Что такое память типа LPDDR5? — Разбор

Наверняка, в обзорах смартфонов вы слышали словосочетание LPDDR5. Мы знаем, чем больше оперативной памяти, тем лучше. Но не всегда.

Это весной президент Xiaomi Group провел опрос в социальной сети Weibo, в котором спросил у фанатов: сколько оперативной памяти они бы хотели видеть в новом флагмане Redmi: 8 или 12 ГБ при одинаковой цене. И как вы думаете за какой вариант проголосовали фанаты? За 8 Гб. Но почему? Дело в том, что Xiaomi предлагали выбор 12 ГБ стандарта LPDDR4x, и 8 ГБ стандарта LPDDR5. Но что такого нового в этом LPDDR5, чтобы идти на такие жертвы?

Сегодня мы разберемся в стандартах оперативной памяти. Выясним, чем отличается LPDDR от DDR. Узнаем как новая оперативка влияет на автономность устройств, помогает развитию 5G и спасает жизни водителей!

Память в мобильных устройствах и компьютерах, как вы знаете, можно поделить на два типа. Оперативная: ОЗУ или RAM, и постоянная: ПЗУ или ROM. В чём отличие?

ПЗУ

Постоянная память называется энергонезависимой, то есть ПЗУ может хранить данные без подпитки энергией. Например, в флеш-памяти, которая используется в смартфонах, картах, памяти, SSD дисках и так далее — данные хранятся в CTR-ячейках, то есть ячейках с ловушкой заряда. Эти ловушки буквально способны запирать заряд и хранить в себе годами. Поэтому данные на SSD-диске не стираются когда вы выключаете компьютер. Также ПЗУ устройством можно назвать VHS-кассеты с магнитной лентой, CD-диски и даже перфокарты. В общем всё, что может хранить данные достаточно долго.

ОЗУ

Оперативная память напротив — энергозависимая. То есть она способна хранить данные только при постоянной подпитке электричеством. Почему так? В оперативной памяти каждый бит данных хранится на маленьком конденсаторе. В конденсаторах есть преимущества: их можно очень плотно упаковать, а заодно можно очень быстро считывать записывать данные.

Но есть и большой недостаток: конденсаторы очень быстро разряжаются. Поэтому, чтобы данные сохранить их постоянно нужно обновлять. Например, типичный модуль DDR4 нужно обновлять каждые 64 мс.

Какая же бывает оперативная память? Немного поговорим о стандартах оперативной памяти.

SDRAM

С 1993 по 2000 года миром правил стандарт SDRAM — Synchronous Dynamic Random Access Memory: синхронная динамическая память с произвольным доступом. Стандарт был шикарным, но был недостаток, за один такт SDRAM могла принимать одну команду и передавать одно слово данных.

DDR

Поэтому в 2000 году появилась DDR-память, которая расшифровывается как Double Data Rate, то есть буквально — двойная скорость передачи данных. Название настолько крутое, что так можно было назвать суперсникерс. И крутость вполне оправдана, потому как теперь за один тактовый цикл передавалось две задачи записи и две операции чтения. Всё благодаря тому, что в DDR научились передавать данные по обеим частям синхросигнала, как по восходящему, так и по нисходящему. Отсюда и двойная скорость.

Стоит сказать, что DDR — это не замена SDRAM, а просто её частный случай. Поэтому полное название стандарта DDR SDRAM.

LPDDR

Итак, DDR — память быстрая-прекрасная, но, так как вы помните, что конденсаторы нужно постоянно подзаряжать эта память жрёт очень много энергии. И если для стационарных устройств это проблема решаемая, то для мобильных — критическая. Поэтому в 2006 году появилась новая разновидность DDR-памяти — LPDDR. Она отличалась пониженным напряжением питания с 2,5 В до 1,8 В, отсюда и название Low Power DDR. Также была уменьшена площадь чипа.

Как же им удалось сберечь немного энергии?

