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CES

LPDDR4-Speicherchip für künftige Smartphones

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Das LPDDR4-SDRAM im PoP-Gehäuse gehört zu den wenigen DRAM-Chips, die 1 GByte auf einem einzigen Die unterbringen.

(Bild: Samsung)

Jede Generation der SDRAM-Technik ermöglicht Fortschritte bei Kapazität und Datentransferrate, so auch LPDDR4 im Vergleich zu LPDDR3 und LPDDR2: Den Standards für Mobilspeicherchips, die vor allem in Smartphones und Tablets zum Einsatz kommen. Besonders im Standby-Betrieb, aber auch bei bestimmten Zugriffsmustern arbeiten die "LP"-, also Low-Power-Versionen sparsamer. Sie nutzen auch andere Bauformen, die für winzige Geräte optimiert sind, etwa Package-on-Package-(PoP-)Gehäuse, in denen das RAM direkt auf dem Applikationsprozessor thronen kann.

Kurz vor der CES kündigt Samsung nun die Serienfertigung eines ersten LPDDR4-SDRAM mit 8 Gigabit – also 1 GByte – Kapazität im Laufe des Jahres 2014 an. Nach einer eigenen Präsentation aus dem August 2013 erwartet Samsung allerdings Geräte mit LPDDR4-Hauptspeicher erst ab 2015 auf dem Markt. Eine LPDDR4-Spezifikation hat das zuständige JEDEC-Gremium auch noch nicht veröffentlicht.

Im Vergleich zu LPDDR3 soll LPDDR4 bei ungefähr gleicher Leistungsaufnahme die doppelte Datentransferrate ermöglichen. Dazu ist ein Bündel von Maßnahmen nötig. So sinkt nicht nur die Betriebsspannung der Chips, sondern es kommt auch eine spezielle Signalisierungstechnik namens Low Voltage Swing Terminated Logic (LVSTL) zum Einsatz.

In einer Präsentation aus dem August 2013 zeigt Samsung die wichtigsten Unterschiede zwischen LPDDR3 und LPDDR4.

(Bild: Samsung)

Die 32 Datensignalleitungen sind in zwei 16-Bit-Kanäle unterteilt, um den Stromfluss beim Lesen oder Schreiben (IDD4) in häufigen Zugriffsszenarien zu senken. Die Page Size wurde aus ähnlichen Gründen auf 2 KByte halbiert. Die Zugriffs- und Adressbefehle werden nur mit Single Data Rate (SDR) übertragen und die Zahl der Anschlusspins für diese Signale wurde reduziert.

Insgesamt sorgen alle Tricks dafür, dass LPDDR4 für bis zu 1,6 GHz spezifiziert ist, also LPDDR4-3200. LPDDR4e soll später noch bis auf 2,13 GHz kommen (LPDDR4-4266). Zwei x32-Chips, also vier x16-Kanäle, könnten dann rund 34 GByte/s liefern. LPDDR3-Chips mit 1,066 GHz Taktfrequenz (LPDDR3-2133) schaffen über die gleiche Zahl an Datensignalleitungen nur die Hälfte; manche ARM-SoCs besitzen allerdings nur Speicher-Controller mit 32 Datensignalleitungen. (ciw)