هرآنچه لازم است در مورد حافظه‌های LPDDR4 بدانید

 با شکستن مخفف LPDDR RAM به عبارت «low power double data rate random access memory» خواهیم رسید که معنای آن، «حافظه‌ی دسترسی تصادفی کم‌مصرف با نرخ تبادل دو برابر» است. این حافظه برای نگهداری داده‌های کوتاه مدتی که توسط اپلیکیشن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند به کار می‌رود. برخلاف نمونه‌ی موجود در دنیای PC، نمونه‌ی کم مصرف این رم با باس کمتری همراه شده که البته باعث می‌شود مصرف انرژی بهینه‌تری را از آن شاهد باشیم.

اعدادی نظیر LPDDR3 یا LPDDR4 به سادگی نمایانگر نسل این فناوری هستند. برای پی بردن به تغییرات هر نسل لازم است اندکی عمیق‌تر به مساله بپردازیم.

LPDDR4 از مشخصه‌هایی برخوردار است که با هدف دو برابر کردن نرخ داده‌ها (تا ۳۲۰۰ مگابیت بر ثانیه) در مقایسه با نسل پیشین این رم و نیز مصرف بهینه‌تر باتری دستگاه‌های موبایل تدارک دیده شده‌اند. در حالی که LPDDR3 تک کاناله است، LPDD4 برای برخوداری از ۲ کانال و نرخ ۱۶ بیت برای هر کانال طراحی شده است که در مجموع به رقم ۳۲ بیت می‌رسد. این مساله به لطف مسیرهای باریک‌تر عبور داده، موجب کاهش فشار بر روی هسته‌ها می‌شود و سرعت اجرای عملیات را افزایش می‌دهد. پهنای باند هدف، ۱۷GB/s  است که البته همچنان می‌توان با پیکربندی دو کاناله به سرعت بسیار بالاتری نیز دست یافت.

به منظور ذخیره‌ی انرژی، ولتاژ عملیاتی اسمی را از ۱٫۲V به ۱٫۱V کاهش می‌دهد. بنابراین این استاندارد از یک حالت با فرکانس پایین برای ذخیره‌ی بهینه‌تر انرژی بهره می‌برد که قادر است سرعت کلاک را برای کاهش فشار روی باتری پایین آورده تا هنگام اجرای وظایف سبک پس‌زمینه مصرف بهینه‌تری صورت گیرد.

میکرون و سامسونگ هم‌اکنون دو رهبر این فناوری در بازار به شمار می‌روند و هر دو برای نخستین بار ماژول‌های LPDDR4 را امسال روانه‌ی بازار کرده‌اند. میکرون مدت‌هاست در حال کار بر روی تعریف و به کارگیری LPDDR4 به منظور پاسخ‌گویی به نیاز مشتریان برای سرعت بوت و بارگذاری بالاتر و در عین حال منطبق شدن با مصرف محدود انرژی در پلتفرم‌های موبایل است.

اجزای کم‌مصرف برای موبایل حیاتی هستند و LPDDR4 بهینه‌ترین حافظه‌ی ساخته شده از نظر مصرف انرژی تا به امروز است.

— میکرون

فناوری میکرون این استاندارد را با ارائه‌ی سرعت کلاک ۲۱۳۳MHz در پیکربندی استاندارد ۱۶×۲ کاناله برای دستیابی به نرخ انتقال ۴۲۶۶MT/s به مرحله‌ی تولید رسانده که پهنای باند ۳۲GB/s را در حالت x64 هدف قرار داده است. آخرین چیپ سامسونگ قادر به ارائه‌ی سرعت کلاک ۱۶۰۰MHz است که نرخ انتقال ۳۲۰۰MT/s و حداکثر پهنای باند تئوری ۲۵٫۶GB/s را در حالت x64 فراهم می‌کند.

پهنای باند حافظه مشخصه‌ی کلیدی این ارقام است که باید نگاهی به آن داشته باشیم. اگرچه حافظه‌ها به ندرت در حالت حداکثر پهنای باند فعالیت می‌کنند اما این اعداد نشان دهنده‌ی این مساله هستند که حافظه در عرض ۱ ثانیه قادر به عبور دادن چه مقدار داده است. این مولفه برای مصارفی نظیر بازی یا انتقال مقادیر حجیمی از داده‌ها نظیر پخش ۴K یا ویدیوهای صحنه آهسته بسیار مهم است. البته این اعداد به تنهایی مفهوم دقیقی را منتقل نمی‌کنند که برای همین منظور در جدول زیر مقایسه‌هایی با نسل‌های پیشین LPDDR صورت گرفته است.

