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被小米大炒的LPDD5是何物?和DDR5/GDDR5有啥区别?

程序员文章站 2022-06-10 12:30:06
近日,三星s20系列和小米10系列先后发布,全新的lpddr5内存成为两家的共同卖点之一,作为面向移动式电子产品的新一代内存芯片,lpddr5与当前主流的lpddr4x...

近日,三星s20系列和小米10系列先后发布,全新的lpddr5内存成为两家的共同卖点之一,作为面向移动式电子产品的新一代内存芯片,lpddr5与当前主流的lpddr4x相比,性能暴涨的同时让设备获得更佳的综合续航表现,部分媒体甚至喊出手机内存性能要全面超越pc的观点。

被小米大炒的LPDD5是何物?和DDR5/GDDR5有啥区别?

一句话点评:1、lpddr5是移动平台当前最新一代内存规范;2、ddr5是电脑平台的下一代内存规范;3、gddr5是独立显卡的上一代显存规范,三者分别是三个不同平台的动态存储器规范。

手机中的lpddr5带来可观性能增长的同时,也给不少朋友带来了一些疑问,比如lpddr5跟ddr5有什么关系?显卡显存现在都用上了gddr5了,手机为啥才用lpddr5?ddr、lpddr和gddr这三种名字中都带有“ddr”的“内存”之间又有啥关系?

带着这些疑问,本文将来谈谈ddr、lpddr和gddr三者之间的关系与区别,以及当前最新的内存技术都在怎样的发展状态。

ddr、lpddr和gddr这三位仁兄分别是什么

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ddr的规范名称应该为ddr sdram,英文全称double data rate synchronous dynamic random access memory,中文意思为双倍速率同步动态随机存储器,是在sdram基础上发展而来的存储器,普通的ddr内存条主要用在pc上,当前pc市场上最主流的内存为ddr4内存,最新ddr5内存尚未投入大规模商用。

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lpddr是在ddr的基础上多了lp(low power)前缀,又称为mddr(mobile ddr sdram),拥有比同代ddr内存更低的功耗和个小的体积,该类型芯片主要应用于移动式电子产品等低功耗设备上,主流的lpddr4x是lpddr4的省电优化产品,如无意外,最新一代的lpddr5内存将搭载在本年度绝大部分的旗舰手机上。

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gddr是在ddr的基础上多了g(graphics)前缀,主要用于高速图像处理的场合,比如计算器的显卡中,可以简单理解为专门为显卡而做的ddr内存,这种内存与普通ddr相比,拥有更高的时钟频率和更小的发热量,最新一代gddr6显存已经搭载在英伟达(nvidia)最新一代rtx20系显卡和amd最新一代5000系显卡上,标准规范主要由gpu(起始位ati和nvidia)厂商联合制定。

通过上述简单整理,大概可以了解到这三者之间的明显区别,虽然同样作为临时数据存储器,大部分衡量指标也类似,但具体应用场景还是有较大差异的,从应用场景来说,ddr主要应用在pc,lpddr主要应用在便携设备,gddr主要应用在显卡上。

ddr与lpddr之间的秘密

使用场景相对接近的lpddr和ddr,在发展过程中有较大的交集,lpddr在lpddr4之前都是基于同代的ddr发展而来的,同一代的lpddr拥有比ddr更好的能耗比,但ddr拥有更高的性能上限。

被小米大炒的LPDD5是何物?和DDR5/GDDR5有啥区别?

