Компания Samsung сообщила о разработке энергоэффективной оперативной памяти LPDDR5X DRAM, обладающей скоростью передачи данных до 10,7 Гбит/с на контакт, что является самым высоким показателем в индустрии. Конкуренты ничего подобного предложить пока что не могут.

Источник изображения: Samsung

Память Samsung LPDDR5X DRAM со скоростью 10,7 Гбит/с производится с применением 12-нм техпроцесса. Компания отмечает, что ей удалось разработать самые компактные чипы LPDDR5X на рынке.

Новая память Samsung не только обеспечивает на 25 % более высокую производительность и обладает на 30 % более высокой плотностью по сравнению с предыдущим поколением памяти LPDDR5X, но также позволяет увеличить ёмкость одного комплекта мобильной DRAM до 32 Гбайт, «что делает её оптимальным решением для устройств эпохи искусственного интеллекта, которым требуется высокопроизводительная, более ёмкая и энергоэффективная оперативная память».

Производитель отмечает, что его новая память LPDDR5X сочетает специализированные технологии энергосбережения, такие как оптимизированное изменение мощности, которое регулирует мощность в соответствии с рабочей нагрузкой, а также расширенные интервалы режима пониженного энергопотребления, которые продлевают периоды энергосбережения. Эти улучшения повышают энергоэффективность памяти на 25 % по сравнению с предыдущим поколением, что позволяет мобильным устройствам с её применением обеспечивать более продолжительное время автономной работы.

Массовое производство памяти Samsung LPDDR5X со скоростью 10,7 Гбит/с начнётся во второй половине текущего года, следом за всеми необходимыми проверками со стороны производителей мобильных платформ и устройств на их основе.

Компания Micron сообщила, что приступила к поставкам образцов энергоэффективной оперативной памяти LPDDR5X-9600, производящейся с использованием её самого передового технологического процесса 1β (1-бета).

Источник изображения: Micron

В Micron отмечают, что оперативная память LPDDR5X на техпроцессе 1β предлагает скорость до 9,6 Гбит/с на контакт (LPDDR5X-9600). Пропускная способность памяти более чем на 12 % выше, чем у LPDDR5X-8533 (8,533 Гбит/с на контакт).

Компания также сообщает, что оперативная память LPDDR5X на техпроцессе 1β почти на 30 % энергоэффективнее чипов памяти LPDDR5X на техпроцессе 1α. Micron будет выпускать память LPDDR5X на техпроцессе 1β микросхемами объёмом до 16 Гбайт.

Источник изображения: SK hynix

В свою очередь южнокорейская SK hynix будет поставлять микросхемы памяти LPDDR5T-9600 («T» от «Turbo») объёмом 16 Гбайт, которые работают с напряжением VDD от 1,01 до 1,12 и VDDQ 0,5 В. Для сравнения, максимальное напряжение VDD для памяти LPDDR5X, согласно спецификациям, составляет 1,1 В. Таким образом память LPDDR5T немного выходит за эти рамки.

Микросхемы памяти Micron LPDDR5X-9600 и SK hynix LPDDR5T-9600 совместимы с новейшими флагманскими процессорами Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 с поддержкой генеративного ИИ и будут применяться в смартфонах на их основе. Micron уже приступила к поставкам чипов LPDDR5X-9600 объёмом 16 Гбайт с пиковой пропускной способностью 76,8 Гбайт/с. SK Hynix рассказала, что её микросхемы прошли проверку компанией Qualcomm, поэтому южнокорейский производитель, вероятно, начнёт поставки этих чипов в ближайшее время.

Идея интеграции микросхем памяти на одной подложке или в одной упаковке с центральным процессором не нова: компания AMD её давно обсуждает, а Apple и Intel уже применяют на практике. Последняя из компаний на этой неделе продемонстрировала образец мобильного процессора Meteor Lake с двумя интегрированными на его подложку микросхемами памяти типа LPDDR5X производства Samsung.

Источник изображения: Intel

Как поясняет издание Tom’s Hardware, в конкретном случае в одном корпусе с процессором Meteor Lake расположилась пара микросхем LPDDR5X-7500 совокупным объёмом 16 Гбайт, которые обеспечивают пиковую пропускную способность в 120 Гбайт/с. Компания Apple устанавливает микросхемы LPDDR в один корпус со своими процессорами M1 и M2, а у самой Intel есть опыт интеграции других типов оперативной памяти со своими центральными процессорами, например, в Lakefield. Внешне, правда, показанный Meteor Lake с оперативной памятью напоминает как раз чипы Apple M-серии.

Apple M2 с парой интегрированных чипов оперативной памяти. Источник изображения: Brandon Geekabit (YouTube)

В целом, подложка EMIB и технология упаковки Foveros позволяют компании Intel объединять в одном корпусе сразу несколько разнородных кристаллов. Сами по себе процессоры Meteor Lake, например, используют четыре отдельных кристалла, объединённых на подложке. Добавить ещё кристаллов, например, оперативную память, в целом не составляет труда.

