
公眾號 | 高速先生
作者 | 王樂
上周我收到了客戶的這樣一個日常問候,瞬間就倍感親切,是不是屏幕前的你也有這種疑問,那既然來都來了,咱們就一起嘮嘮大家都不陌生的LPDDR5。

要是說當代人的審美大多都是病態似地追求“白幼瘦”,那大家看看這真真正正的“白骨精”是不是大家都喜歡的“大美女”;

在DDR內存圈,審美簡直一模一樣——就向往“夠瘦(小體積)、夠省(低功耗)、夠高(高帶寬)”。而LP系列,就是DDR圈“白幼瘦”代表,憑一己之力,讓移動設備的性能和續航不再相悖。

LPDDR5(Low Power Double Data Rate 5),就是“第五代低功耗雙倍數據速率內存”,我相信八十老太也能從百度上搜到這個結果hhh,那AI時代,當然要借助下AI的力量,用AI的話來總結LPDDR5:“JEDEC專門給移動設備量身定制的“內存天花板””。
畢竟手機、平板不能像臺式機那樣,只追求性能不在乎體積,畢竟誰也不想背個大鐵塊出門。hhh一不小心就暴露小編年齡了,新生代的后生們肯定就沒經歷過背貼磚出門的年代…

LPDDR 系列內存來時的路,看看你和它一起共度過哪些時光吧hhh:

僅從字面來說,LPDDR5與DDR5的顯著差異核心在于“LP”(低功耗),而LPDDR5與LPDDR4的顯著差異核心在于后面的數字。

LPDDR5是DDR5的移動定制精簡版, LPDDR5實現“低功耗優先,兼顧帶寬”;DDR5則以“性能優先,兼顧功耗”為核心,無絕對優劣之分。
而LPDDR5是 LPDDR4基礎上進一步提升, Bank Group架構、速率帶寬提升、功耗進一步升級等 。


那這些優勢來源于哪里?其實主要是以下三點 :
1. 多Bank Group 并行架構,打破帶寬瓶頸
LPDDR4/X:僅支持Single Bank Group,16個Bank共享單通道,數據需排隊傳輸,帶寬瓶頸明顯,無法實現并行數據處理。
LPDDR5:支持2/4個獨立Bank Group,每組8/4個Bank,采用多車道并行傳輸模式,帶寬利用率大幅提升;
這就好比原本擁擠的單車道,升級成了并行的多車道,車流(數據)的通行效率自然大幅提升,帶寬利用率得到了質的飛躍。
2. 三分離時鐘設計,突破速率上限
LPDDR5 直接拋棄了 “單一時鐘同步所有信號” 的架構,新增了獨立的WCK(Write Clock,寫時鐘),實現了三層時鐘分離:

關鍵創新點就在于WCK 與 CK 的分頻比(CKR)
LPDDR5 支持兩種分頻模式,這也是我們看到LPDDR5速率提升大的根本原因:
CKR=2:1(低速率模式):WCK 頻率 = 2 × CK 頻率(≤3200Mbps 時使用)
CKR=4:1(高速率模式):WCK 頻率 = 4 × CK 頻率(>3200Mbps 時使用,記住這一點,以后可不許再給我開篇那么親切的問候了;
3. 動態調壓設計,實現極致功耗管控
? LPDDR4X:固定電壓方案,核心電壓1.1V,I/O電壓0.6V,無動態調節功能,功耗控制較為單一。
? LPDDR5:采用三組電壓+動態調節方案,根據負載實時調整電壓,大幅降低無效功耗。
上面三點就是lpddr5的優勢所在,這時候,我聰明、多金、帥氣/漂亮客戶的腦瓜子一下就亮了, PCB板上基本都是點對點拓撲結構圖,既然是點對點的拓撲,我是不是可以省下這筆仿真的費用呢???

我思索了下,確實在理,點對點的拓撲確實沒啥可以仿真的,但是不要被表象所欺騙哦!!pcb板級看起來是點對點的拓撲結構,結合封裝參數后可能就不是點對點了哦,如下圖所示,板級的單點拓撲結合pkg后卻是一拖8!!!
這個時候你還敢不仿真嗎?

再說LPDDR5面臨的挑戰遠不止于此:
LPDDR5的數據速率可達6400Mbps甚至8533Mbps+,此時微小的不連續(過孔、封裝走線、連接器、阻抗加工誤差)都會導致顯著的信號反射、插損、回損超標。只有全鏈路仿真才能驗證整個通道的是否滿足標準。

即使點對點,當速率較高時,前一個bit的殘留會影響后一個bit,也就是常說的碼間干擾,針對這一部分,我們就需要用PRBS隨機碼流做眼圖仿真,判斷是否需要開啟DFE功能。
人與人之間需要保證舒適的社交距離避免交往太過密切而產生矛盾,信號也一樣。
線與線之間的近端/遠端串擾必須通過仿真分析。同時,大量I/O同時翻轉產生的SSN會通過電源/地平面耦合到信號上,這需要電源完整性(PI)與信號完整性(SI)協同仿真。
LPDDR5還是有可以省下仿真費用的情況的,高速先生還是贊成大家該省省該花花hhh,畢竟當前大環境不是很可觀,錢還是要花在刀刃上。

<=3.2Gbps,且PCB設計極其保守(全參考平面、無跨分割、長度匹配嚴格、串擾控制良好),拓撲本身簡單,或許可以依靠詳細的設計規則檢查和資深經驗跳過仿真。
>3.2Gbps,尤其進入6.4Gbps+,風險較大盡量仿真,避免因小失大。
LPDDR5通常用于手機、平板、車載、筆記本等無插槽、緊耦合的場景,物理上無法通過更換內存條來調試。芯片都焊死在板上,一旦信號質量問題導致系統不穩定,整個產品就面臨改版,代價巨大。
Q
本期提問
在 2025 年 7 月,JEDEC 正式發布了 JESD209-6 LPDDR6 行業標準,這標志著移動內存正式進入了第六代。
新一代的 LPDDR6,峰值傳輸速率可達 14.4Gbps,相比 LPDDR5 實現了近 70%的提升。目前各大存儲原廠已經完成了前期的樣品驗證,即將實現全面商用落地。那大家是否了解LPDDR6又有哪些技術提升呢?
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