东芯：从DDR3到LPDDR4(X)，看产品细分差异优化发展

作者：爱集微 2023-02-28

来源：东芯 #东芯# #DDR#

DDR从诞生开始，就由于其在时钟上升沿和下降沿均可进行数据传输，相较之前SDR单边传输，以double date rate的速率优势，极大提高了带宽，逐步成为最主流的DRAM产品。伴随对传输速率及性能不断提高的市场需求，更高的频率要求更精确的双边采样，移动互联网时代更低功耗的产品需求对电源/接口等设计都有着新的挑战。DDR也就因此的逐代发展起来了。

DDR1/DDR2目前已基本退出主流市场，所以我们从DDR3开始，从上述方面看下DDR3/DDR4/LPDDR4(X)之间的区别。

1.时钟频率

DDR3：在533Mhz到1067Mhz之间，也就是1066Mbps到2133Mbps。

DDR4：一般1066Mhz起步，高达2133Mhz。

LPDDR4(X)：一般也是这个范围，因其为低功耗产品，所以目前主要应用1866Mhz及2133Mhz。

2.电压

DDR3：标准电压是1.5V，低电压版本是1.35V。

DDR4：标准电压是1.2V，

有高频内存条电压为1.35V。

LPDDR4：VDD1是1.8V，

VDD2和VDDQ均为1.1V。

LPDDR4X：VDD1是1.8V，

VDD2是1.1V，

VDDQ电压更低至0.6V。

LPDDR4X可以视为LPDDR4的更节能优化版本。它具有与LPDDR4相同的频率，带宽。它将I / O电压降低近了50％（1.1至0.6V），从而大大降低了存储器以及存储器控制器的功耗，总功耗降低约10-20％

更低的电压不仅功耗和发热会有所下降，稳定性也会提升不少。功耗降低除了和供电电压有关，更重要的是以相关的接口设计得以实现。

3.内部访问

如何满足越来越高速的外部时钟需求?

这就是prefetch概念，这个在SDR时代没有，因为那时的单边低速不需要内部prefetch。

DDR1：需要提前并行的取2bit数据，后转成串行以满足外部的高速传输。

DDR2：需要4bit。

DDR3/DDR4：需要8bit，突发长度也为8 或chop 4（只取用一半的数据）。

LPDDR4(X)：预取宽度更宽为16，而突发长度为16或32。

读取数据时并转串的概念可参见上图所示

4.容量

各代DDR的颗粒及内存条最大容量正在变大

DDR4在使用了3DS堆叠封装技术后，单条内存的容量最大可以达到DDR3产品的8倍之多。

举例来说:

目前常见的DDR3大容量内存单条容量为8GB（单颗芯片512MB，共16颗），而DDR4则完全可以达到64GB，甚至128GB。

LPDDR4X命令和地址总线已保留有6位SDR空间，它占用的片上空间更少，单个封装最多可以包含12GB的DRAM。

可参考上表各代LPDDR涉及到的主要区别

虽然目前市场已向速率更快技术更先进的DDR5/LPDDR5发展，但LPDDR4(X)仍然在不少应用中的占据主流市场，甚至DDR3因兼容性等因素依然也有自己的应用机会，受供需关系影响，有时DDR3的价格还会高于DDR4等。

所以，作为国产存储芯片设计企业，东芯半导体在追赶国际领先大厂的同时，也是稳扎稳打，从DDR3开始，目前即将推出LPDDR4X系列的DRAM产品。以下是东芯半导体DRAM产品简要，具体的产品信息和应用，敬请持续关注东芯半导体公众号及网站的相关更新（点击下方小标题查看产品详情）。

· DDR3（L）·

东芯的DDR3（L）产品具备高传输速率以及低工作电压。可提供1.5V/1.35V两种电压模式，具有标准SSTL接口、8n-bit prefetch DDR架构和8个内部bank的DDR3 SDRAM，是主流的内存产品。在网络通信，消费电子，智能终端，物联网等几乎所有电子产品领域都有广泛应用。

· LPDDR1/2/4X ·

东芯的LPDDR系列产品具有LPDDR1, LPDDR2, LPDDR4X三个系列。LPDDR1的核心电压与IO电压均低至1.8V，LPDDR2的VDDCA/VDDQ低至1.2V，LPDDR4X的VDDQ更低至0.6V，因此非常适合应用在各种移动设备中。LPDDR系列产品将广泛应用于可穿戴/遥控设备等便携式产品。