Объединение процессора с микросхемами памяти несёт как преимущества, так и неудобства. К первым можно отнести сокращение занимаемой компонентами на печатной плате площади и повышение скорости передачи информации. Ко вторым относятся усложнение конструкции системы охлаждения, а также повышение уязвимости всей системы в результате выхода из строя интегрированных микросхем памяти. Ну, и главным недостатком становится отсутствие возможности увеличить объём оперативной памяти в конкретном ноутбуке. Для производителей ноутбуков необходимость покупать процессоры с уже интегрированной памятью оборачивается ухудшением условий договора с производителями памяти, поскольку из-за снижения объёмов закупок они уже не смогут влиять на цену в прежних масштабах.

Как считают в SK hynix, полноценный искусственный интеллект появится в наших смартфонах только с дальнейшим ростом объёма памяти мобильных устройств. Новым шагом к этому стал выпуск компанией чипов памяти LPDDR5X объёмом 24 Гбайт — они уже устанавливаются в смартфоны OPPO. За одну секунду новая память способна пропустить через себя 13 фильмов в формате Full HD, и это далеко не предел, границы которого будут отодвигаться всё дальше и дальше.

Источник изображений: SK hynix

Формально массовый выпуск 24-Гбайт микросхем памяти LPDDR5X компания SK hynix начала в ноябре 2022 года. Сегодняшний анонс раскрывает производственные планы компании и позволяет сделать это на фоне вчерашнего анонса смартфона OnePlus Ace 2 Pro 2 с 24 Гбайт оперативной памяти. Кроме OPPO новую память получают другие производители смартфонов, имена которых SK hynix пока не раскрывает.

В основе техпроцесса производства 24-Гбайт микросхем LPDDR5X лежит хорошо известный по выпуску центральных процессоров техпроцесс High-K Metal Gate (HKMG), который представляет собой использование в составе транзисторов с металлическим затвором тонких изолирующих плёнок с высокой диэлектрической проницаемостью. Это позволяет снизить утечки тока и ведёт к снижению энергопотребления при одновременном увеличении скорости работы. По словам SK hynix, это первая в мире мобильная DRAM, выпущенная с применением техпроцесса HKMG.

Микросхемы LPDDR5X ёмкостью 24 Гбайт работают в диапазоне сверхнизкого напряжения от 1,01 до 1,12 В, установленного Объединенным инженерным комитетом по электронным устройствам (JEDEC), и способны обрабатывать 68 Гбайт/с, что эквивалентно передаче 13 фильмов в формате FHD (Full HD) за одну секунду.

«Благодаря своевременной поставке 24 Гбайт LPDDR5X от SK hynix мы смогли первыми выпустить смартфон, оснащенный самой ёмкой в отрасли памятью DRAM, — заявил Луис Ли, вице-президент по маркетингу компании OPPO. — Этот новый смартфон позволит покупателям насладиться оптимизированной многозадачностью, а также увеличенным временем автономной работы».

Подобные телефоны станут незаменимыми в эпоху карманных ИИ, уверены эксперты, что, в свою очередь, продолжит стимулировать развитие рынка памяти.

Отдельно компания SK hynix акцентирует внимание на скорости работы мобильной памяти. Представленная в начале этого года память LPDDR5T (с индексом «Турбо») на практике доказала свою состоятельностью. Так, отдельным пресс-релизом SK hynix сообщила, что новые микросхемы LPDDR5T в составе платформы MediaTek Dimensity показали рабочую скорость на уровне 9,6 Гбит/с на каждый контакт шины данных, что на 13 % быстрее допустимой стандартом JEDEC для памяти LPDDR5X скорости обмена данными.

Вместе с платформами MediaTek новая сверхбыстрая память найдёт применение в точках доступа и будет востребована в других приложениях, где важна скорость работы. Правда, для этого придётся ещё немного подождать, ведь память LPDDR5T и её характеристики пока не получили финальной поддержки комитета JEDEC в виде новых спецификаций или дополнений к стандарту LPDDR5. Ожидается, что это произойдёт до конца года и устройства с памятью LPDDR5T появятся в продаже в 2024 году.

Micron объявила о готовности начать массовое производство чипов оперативной памяти DRAM по «самому передовому в мире» техпроцессу для данных изделий — 1β (1-бета). Компания утверждает, что с данным техпроцессом бросила вызов законам физики — используя весь свой опыт в производстве микросхем, компании удалось избежать применения литографии в сверхжёстком ультрафиолете (EUV).

Micron заявила, что первой в отрасли освоила техпроцесс 10-нм класса 1β. Фактически, это развитие запущенного в прошлом году техпроцесса 1α — чипы, выполненные по новой технологии обладают на 15 % более высокой энергоэффективностью и повышенной более чем на 35 % плотностью битов. Ёмкость одного кристалла может достигать 16 Гбит.

