5G手机中出现了一个新名词—— LPDDR5 内存

今年我国迎来了 5G 手机爆发之年。据市场调查公司分析，2020 上半年我国本土 5G 手机品牌就已占了全球 75% 的份额。相信很多消费者也在考虑是否去换一部 5G 手机。但是他们也是有顾虑的：5G 是什么？5G 手机到底能干啥？另外，一些 5G 手机中出现了一个新名词—— LPDDR5 内存，是怎么回事？

5G 时代好在哪儿？

5G 是第五代通信系统的简称，是从 2019 年开始进入大家的视野的 —— 2019 年 6 月 6 日，工业和信息部向中国移动、中国电信、中国联通、中国广电四家企业颁发了基础电信业务经营许可证，批准经营“第五代数字蜂窝移动通信业务”，至此，我国正式启动 5G 商用。

实际上，5G 不是突然发生的，可谓水到渠成。回顾移动通信发展历程，大约每 10 年更新一次，比如上世纪 90 年代是 2G，2000 年开启 3G，2010 年是 4G，步入 2020 年，当然步入 5G 时代了。

那么，5G 的优势是什么呢？

5G 的速率更快，可达 10Gbps（10千兆比特每秒），是 4G 的 10~100 倍。有一个经典的“ 5G 之花”，说明了 5G 比 4G 的优势，可见除了速率更快之外，5G 空中接口的时延更低，只有 4G 的 1/5；峰值速率更高，是 4G 的 20 倍；移动性更快，是 4G 的 4 倍等特点。

实际上，手机只是 5G 的一部分应用。5G 主要适合三大类应用：增强移动宽带场景，低延时高可靠场景，低功耗大连接场景。总而言之，5G 开启了万物互联的新时代，而手机只是属于第一种应用——增强移动宽带的场景之一，不过，是第一个也是非常重要的应用噢。

5G 手机能干什么？

5G 手机属于增强移动宽带场景的应用之一。那么，为什么要买一部 5G 手机呢？

最为直接的答案便是：可以极大地提升手机上网体验。因为 5G 有更大的吞吐量，更大容量的存储，更大的屏幕，让 5G 手机的体验更好。例如传输高清视频、手机拍照、语音、玩游戏、人工智能等。

常言道“买新不买旧”，拥有了 5G 手机，就可以跟着 5G 发展的节奏走。在未来，5G 手机还会带来如下功能：

边缘计算

智能手机的边缘计算就能够成为一个数据处理的枢纽，能够支持数据处理、人工智能并且减轻云计算的负载，使得很多云计算功能转移到手机计算，并且能把云计算和手机的计算枢纽进行无缝的对接和联合。

多任务处理

现在已经出现了真正的多任务处理，例如在去年的“世界移动大会”上已经推出了可折叠屏的手机。这么大的一个手机屏幕可以同时运行 2 个 App，而且可以在这 2 个 App 之间非常自由复制、粘贴，就像现在大家在台式电脑上的操作那样。另外，能同时使用更多的媒介，可以一边快速地下载高清视频，一边进行流媒体播放，实现 360° 的视觉体验。

虚拟现实

说了多年的虚拟现实也将在手机上实现。用户在看虚拟现实的时候能去感知、观察，就像是看真的现实一样。例如，球迷可以从体育场的各个角度去身临其境观看一场足球赛，而本人都不用离开他的客厅！

游戏

游戏方面，游戏玩家可以把自己的手机当成一个操作的枢纽，直接投屏到电视上，实现无缝的体验。

人工智能交互

手机上的人工智能交互会很普遍，5G 带来流畅的体验。

物联网

会成为物联网的中枢，可以通过手机控制物联网设备，比如用手机控制房屋上的太阳能电池板，控制家中的空调等，手机相当于遥控器。

硬核配置：LPDDR5 内存

在 5G 手机中，出现了一个新名词：LPDDR5。例如小米 10/Pro 发布时，小米的掌门人雷军先生称搭载了美光科技公司的 LPDDR5 内存，带来了强悍的性能，例如与前代产品相比，数据访问速度提升了 50%，在游戏场景下功耗降低了约 20%！无独有偶，此后，更多的手机厂商推出了带 LPDDR5 的手机。

LPDDR5 是什么？与常说的电脑上的 DDR 是什么关系？

LPDDR 是针对 RAM（运行内存）的低功耗 DDR 内存，全称 Low Power Double Data Rate（低功耗双倍数据速率内存），是美国 JEDEC 固态技术协会面向低功耗内存而制定的通信标准，以低功耗和小体积著称，专门用于移动式电子产品。而 LPDDR5 就是最新的标准。

