Grafikprozessoren fordern.

Video-RAM-Speicheranforderungen

Neue Medienfunktionen wie Zeitlupenvideo, Gesichtserkennung und 3D-Kameraerfassung treiben auch die Anforderungen an die Speicherbandbreite in die Höhe. Der LPDDR4-Speicher wird eine höhere Bildrate bei Zeitlupenaufnahmen ermöglichen und die Kamerasensoren in die Lage versetzen, die 20-MP-Marke zu überschreiten. Darüber hinaus kann die Umstellung auf effizientere, stromsparende Speicherdesigns dazu beitragen, die Lebensdauer der Gerätebatterien zu verlängern.

LPDDR4 DDR4 Mobile memory micron marketshare 2014 2015

Mobile SoCs, bei denen bisher bestätigt wurde, dass sie LPDDR4 RAM verwenden, sind der Snapdragon 810 von Qualcomm und der Exynos 7420 von Samsung, der in beiden Flaggschiffen des Samsung Galaxy S6 und Galaxy S6 Edge verwendet wird, was bedeutet, dass die diesjährigen High-End-Flaggschiffe alle diese verbesserte Speichertechnologie nutzen dürften. Auch das neueste Flaggschiff von LG, das LG G Flex 2, ist mit dem branchenführenden LPDDR4-Speicher ausgestattet. Es wird jedoch nicht erwartet, dass sich dieser Standard bis 2017 als Mainstream-Mobiltechnologie für Mittelklasseprodukte durchsetzen wird.

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