Компания особенно гордится, что в новом техпроцессе ей не пришлось задействовать EUV-литографию, хотя неизбежность её применения в будущем она и признаёт. Но пока что EUV является молодой технологией, потому Micron и не хотела использовать её. Вместо этого компания применила запатентованные передовые технологии с использованием нескольких масок и специальной техники погружения для размещения на кремниевой пластине крошечных элементов с высочайшей точностью.

При этом новый техпроцесс обеспечивает высочайшую плотность размещения ячеек DRAM на кристалле, что позволит уместить больше оперативной памяти в смартфонах, IoT-решениях и прочих устройствах с компактным форм-фактором. Также новый техпроцесс позволяет создавать память с более высокой энергетической эффективностью, что особенно важно не только в мобильных устройствах, но и, например, в дата-центрах данных, ведь им приходится работать со всё большим объёмом данных.

Micron будет массово выпускать память DRAM на техпроцессе 1β на своём заводе в Хиросиме, Япония. Компания утверждает, что уже готова к массовому производству, а также уже начала рассылать чипы памяти LPDDR5X, выполненные по новому техпроцессу, своим партнёрам. Речь идёт о чипах памяти LPDDR5X со скоростью 8500 Мбит/с.

В течение следующего года компания будет расширять портфель продуктов, выполненных на техпроцессе 1β, в том числе памятью для встраиваемых систем, центров обработки данных, клиентских, потребительских, промышленных и автомобильных сегментов, включая графическую память, память с высокой пропускной способностью и многое другое.

Samsung представила самые быстрые чипы оперативной памяти LPDDR5X — они обладают скоростью передачи данных 8,5 Гбит/с на контакт (режим LPDDR5X-8500). Новинки уже прошли проверку для работы совместно с мобильными процессорами Qualcomm Snapdragon. Ещё в минувшем марте компания брала отметку только в 7,5 Гбит/с.

Источник изображений: news.samsung.com

В пресс-релизе, посвящённом выходу чипов нового поколения, компания отметила, что при низком потреблении энергии и высокой скорости память LPDDR востребована не только на мобильных устройствах, включая смартфоны и ноутбуки, но и в сфере высокопроизводительных вычислений (HPC), а также в серверном и автомобильном сегменте. В автопроме память с высокой пропускной способностью актуальна для основанных на алгоритмах искусственного интеллекта платформ автопилота.

В центрах обработки данных LPDDR обеспечивает общее снижение энергопотребления систем, снижая стоимость их эксплуатации, а также сокращая углеродные выбросы и выделение тепла, ограничивая тем самым влияние дата-центров на процессы изменения климата. Потребность в передовых чипах памяти продолжает расти, отмечают в Samsung, и в обозримом будущем компания прогнозирует расширение её присутствия на рынках систем искусственного интеллекта и метавселенной.

Китайский производитель микросхем Innosilicon сообщил, что смог заставить чипы памяти LPDDR5X работать на впечатляющей скорости — 10 000 Мбит/с. Это на 17 % выше 8533 Мбит/с, которые являются максимальной частотой в утверждённой комитетом JEDEC спецификации для LPDDR5X. Кроме того, китайский производитель смог снизить задержки чипов памяти LPDDR5X.

Источник изображений: Innosilicon

Чипы памяти LPDDR5X в перспективе будут использоваться в составе мобильных устройств нового поколения. Различные производители в настоящий момент проводят их проверку. Не так давно, например, компания Qualcomm сообщила, что провела валидацию LPDDR5X DRAM производства компании Samsung для работы с будущими смартфонами на базе процессоров Snapdragon. Samsung анонсировала первые в отрасли 14-нанометровых 16-гигабитных чипов памяти стандарта LPDDR5X в ноябре прошлого года. На тот момент компания сообщила, что её чипы памяти смогут работать со скоростью до 8500 Мбит/с. Валидацию к настоящему моменту прошли микросхемы со скоростью до 7500 Мбит/с.

Похоже, что Innosilicon собирается выпустить на рынок ещё более скоростные микросхемы LPDDR5X-10000. Согласно спецификациям JEDEC, память стандарта LPDDR5X-8533 способна обеспечить пропускную способность до 68,2 Гбайт/с. А LPDDR5-6400 способна передавать до 51,2 Гбайт/с. В случае с чипами памяти LPDDR5X-10000 речь идёт о пропускной способности на уровне 80 Гбайт/с, что на 17 % выше максимального показателя, заявленного JEDEC для этого вида памяти, и на 56,2 % выше, чем у LPDDR5-6400.

Innosilicon также отмечает, что её удалось на 15 % снизить задержки в работе чипов LPDDR5X-10000. В сочетании с высокой скоростью передачи данных эти микросхемы предложат значительную прибавку в производительности для самых разных устройств — от 5G-смартфонов и гарнитур виртуальной реальности, до автомобильных систем автономного вождения.