2020年2月6日，美光科技宣布交付全球首款量產(chǎn)的低功耗DDR5 DRAM 芯片，隨后，三星S20系列和小米10系列手機(jī)先后發(fā)布，全新的LPDDR5內(nèi)存成為兩家的共同賣點(diǎn)之一，這也預(yù)示著DDR5的時(shí)代即將到來(lái)。今天我們就來(lái)聊一聊DDR5的發(fā)展過(guò)程，設(shè)計(jì)難題以及如何通過(guò)仿真來(lái)應(yīng)對(duì)DDR5設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

01. DDR技術(shù)的發(fā)展歷程

02. DDR5的出現(xiàn)，帶來(lái)了哪些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)？

03. 如何通過(guò)仿真及建模中的創(chuàng)新克服DDR5技術(shù)挑戰(zhàn)

04. DDR5仿真解決方案

05. DDR5仿真實(shí)例

01DDR技術(shù)的發(fā)展歷程

在計(jì)算機(jī)和移動(dòng)設(shè)備中，DDR是數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，CPU所需訪問(wèn)與處理的數(shù)據(jù)幾乎都會(huì)經(jīng)過(guò)這里。與此同時(shí)，除了暫存CPU運(yùn)算數(shù)據(jù)，DDR還需要承擔(dān)與外部?jī)?chǔ)存器交互數(shù)據(jù)的使命。隨著CPU處理能力的不斷提高，對(duì)DDR的速度和容量的要求也在不斷地提升。

從DDR的發(fā)展圖中可以看到，DDR的傳輸速率在成倍提升，而其迭代速度也在不斷加快。

如今，占據(jù)著主流市場(chǎng)的是從2014年底開始上市的DDR4。較低的工作電壓以及最高可達(dá)4266MT/s的傳輸速率，使其達(dá)到前代DDR3三倍速率的同時(shí)，擁有更低的功耗。

但是，隨著CPU的核數(shù)不斷增多，內(nèi)存的性能又將成為新的瓶頸。因此JEDEC協(xié)會(huì)早在2017年就開始和各大SDRAM廠商協(xié)作，著手起草DDR5標(biāo)準(zhǔn)，DDR5技術(shù)規(guī)范草案和LPDDR5的更新標(biāo)準(zhǔn)都已公布，不過(guò)至今還未推出正式版本。

目前而言，DDR5的最高速率預(yù)計(jì)可以達(dá)到8.4GT/s，是DDR4的兩倍。同時(shí)，工作電壓也從1.2V降低到了1.1V，這也意味著DDR5在性能提高的同時(shí)，進(jìn)一步降低了功耗。

02 DDR5的出現(xiàn)，帶來(lái)了哪些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)？

DDR5的速率最高超過(guò)8.4GT/s，達(dá)到了前代DDR4最高速率的兩倍。更高的速率，帶來(lái)出色性能的同時(shí)，不可避免的提升了設(shè)計(jì)的困難。