O pamětech DDR5, které letos poprvé přijdou do PC s rychlostmi počínajícími na DDR5-4800 (efektivně 4800 MHz), se dalo říct, že konečně zahladí tu nespravedlnost, že mobilní zařízení s pamětí LPDDR4X měla mnohem rychlejší paměti než PC s DDR4. Dlouho nám ta satisfakce ale nevydrží, protože na trh přichází LPDDR5X. Ta přinese mobilům paměti s propustností, o které se nám ani nesnilo, takže zařízení s nimi budou zase hodně napřed.
Mobilní paměti typu LPDDR jsou technologicky odlišné od klasických pamětí pro PC. Kromě úspornějšího provozu (větší výdrž zařízení na baterie) se hodně liší použitím rozhraním a připojením k procesoru. Podporují pouze pevné připájení na desku a čip musí být poměrně blízko k paměťovému řadiči. Za těchto podmínek se spotřebuje o dost méně energie při komunikaci s těmito pamětmi a zároveň se tak dá dosáhnout vysoké rychlosti (propustnosti) – podobně jako u pamětí GDDR používaných pro GPU. Nevýhoda je, že tyto paměti nelze osazovat do slotů a tím jsou omezené výsledné kapacity. Upgrade kapacity, který je zase výhodou běžné DDR4/DDR5, je u LPDDR nemožný.
LPDDR5X přichází
Doteď byly nejmodernější paměti tohoto typu na trhu LPDDR5, u nichž standard JEDEC podporuje jako nejvyšší efektivní frekvenci 6400 MHz (LPDDR5-6400). JEDEC ale nyní oznámil novou vylepšenou verzi této technologie, která se jmenuje LPDDR5X a přináší různá evoluční zlepšení technologie, které umožní další zvýšení efektivních frekvencí. Ty dosáhnou až 8533 MHz. Tímto se vlastně výkon pamětí LPDDR5X dostane na dvojnásobek proti LPDDR4X-4266. (Toto není samozřejmě reálná frekvence, striktně vzato by se mělo mluvit o megatransferech za sekundu, MT/s, nebo o Mb/s přenesených na jeden bit šířky paměťové sběrnice.)
Čipy LPDDR5 (Zdroj: Samsung)Při frekvenci 8533 MHz (efektivně) dosáhne teoretická propustnost pamětí 68,26 GB/s při použití 64bitového rozhraní (což je u DDR4 jednokanálový řadič, ale u LPDDR jsou to dva 32bitové nebo čtyři 16bitové kanály). Pokud by procesor použil 128bitovou šířku, dostane tedy 136,5 GB/s. Velký přínos by to mohlo mít zejména pro výkon integrovaných GPU.
Změny umožňující vyšší frekvence
Jak už bylo řečeno, LPDDR5X je evoluční vývoj z LPDDR5, nejde tedy o novou technologii jako u DDR5 ve srovnání s DDR4. Zároveň ale také nejde jen o to, že by LPDDR5 na vyšších frekvencích dostala pro marketingové účely jiný název. Standard JEDEC definuje různé změny, které jsou pro provoz na 8533 MHz nutné. Jde o poměrně nízkoúrovňové funkce, které pomáhají dosáhnout stability při těchto rychlostech a týkají se třeba trénování/kalibraci řadiče při spuštění nebo kompenzace ztrát při přenosech.
Standard také pro LPDDR5X povoluje latence o vyšším počtu cyklů, zřejmě úměrně k tomu, jak se zvyšuje efektivní takt. Změna je také v tom, že zatímco LPDDR5 podporuje paměti s 8 nebo 16 banky, u LPDDR5X už je podporovaná jen konfigurace s 16 banky. Ta by měla vést k lepšímu výkonu. Detaily o těchto vlastnostech LPDDR5X popisovala na jaře firma Cadence, která bude jako obvykle poskytovat IP pro implementaci řadiče. Stejně tak by mělo podporu nabízet i IP od Synopsys.
Změny v pamětech LPDDR5 (Zdroj: Cadence)Paměti LPDDR5X budou opět v propustnosti napřed před DDR5. Ta, jak už bylo řečeno, bude začínat na přenosové efektivní rychlosti DDR5-4800, byť v budoucnu asi také uvidíme navýšení. Přetaktované moduly pro nadšenecká PC budou pomocí profilů XMP opět dostupné i na vyšších taktech, víme například o chystaných modulech přetočených na rychlost DDR5-7200, nicméně budou asi i rychlejší. To však není standardizované se zvýšeným napětím a spotřebou a nemusí vám automaticky všude fungovat. Výkon mobilních zařízení v tomto tedy bude mít výhodu proti PC, kterou využívá třeba i Apple u svých počítačů s procesorem ARM, které LPDDR (nyní LPDDR4X) používají a benefitují z vysoké propustnosti a nízké spotřeby těchto pamětí.
V zařízeních až za nějakou dobu, plus minus 2023?
ARM procesory podporující LPDDR5X zatím myslím nebyly oznámené, takže asi ještě potrvá nějaký ten rok, než by se tato technologie mohla objevit v reálu. Nejdřív by to tedy asi mohlo být někdy v roce 2022, ale klidně také až v následujícím roce.
Čip s pamětí LPDDR4 u 8GB Raspberry Pi 4 Model B (Zdroj: Raspberry Pi Foundation)V x86 procesorech pro notebooky od Intelu a AMD by se tato technologie asi mohla objevit ještě o něco později, protože LPDDR5 také začaly podporovat až delší dobu po čipech ARM. LPDDR5 například měly podporovat novější revize procesorů Tiger Lake, ale zatím se to zřejmě v noteboocích nepoužívá. U AMD bude první procesor s LPDDR5 až APU Van Gogh (podle jiných zdrojů „Aerith“) v handheld konzoli Steam Deck od Valve. Podporu LPDDR5X zatím žádné uniklé roadmapy AMD neukazují. Ale u Intelu už možná záchytný bod máme. Pode tohoto dokumentu by LPDDR5X už mohly umět procesory Raptor Lake, což bude evoluce procesorů Alder Lake na 7nm procesu Intelu (dříve označovaném jako 10nm, mezitím ale Intel procesy přečísloval).