LPDDR5 的标准是将以 6400MT/s 的速率运行，是 LPDDR4 的 2 倍，比最接近的标准 LPDDR4X 快 50%。

例如，当前智能手机所需应对的数据吞吐量正加速增长，对手机瞬时处理数据的能力（即内存性能）提出了更高要求。如果我们看一下 2020 年小米 10 智能手机所配备的美光的 LPDDR5 内存，就会发现其速率达到了 5500Mbps，相当于每秒可传送 44GB 数据，大约为 12 个高清视频文件（3.7GB/个）。CPU 把需要运算的数据调到内存中进行，运算完成返回结果。内存对手机的稳定运行至关重要，高性能内存对手机整体流畅度的提升大有裨益。

比如手机拍照，它涉及了大量的数据运算，尤其是手机相机像素已进入到亿级的现在，如果内存性能低下，传导数据慢，就会造成拍照延迟；44 GB/s 的传输速率对游戏玩家来说更是巨大的利好消息；而 2K 120Hz 高刷新率屏幕需要很高的带宽，想不用 LPDDR5 都不行。同时，LPDDR5 的电压非常低，它可以做到和其他芯片堆叠在一起，而且发热和功耗还会进一步降低。

根据小米用户续航 DOU 测试结果看，美光的 LPDDR5 对比 LPDDR4X 续航优势明显。

综合场景下，用户续航提升约 10%。

在游戏（王者荣耀）场景中，省电约 20%。

在微信语音和视频场景中，省电约 10%。

为何桌面级的 DDR 内存只有 4，

低于手机的 LPDDR5？

LPDDR 内存在便携设备的功耗占比高，因为担负着数据吞吐这一身份的重任，因而技术的迭代对于手机性能和功耗更重要。所以相比较于 DDR 内存，LPDDR 内存更容易被用户感知。

相比之下，电脑对功耗的要求没有那么高，也没有那么敏感。

因此，DDR5 的正式规范标准今年才刚完成制定，即使标准制定完成，今年也不会看到很多搭载 DDR5 内存的电脑。而 LPDDR5 则是今年绝大部分旗舰机型的标配。

实际上，LPDDR 和 DDR 之间的关系很密切，简单来讲，LPDDR 是在 DDR 基础上演化而来的。比如，LPDDR2 是在 DDR2 基础上演化而来的，依此类推。但从第四代开始，二者开始走上不同的发展道路，DDR 仍然通过提高核心频率来提升性能；而 LPDDR 为了获得更低的功耗，选择提高 Prefetch 预读取位数来提升性能。具体来说，LPDDR4 是用两个 16 位通道组成 32 位总线，而 DDR4 却具备原生 64 位通道；LPDDR4 的 Prefetch 预读取位数为 16bit，而 DDR4 为 8bit；这在实际运算过程中，DDR4 的性能利用率会更高，但 LPDDR 却可以用更低的功耗来获取更高的理论性能。

另外，在投入商用的先后方面，LPDDR4 抢在 DDR4 之前登陆消费者市场。如今，LPDDR5 再次成功抢跑 DDR5，在 DDR5 规范还没正式确定的时候已经完成了量产，LPDDR5 自然也不是根据 DDR5 的基础上改进而来，而是在 LPDDR4X 的基础上针对移动平台重新设计的新一代低功耗内存规范。当然，由于设计的不同，二者各有千秋， DDR 的性能利用率会更高；LPDDR 的功耗更低。

手机内存的未来

可见，LPDDR5 也是一个正常的技术迭代，就像从 LPDDR3 到 LPDDR4，再到 LPDDR4X 一样，而且今后还会有长期的发展路线图。

技术迭代的背后，是强大的工艺后盾。5G 时代高速传输速率的提升首当其冲的会对手机内存的读写速度提出更高的要求，同时因为射频模组尺寸的增大，留给内存空间的板级尺寸进一步被压缩，而高清视频和高速传输往往意味着高存储空间的占用，比如 4G 时代网速只能支持在线收看 720P 标清的电影，差不多 1.5G～6G 容量之间，但是到 5G 时代超清或者蓝光将成为可能，这时候应用空间需要达到 20-40G 左右。这些全新的技术挑战需要存储器厂商更好的提升存储容量密度和读取速度。

提升存储密度最好的办法是采用更为先进的工艺，例如美光在 LPDDR5 产品中采用了目前存储芯片制程中最先进的 1Z 纳米的制程技术工艺。然而 1Z 纳米技术并不是工艺的极限，在 1Z 纳米之后，还会有 1α、1β、1γ 等 10 纳米级制造的工艺。

那么，1Y、1Z 是什么意思呢？首先，20 纳米相当于一根头发丝直径的三千分之一。在内存工艺进入 20nm 之后，由于制造难度越来越高，内存芯片公司对工艺的定义已经不是具体的线宽，而是分成了 1X、1Y、1Z，1X 工艺相当于 16~19 纳米、1Y 相当于 14~16 纳米，1Z 相当于 12~14 纳米的级别。

结语

电子产品的进步是体积更小，性能更强，功耗更低。手机也概莫能外。因此小小手机，凝聚着芯片/内存的博大硬核科技！