5G旗舰标配变成了LPDDR5？Flag又立起来了
最后更新：2020-04-06 13:23:25 手机定位技术交流文章
这篇文章是公众数字“脑极地身体”的贡献，它的封面来自视觉中国。
2020年5G旗舰手机的标准是什么？密集摄像头，人工智能芯片，无线网络技术，屏幕下指纹识别？最近，手机制造商开始销售小麦，这表明LPDDR5必须有一个名字。
LPDDR，全名低功率双倍数据速率，是由JEDEC固态技术协会开发的低功率存储器的通信标准。然而，最新的内存标准LPDDR5听起来不错。
毕竟，各种酷5G创新应用和互动，如百万像素，4K高清视频，虚拟现实游戏等。，需要高吞吐量数据读写和存储空来支持它们。
一个有趣的现象是，内存升级通常由上游制造商发起，以发布新的硬件。例如，三星正在大力推广其最新的LPDDR5智能手机，声称已经为5G和人工智能智能手机做好准备，而不是被动地等待市场发展和自主选择。
一直对存储大惊小怪的手机制造商扮演了什么角色？
5G时代的内存和闪存需要什么超能力？
"你能告诉我如何开始移动电话存储吗？"
“这很简单。你只需要学习动态随机存取存储器、与非门、逻辑地址寄存器3、逻辑地址寄存器4、逻辑地址寄存器4、逻辑地址寄存器5、eMMC、统一逻辑电路、通用串行总线等等，即使你知道一点点。”
看了几个小时的手机会议后，你有很多问号吗？？
因此，今天我们试图迂回地解释这个问题。
我们知道智能手机的内存管理机制实际上类似于计算机的工作流程。
闪存就像一个巨大的水库，储存着可以长期存在的资源。拍摄的照片、下载的视频、发送和接收的文档等。都储存在这里。
如果闪存突出了家庭伟大事业的“丰富感”，那么闪存就像是家庭的主要道路和手机芯片与数据之间的桥梁。人类发出的程序和指令通过存储器被发送到处理器(高性能芯片)进行操作，然后处理后的数据被发回。道路越宽敞，就越容易有“锚带你到高速”的感觉。
智能手机丰富的功能还需要内存来实现“多车道交通”，即同时运行多个任务的能力。“清除障碍的功能”也很重要。一旦发现一个任务停留在路上并占用道路来阻止其他应用程序顺利运行，自然有必要找到一种方法来关闭它。这也是许多“XX管家”清洁功能所做的。
那么，5G的到来给手机内存带来了什么新的挑战？
首先，“流量”有所增加。5G具有更高的容量和更快的速度，这就要求处理器满足大吞吐量内存数据的要求。
人工智能级别的功能，如4K视频传输、传感器交互、智能汽车等。记忆读写的效率直接决定了体验。
其次，为了保证快速响应时间，5G开始应用分布式计算，许多数据处理也从中央网络转移到边缘处理器。特别适用于低延时任务测试、网络游戏、人工现实和虚拟现实、自动驾驶甚至远程手术等。
因此，内存还需要考虑异构数据的处理能力，也就是说，需要附加各种计算元素，以便它可以为高性能处理器提供丰富而流畅的“原材料”。
最后，内存能耗的管理效率也需要提高。手机外壳和电池可以修理和更换，但是存储器必须具有高耐用性和安全性，并且至少在更换期间必须足够坚固。
当5G和4G集成在一起时，各种传输点、传输塔和其他网络链路之间的通信也增加了对闪存和存储器等关键组件的耐用性和耐温性的要求。
因为5G流媒体传输将携带更多的数据(如高质量的视频)，这就需要在内存传输到闪存之前缓冲更多的帧。一些复杂的智能推理任务也需要更高的带宽，这将直接导致压力和损失，并缩短内存寿命。
没有一个用户愿意购买自然寿命很短的手机。因此，存储器的发展必然走向更大的带宽和更低的功耗。
记忆在哪里进化？1+1+1 > 3的路线图
既然记忆是5G手机的压力源，有没有可能直接提高记忆的技术水平？
最近被许多手机品牌称为“5G时代旗舰机型标准”的LPDDR5就是在这一指导思想下诞生的。
智能手机通常使用最新的标准LPDDR产品。根据目前的进展，这是第五代LPDD R5。然而，一些低性能要求的汽车，如嵌入式存储和台式计算机，可以稍微落后一点，并以较低的成本应用LPDDR4和LPDDR3。
与上一代LPDDR4标准相比，2019年2月发布的LPDDR5支持多存储体分组模式，这相当于将数据传输从单通道改为多通道，并增加了更多的并行数据路径。因此，其输入/输出速度从3200兆吨/秒提高到6400兆吨/秒，直接翻倍。
如果它与高端智能机器的普通64位总线相匹配，它每秒可以传输51.2千兆字节的数据(相当于12部全高清电影)。这是与5G手机匹配的内存。
除了更高的性能外，LPDDR5代的功耗管理水平也有所提高。
中国三星官方微博称，在相同的运行速率下，LPDDR5比LPDDR4x节能14%。美光还表示，其批量生产的LPDDR5可以将手机电池寿命延长5%至10%。
此外，LPDDR5还引入了数据复制和写x功能，可以将单个阵列的数据直接复制到其他引脚。凭借出色的数据传输速率提升，lpddr5可以通过高速操作充分释放处理器的性能，使其能够以更快的速度处理数据，从而更早进入“睡眠模式”,无需长时间高负载工作。
Write-X降低了片上系统芯片和随机存取存储器在传输数据时的功耗，从而使大尺寸、多任务和高频交互协作(如折叠屏幕)在终端成为可能，而不会给手机的功耗控制带来太大压力。
因此，由于LPDDR5可以在“零时差”时间内处理和存储数据，当同时运行视频、游戏、屏幕共享等多种应用时，其响应更加从容，从而解决了卡顿、黑屏等问题。