而从第四代开始,两者开始走上不一样的发展道路,ddr主要是通过提高核心频率来提升性能,而lpddr继续选择提高prefetch预读取位数,而在投入商用的先后方面,lpddr4抢在ddr4之前登陆消费者市场,两者由类似从属的关系开始演变变成两套相对独立的规范体系,分别根据自己的应用场景需求向前发展。

在两者当前最新的产品线里,lpddr跟ddr的规格差异已经比较大,lpddr3和ddr3这种主要参数基本一致的情况已经不复存在,两者之间的通用性也自然没有前代这么强。

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拿lpddr4和ddr4来说,lpddr4是用两个16位通道组成32位总线,而ddr4却具备原生64位通道,lpddr4的prefetch预读取位数为16bit,而ddr4为8bit,这在实际运算过程中,ddr4的性能利用率会更高,但lpddr却可以用更低的功耗来获取更高的理论性能。

这些改变是两个不同规范,针对两个不同平台的实际应用需求作出的改进,但这些改进也影响了两者之间的通用性,对其他硬件和软件的兼容性提出了更高的要求,也是英特尔酷睿系列在第六代支持ddr4后,一直到第十代才加入对lpddr4的支持的一个重要原因。

而最新的lpddr5再次成功抢跑ddr5,在ddr5规范还没正式确定的时候已经完成了量产,lpddr5自然也不是根据ddr5的基础上改进而来,而是在lpddr4x的基础上针对移动平台重新设计的新一代低功耗内存规范,未来的ddr5是基于ddr4演进而来的,两者之间的差异将越来越大。

gddr6比lpddr5先进?

gddr跟另外两者几乎没什么直接竞争关系,在应用场景上也鲜有交集,基本在默默辅助着显卡们,跟随着gpu技术的发展而不断改进着自己性能,现在已经来到了第六代的gddr6(graphics double data rate, version 6 ),这个“6”也是很多人的认识误区的来源,gddr6的看上去似乎比另外两位“高级”一点,lddr5似乎没什么厉害的啊。

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但实际上,同为“5”代的gddr5技术已经应用了十多年,与ddr4比都不在一个时代,更不用说刚开始商用的lddr5技术,gddr5、gddr4、gddr3都是基于ddr3内存技术开发而来的,而最新的gddr6是基于ddr4内存技术开发而来的。

由于性能侧重点的不同,三者发展路线是相对独立的,虽然gddr目前为止仍是基于相对较“旧”的ddr3/4规范,但是自身的代数已经率先演进到第六代的gddr6,在数据位宽等最影响显卡性能表现的参数方面,拥有远超同期ddr的运行频率,而其自身的发展基本不再需要很依赖ddr技术的向前演进。

上文提到的ddr和lpddr目前为止还可以用同一数字就是同一代的方法来区分,但gddr自gddr3后,虽然名字里都有ddr,但不能再用后缀数字来区分它与ddr之间的代数关系。

总结

总结一下ddr、lpddr、gddr三者的关系,lpddr和gddr在起始阶段都是根据自身的应用场景依照ddr规范发展改进而来,但都在后面根据自己的实际应用需求发展出不同“偏科”方向的独立新规范,现在最新的ddr4、lpddr5、gddr6已经不可以简单的进行性能对比或互为演进代数的参照。

在演进的速度方面,ddr是最慢的,gddr的代数目前为止最多,但主要是其中部分规范,如ati主导制定的gddr4规范基本没什么存在感就被淘汰了,lpddr近几年由于手机等便携平台的发展迅速,进入了高速发展迭代期,这也是从lpddr4开始连续抢跑的源动力。

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除此之外,pc平台最近今年的整体迭代速度也在放缓,内存也远没有到成为瓶颈的时候,但lpddr内存由于在便携设备的功耗占比较高,还承载着部分显存的责任,其升级对移动平台的性能发挥和续航表现的影响,有着比ddr升级于pc更显著的效果,用户在日常使用中的感知也更强,自然也拥有更大的市场推动力。

而在具体性能方面,由于各有“偏科”,在各自最新一代规范中,虽然存在许多相同的参考标准,但都各有侧重,单独把某些性能拿出来对比并不能准确地比较出各自的优势。比如lpddr5目前在数据传输速率上,理论性能的确领先ddr4一个身位,但因为这个理由就鼓吹lpddr5可以吊打ddr4其实并不合适,毕竟高通、苹果和华为这几年在arm架构处理器上疯狂提高移动设备的运算性能,也没有让英特尔和amd在pc领域中受到太多的直接冲击。