حرکت به سمت LPDDR4 همچنین موجب پیشرفت ظرفیت چیپ‌ها نیز خواهد شد. میکرون هم‌اکنون مجموعه‌ای از تراکم‌های مختلف را برای حافظه‌های LPDDR4 خود به منظور کاربردهای موبایل ارائه می‌کند که شامل پکیج‌های ۸Gb (گیگابیت) و ۱۶Gb برای نمونه در ظرفیت‌های ۱ و ۲ گیگابایت هستند. سامسونگ نیز در حال کار بر روی پکیج‌های پرتراکم حافظه است. مدتی پیش این کمپانی کره‌ای اعلام کرد که عملیات تولید انبوه حافظه‌های ۸Gb (1GB) LPDDR4 خود را آغاز کرده و آن‌ها را بر مبنای فرآیند ۲۰ نانومتری خواهد ساخت. پکیج‌های ۲۴ و ۳۲ گیگابیتی نیز برای آینده‌ی نزدیک در نظر گرفته شده‌اند. اجزای کمتر با اندازه‌های بزرگ‌تر حافظه موجب دستیابی به هزینه‌های کمتر و میزان RAM بیشتر با حالت عملکرد روی حداکثر پهنای باند خواهد شد.

LPDDR4 به گونه‌ای معماری شده که با نیازهای مربوط به نیرو، پهنای باند، پکیجینگ، هزینه و نیازمندی‌های سازگاری پیشرفته‌ترین سیستم‌های موبایل دنیا هماهنگ باشد.

— میکرون

در حالی که اعداد و ارقام ارائه شده همگی بسیار خوب هستند، اما هدف نهایی مسلما ایجاد بهبود در تجربه‌ی کاربری است. در روند احساس نیاز مشتری به سطوح بالاتر عملکرد نظیر بهره‌گیری از نمایشگرهای ۲K و حتی ۴K در آینده‌ی نزدیک و نیز تقاضای بازدهی بالاتر از واحدهای پردازش گرافیکی موبایل، حافظه‌های سریع نقشی بسیار کلیدی خواهند داشت.

قابلیت‌های جدید چندرسانه‌ای، نظیر ویدیوهای حرکت آهسته، تشخیص چهره و دوربین‌های ۳D نیز به نوبه‌ی خود موجب افزایش پهنای باند مورد نیاز حافظه‌ها می‌شوند. LPDDR4 امکان ثبت ویدیوهای حرکت آهسته با نرخ فریم بالاتر و نیز عبور از سد ۲۰MP در دوربین‌ها را فراهم می‌کند. مزایای این فناوری به همینجا خلاصه نشده و حرکت به سمت این نسل جدید از حافظه‌ها، به لطف مصرف انرژی کمتر می‌تواند باعث همراهی بیشتر باتری دستگاه با کاربر شود. ممکن است برخی پیشرفت‌های ذکر شده در این مرحله ضروری به نظر نرسند اما فناوری رو به رشد گوشی‌های هوشمند کاملا نیازمند ویژگی‌های جدید است تا همچنان بتواند مزیت‌های مختلف را در اختیار سازندگان قرار داده و سوخت مورد نیاز برای داغ نگاه داشتن این بازار را فراهم کند.

SoCهای موبایلی که تا به این لحظه استفاده‌ی آن‌ها از حافظه‌های LPDDR4 تایید شده شامل اسنپدراگون ۸۱۰ کوالکام که در پرچمداران اچ‌تی‌سی و ال‌جی به کار رفته و اکسینوس ۷۴۲۰ سامسونگ هستند که در گلکسی اس ۶ و اس ۶ اج مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین اغلب قریب به اتفاق پرچمداران امسال بازار موبایل از این فناوری پیشرفته بهره خواهند برد. مسلما بزودی چیپ‌های جدیدی به این لیست افزوده خواهند شد که موجب بهبود عملکرد کلی دستگاه‌های موبایل در سال پیش روی میلادی می‌ شود. با این حال تصور می‌شود این نسل جدید حافظه تا سال ۲۰۱۷ به استاندارد بخش گوشی‌های میان‌رده بدل نشود.

منبع