IP进化 LPDDR5潮起

集微网报道，内存技术的进阶就如一道“指挥棒”，指引着应用焕发新生机。随着小米10全球首发LPDDR5成为热点，成功让LPDDR5站上了“热搜”。

作为Low Power Double Data Rate(低功耗内存)，小米首发LPDDR成为LPDDR5浪潮兴起的一重浪花，而其必然是内外合力的诉求所致。一方面，AI、5G和云计算等新兴应用带来数据吞吐量的成倍增长，需要更高的内存带宽加以“成全”，成为推动LPDDR向前进阶的驱动力；另一方面，上下游厂商齐齐助力，无论是新思科技（Synopsys）等IP厂商，还是内存厂商如三星、美光以及合肥长鑫等，以及小米、三星等下游厂商，皆协同共促产业链，让LPDDR5发展进入了快车道。随之而来的是，如何选择理想的内存技术来满足目标应用的需求成为新的挑战。

应用开花

相对上一代的LPDDR4x，LPDDR5在速率、功耗和性能等方面均实现了跨越性的升级换代。

2019年2月，JEDEC发布了LPDDR5 标准，速度从LPDDR4的3200Mbps 提升到 5500Mbps，每秒可传送44GB数据。而且LPDDR5采用了多Bank Group模式，相比LPDDR4x仅支持Single Bank Group，增加了更多的并行数据通路，提升了数据传输带宽。此外在功耗方面，LPDDR5内部有三组电压，搭配新加入的DVFSC和DVFSQ功能，进一步降低功耗达20%。

从新思IP产品经理的观点来看，除上述优势之外，LPDDR5还可在较低的I/O电压（0.5V）下运行，此外LPDDR5标准还具有诸多较高的RAS即可靠性、可用性、可维护性特性。因此，LPDDR5在高性能应用中将大受欢迎。

承接这一波的技术“升级”，目前主流厂商如三星、美光、SK海力士进入LPDDR5领域竞争角逐。国内的合肥长鑫正在加快进度，在实现8Gb DDR4量产之后，预计今年下半年制造LPDDR4/4X，LPDDR5则尚在规划中。

对于一直追求“更轻更快更强”的智能手机厂商而言，采用LPDDR5，亦意味着速度更快、更加省电，用户体验将更好。三星、小米等发布的旗舰手机都以LPDDR5内存为卖点，在打开这一波“预热”行情之后，预计到2020年底，大多数的主流旗舰机也将跟风而至，将LPDDR5纳入到“标配”。

而且，不止于智能手机市场，LPDDR5在平板电脑应用也风生水起。而随着汽车越来越自动化和AI化，未来汽车领域也会有越来越多的LPDDR5被采用。显然，LPDDR5已成为2020年的趋势，LPDDR5元年的步伐已然趋近。

LPDDR5的“声名鹊起”，预示着LPDDR技术进入一段新航程，与行业应用亦将交互辉映。

IP助力

而LPDDR5市场的蓬勃兴起，与LPDDR5的表现直接“正相关”，这引发了最本质的“追问”，如何能让SoC 设计人员选择合适的IP，以“匹配”必要的性能、容量、功率和面积？正如同IC设计需要各类IP的有效组合才能实现价值一样，LPDDR5发挥出色的性能亦需要IP的“神助攻”。

要知道，为满足LPDDR5标准的关键功能，例如速度、时钟、工作电压、DRAM拓扑等，对IP的要求当然也在走高。一些IP厂商应时而动，在LPDDR5 IP层面不断出新，以承接技术的新一轮引爆。

新思工程师对此表示，在IP层面，除在性能上对标高带宽、低功耗，支持6400Mbps的数据速率，提供多种功能支持低功耗之外，更重要的是需要提供包括LPDDR5控制器、PHY、验证IP的全面解决方案。

为此，在IP领域驰骋的新思先行而动，2018年就推出全新Design Ware存储器接口IP解决方案，支持LPDDR5 SDRAM，并不断加以完善。最近，又推出运行速度达3.6 Gbps且经验证的HBM2E PHY IP核，打造更完整的存储器接口IP解决方案。

全面解锁

相比同类IP，新思LPDDR5 IP刷新了革新的力度。

“一是通过PHY中的嵌入式校准处理器进行固件训练，优化启动时的内存训练，以实现系统级别的最高数据可靠性裕度。同时，可快速更新训练算法，无须更改硬件。二是输入接收器中使用判决反馈均衡器降低了符号间干扰对提高信号完整性的影响。三是可靠性、可存取性、可维护性功能，包括内联或纠错码、奇偶校验和数据循环冗余校验，可减少系统停机时间。四是新思的信号/电源完整性专业技术可加快设计完成时间和提高设计可信度。”新思工程师具体介绍了IP优势所在。

正如新思工程师总结所言，新思提供完整的IP解决方案， LPDDR5 IP解决方案可以6400 Mb/s的速度运行，功耗和面积最优化，高级功能支持最新的LPDDR5规范。此外，硅验证IP可用于包括FinFET在内的一系列节点，从而有助于加速高性能计算、汽车和移动领域最复杂应用的SoC设计。

对于可验证IP的重要性或许存储大厂最有发言权。SK海力士相关负责人就指出，SK海力士正大力投资开发强大的DRAM，以期提供更高的容量和处理速度。通过持续与新思合作，可为客户提供经过充分测试并与DesignWare HBM2E IP核具有互操作性的高性能HBM DRAM方案，从而满足先进工艺中计算密集型芯片所需的容量、吞吐量和功率要求。

特别值得一提的是，通过台积电公司CoWoS先进封装技术验证，新思科技DesignWare HBM2E PHY IP核提供符合JEDEC HBM2E SDRAM标准的微凸块阵列，达到最短的2.5D封装路径以及最高的信号完整性。

而新思的LPDDR5 IP并不是“单打独斗”，通过多年积累的EDA工具和IP优势，新思还可为客户提供包括硬化选项、信号完整性/电源完整性分析、验证模型、原型设计和仿真支持等高附加价值。

通过这一系列的“全垒打”组合，新思包括LPDDR5/4/3/2 IP核在内的全面存储器接口IP核解决方案，已在数百个设计方案中得到了充分验证，并在数百万个芯片中使用。

正如新思解决方案事业部营销高级副总裁John Koete所强调的，新思提供了一系列经验证的DesignWare内存接口IP核解决方案，具有领先的功耗、性能和面积优势，可满足最具挑战性的吞吐量需求。

无论是IP、存储厂商还是应用方，看来已做好万全准备，合力缔造和书写LPDDR5产业链的新价值。

（校对/范蓉）