JESD209-6 是 JEDEC 最近發(fā)布的 LPDDR6（低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率 6）標(biāo)準(zhǔn)，代表了存儲(chǔ)技術(shù)的重大飛躍，特別是對(duì)于功率預(yù)算有限的設(shè)備而言。它對(duì)于下一代移動(dòng)設(shè)備、人工智能應(yīng)用和邊緣計(jì)算至關(guān)重要，在這些領(lǐng)域，高性能和能效至關(guān)重要。它還有望幫助限制數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的功耗。

一些關(guān)鍵功能和改進(jìn)包括增加帶寬（路徑高達(dá) 38.4 Gbps）、更低的能耗以及增強(qiáng)的可靠性、可用性和可維護(hù)性 （RAS）。

例如，數(shù)據(jù)總線反轉(zhuǎn) （DBI） 旨在提高內(nèi)存作的性能和能效。每行激活計(jì)數(shù) （PRAC） 通過監(jiān)控和管理行激活來幫助維護(hù) DRAM 數(shù)據(jù)完整性，防止?jié)撛诘臄?shù)據(jù)損壞。（圖 1）。

圖 1.LPDDR6支持更高的帶寬、更低的功耗和更高的可靠性。（圖片來源：Tweak Town)

深入研究細(xì)節(jié)

架構(gòu)和設(shè)計(jì)改進(jìn)的結(jié)合使 LPDDR6 能夠在 64 位總線上提供高達(dá) 38.4 GB/s 的最大帶寬，是 LPDDR5 初始能力的兩倍。LPDDR6 還提供了更大的靈活性，可實(shí)現(xiàn)更微調(diào)和性能優(yōu)化。

雙子通道架構(gòu)支持每個(gè)子通道 12 條數(shù)據(jù)信號(hào)線 （DQ） 和 4 個(gè)專用命令/地址 （CA） 信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)訪問，并能夠根據(jù)需求變化優(yōu)化通道性能。

LPDDR6 中的信道寬度已從 LPDDR5 中的 16 位增加到 24 位。結(jié)合雙子通道，更寬的通道進(jìn)一步增強(qiáng)了整體內(nèi)存帶寬。這可能導(dǎo)致智能手機(jī)的帶寬從 64 位增加到 96 位，筆記本電腦的帶寬從 128 位增加到 192 位。

最后，LPDDR6 支持 32 字節(jié)和 64 字節(jié)突發(fā)之間的實(shí)時(shí)突發(fā)長度控制，有助于優(yōu)化帶寬和功耗。這對(duì)于處理可變 AI 工作負(fù)載的邊緣設(shè)備尤為重要。

有幾種降低功耗的新工具，包括 DBI 和添加第二個(gè)電源域。DBI支持功耗和降噪。

如果達(dá)到“0”位的預(yù)定閾值，則整個(gè)字節(jié)將反轉(zhuǎn)，所有位從 0 翻轉(zhuǎn)到 1，反之亦然。專用的 DBI 位用于指示數(shù)據(jù)已反轉(zhuǎn)。反相旨在減少高到低轉(zhuǎn)換的次數(shù)，從而降低開關(guān)噪聲和功耗。

LPDDR6 還支持更復(fù)雜的電源管理，具有兩種效率模式。靜態(tài)效率模式專為持續(xù)的高吞吐量 AI 工作負(fù)載而設(shè)計(jì)。動(dòng)態(tài)效率模式有助于優(yōu)化低帶寬場景（如處理傳感器數(shù)據(jù)）的性能。

在動(dòng)態(tài)效率模式下運(yùn)行時(shí)，使用單個(gè)子通道。此外，LPDDR6 還增加了第二個(gè)電壓域 VDD2，支持低活動(dòng)期間的低功耗動(dòng)態(tài)電壓和頻率縮放 （DVFSL）。

可靠性

當(dāng)然，如果數(shù)據(jù)不可靠，高帶寬和低功耗就沒有用。LPDDR6 具有多項(xiàng)專門用于確保 RAS 的功能。PRAC 監(jiān)控和管理行激活，幫助確保數(shù)據(jù)完整性。內(nèi)存內(nèi)置自檢 （MBIST） 支持原位測試，有助于診斷和排除潛在問題。

LPDDR6 支持片上糾錯(cuò)碼 （ECC），用于檢測和糾正硬件級(jí)別的內(nèi)存錯(cuò)誤，支持命令/地址 （CA） 奇偶校驗(yàn)，用于檢測命令和地址傳輸期間的錯(cuò)誤。

如果檢測到錯(cuò)誤，錯(cuò)誤清理功能有助于在存儲(chǔ)單元中發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)糾正錯(cuò)誤，以免它們累積并影響系統(tǒng)可靠性。分拆元模式支持為關(guān)鍵任務(wù)分配特定內(nèi)存區(qū)域，隔離和保護(hù)重要數(shù)據(jù)和作。

圖 2.同時(shí)支持 LPDDR6 和 LPDDR5 的內(nèi)存控制器 IP 框圖，旨在最大限度地提高功耗、性能和面積 （PPA）。（圖片來源：Cadence)

LPDDR6 內(nèi)存控制器

LPDDR6 內(nèi)存控制器已經(jīng)上市。有些同時(shí)支持 LPDDR6 和 LPDDR5，以實(shí)現(xiàn)兩代技術(shù)之間的平滑過渡。控制器支持原生集成到單片系統(tǒng) （SoC） 和多芯片解決方案中。

支持高級(jí)內(nèi)存接口，如 Arm AMBA AXI 總線。內(nèi)存控制器以軟寄存器傳輸電平 （RTL） 宏的形式作為可重用塊提供（圖 2）。

總結(jié)

JESD209-6，通常稱為 LPDDR6，已針對(duì)在智能手機(jī)和筆記本電腦等功率有限的平臺(tái)上運(yùn)行 AI 應(yīng)用程序進(jìn)行了優(yōu)化。與 LPDDR5 相比，它提供了更高的帶寬、更低的能耗以及增強(qiáng)的可靠性、可用性和可維護(hù)性。最初的 LPDDR6 控制器 IP 也支持 LPDDR5，以簡化向新技術(shù)的遷移。