За счет двух хаков:

1. На низких температурах заряд из памяти утекает медленнее, поэтому, если сильно память не гнать, то можно увеличить интервалы обновления наших конденсаторов. Так и сделали.
2. Добавили режим Deep Power Down и это не фильм Ридли Скотта про вертолёт (Black Hawk Down), а просто режим глубокого сна, в котором из памяти стирается абсолютно всё, (как и сюжет этого фильма из моей памяти).

Развитие LPDDR

Естественно, эти оптимизации негативно повлияли на скорость работы памяти. Но стандарт быстро развивался и сейчас энергоэффективная память уже во многом предпочтительнее своего старшего брата.

LPDDR используется во многих ноутбуках, например MacBook, что позволяет экономить до 70-90% энергии в режиме сна. Тем более LPDDR5 уже вовсю ставят в смартфоны (Xiaomi Mi 10, например). А первые компьютеры на DDR5 в лучшем случае появятся только в 2022 году. Поэтому на данный момент, пропускная способность мобильной памяти может быть выше своего старшего собрата.

• DDR4 2400 DUAL: (2400 x 64 / 8)*2 =38,4 ГБ / с
• LPDDR5 6400 QUAD: (6400 x 32 / 8)*4 = 51,2 ГБ / с

Например, новая память Samsung LPDDR5 6400 может отправлять 51,2 гигабайта данных или примерно 14 видеофайлов в формате Full HD (3,7 ГБ каждый) за секунду.

LPDDR5

Но чем всё таки LPDDR5 отличается от прошлой версии? Давайте посмотрим.

LPDDR5 vs LPDDR4x

Начнём с того, что новый стандарт стал экономичнее на 20%: 0,5 В против 0,6 В. Это позволит продлить время жизни смартфона на 5-10% в режиме активного использования. А вот в режиме сна получится сэкономить до 40% энергии за счёт нового режима глубокого сна. Теперь, когда ваш смартфон или ноутбук спит, при желании можно будет полностью очистить оперативку и выгрузить её содержание в энергонезависимую память. Но в этом случае на обратное включение уйдет одна-две секунды. Зато можно не беспокоиться, что девайс сожрёт всё батарейку, когда спит.

Также было улучшено динамическое масштабирование частоты. В версии 4 и 4X была возможность выбора из двух рабочих частот, в LPDDR5 вариантов стало три.

Скорость передачи данных выросла до 6,4 Гбит/сек. Это полезно для SuperSlowMotion 960 fps и всяких VR приложений. И, вы не поверите, для работы в 5G сетях. 5G сети тупо быстрее современной оперативки, представляете?

Новый стандарт оперативки разрабатывали с учетом появления беспилотных автомобилей и прочих девайсов, в которых любой сбой в работе системы чреват тяжкими последствиями. Поэтому в LPDDR5 появилась поддержка дополнительного сигнала коррекции ошибок — Link Error Correcting Code (ECC). Поэтому, когда будете брать себе тачку с автопилотом, проверьте есть ли там LPDDR5.

С новой памятью уже есть куча смартфонов. Например, программа DevCheck показывает, что мой OnePlus 8 Pro заряжен 12 GB LPDDR5 2750 МГц с пропускной способностью 44 ГБ / с. Неплохо.

Другие модели в которых уже стоит новая память:

• Xiaomi MI 10 5G
• Redmi K30 Pro
• Realme X50 Pro 5G
• OnePlus 8 / 8 Pro
• Samsung Galaxy S20 / S20+ / S20 Ultra
• Samsung Galaxy Note 20 / 20 Ultra
• Samsung Galaxy Z Flip
• Samsung Galaxy Z Fold 2
• Vivo IQOO 3 Pro
• Vivo IQOO 5 / 5 Pro
• Vivo NEX 3S 5G
• Nubia Red Magic 5S
• Motorola Edge+
• ZTE Axon 10s Pro

Но стоит ли гнаться за самой последней оперативкой в смартфонах? Думаю, нет. Грамотно оптимизированный смарт со старой памятью будет и быстрее работать, и дольше.
Но вот если вам нужен долгоживущий ноутбук. Я бы присмотрелся к моделям с LPDDR5, как только они появятся на рынке.