在这种情况下，所有的内存卡都会升级到LPDDR5吗？当然不是。三星在2015年开始向LPDDR5过渡，并花了五年时间推出第一代相应的终端，这足以说明问题。
这让我们想到了限制手机存储容量发展的第二项技术，即闪存。
你可能会说，闪存不就是韩寒的数据仓库吗？只是让它比你的朋友们更大更大？
然而，问题是闪存和内存是一套基础设施，八通道高速公路已经修复。然而，仓库只需要一个行动缓慢的管理员来进出仓库。有点矛盾吗？
因此，自2011年以来一直在手机上使用的eMMC闪存被称为嵌入式多媒体卡，或“嵌入式多媒体存储卡”，这是一种大规模用于手机或平板电脑及其他产品的嵌入式存储器的标准规范，并且自然会随之发展。
从2016年开始，手机处理器将支持另一个标准——通用闪存(UFS)。此后，UFS开始出现在一些高端旗舰手机中。最新的UFS 3.0，单通道带宽为11.6千兆位/秒，已安装在三星笔记本10、魅族16T、iQOO Neo 855等硬件中。
这两者有什么区别？
简而言之，eMMC闪存是基于并行数据传输技术构建的，并且只能同时执行读取或写入，因此传输相对较慢。另一方面，UFS基于串行数据传输技术，一次只有两个数据通道，传输速度在eMMC暂停。因此，UFS 2.1安装和打开大型游戏或应用程序花费的时间更少。
因此，LPDDR5经常出现在UFS。
然而，UFS终端优势的释放自然取决于整体硬件的变化。
这就有必要提到第三种限制技术——UMCP。
多芯片封装的全称是多芯片封装，它可以简化印刷电路板的结构，提高设计、组装和测试的成品率。
上一代的封装技术eMCP高度集成了eMMC和低功耗的动态随机存储器芯片，从而直接降低了手机的成本，缩短了交货周期。可以说，它为中低端智能手机的普及做出了很大的贡献。
由于它是一种成本人工制品，满足了5G手机全面普及的需求，符合UFS继承eMMC的趋势，新的包装技术uMCP自然取代了eMCP，并开始接管。
三星宣布生产首款12GB LPDDR4X uMCP芯片
UMCP结合了LPDDR和UFS，不仅具有高性能和大容量，而且与PoP封装+分立eMMC或UFS解决方案相比，占用空间减少了40 %空。
三星面向中端市场的12GB uMCP解决方案将24Gb LPDDR4X芯片和eUFS 3.0与非门闪存集成在一个封装中，突破了当前8GB的封装限制，使中端智能手机也能体验到诸如人工智能功能和4K视频等尖端功能。不久前，它被宣布为高端智能手机提供世界上第一个LPDDR5动态随机存取存储器芯片。
然而，3月11日，三星被美光切断了业务，美光创造了业界第一个结合了LPDDR5动态随机存取存储器和UFS闪存的多芯片封装(uMCP)，速度为6400兆位/秒，比上一代接口性能高出50%。
这被视为在解决5G数据瓶颈方面发挥了至关重要的作用。例如，IHS Markit总监迈克尔杨(Michael Yang)声称，美光科技的通用移动通信产品(uMCP)满足了包括5G在内的智能手机的当前和新兴需求。
因此，随着5G网络在未来10年内的完成和普及，以及智能边缘设备的增长，从可视门铃到自动驾驶汽车，对内存和存储的更多需求将得到刺激。从客户的需求趋势来看，美光认为，到2020年，智能手机的平均容量将达到5GB的动态随机存储器和120GB的与非门。
UMCP是5G时代LPDDR5+UFS的理想解决方案。只有将这三者结合起来，5G手机体验才能真正达到一个新的水平。
LPDDR5领先，但5G存储变化仍超出云山
由于5G手机的存储性能依赖于多种技术的综合迭代，我们认为LPDDR5不能自动与“5G旗舰”联系起来，因为现在还为时过早。
原因主要与新技术标准的推广不可避免地面临瓶颈有关。
首先，带有LPDDR5的uMCP芯片更难生产，所以生产成本和购买成本都比较高，更适合用于追求效率的顶级旗舰机型。
2月12日，三星发布了新一代旗舰智能手机Galaxy S20系列，其内存为全球首款LPDDR5，内存为12GB LPDDR5 RAM，版本为5G。美光的LPDDR5采用1Y纳米光刻技术，基于UFS的多芯片封装(uMCP5)技术被应用到智能手机上。具体性能仍有待市场检验。
此外，为了满足更大内存和闪存的需求，需要更强大的“核心脏”处理器和更大的电池容量来确保足够的电池寿命。
这显然不是一件容易的事情，因为盲目增加电池只会增加手机爆炸的风险。如何平衡存储、计算和耐久性的综合体验是测试顶级设计、研发和称重的艺术。这不是一个简单的操作，很容易被供应链解决方案取代。
例如，与eMMC相比，UFS在打开存储文件的速度上没有显著差异。它的体验优势主要是在一些100米以上的大型游戏和文件传输。集成到uMCP之后，能否真正转化为消费者的真正幸福，显然离不开印刷电路板设计、目标优化、实验室测试、生产线质量控制等。
此外，可以预计，随着中国存储行业的发展，例如，长江存储去年刚刚重建了其DRAM业务组，合肥长新LPDDR5也在规划中。未来，这一标准和存储也将成为中低端手机的标准。
今天高举的“5G旗舰标准”旗帜，无论是有毒牛奶还是真正的5G加速器，都只能由消费者自己来检验。
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