智能手机内存频率大跃进,但性能其实emmm……
如果你是一位狂热的智能手机爱好者,那么最近应该是值得你开心的日子——毕竟,伴随着2019年MWC(世界移动通信大会)临近开幕,越来越多的最新款旗舰手机开始接踵而至。当然,更新的不只有最终的产品,当然还有那些更基础,但影响也更加深远的技术……
比如说就在近日,JEDEC固态存储协会就正式公布了手机业者期待已久的JESD209-5技术规范——它是做什么用的?其规定了最新的下一代低功耗内存LPDDR5的全部技术细节。换句话说,也可以认为随着新规范的发布,LPDDR5内存正式告别实验室阶段,开始步入全行业量产和商用的快车道。
LPDDR5强在哪?它最大的亮点就在于初始(等效)传输速率即高达6400MT/s(6.4GT/s),也就是我们俗称的6400MHz等效频率。除此之外,LPDDR5还加入了新的操作指令和对ECC的支持。
如果读者老爷们之中有人在近两年内关注过PC领域,或许此刻已然是惊诧莫名了:哇喔……现在的智能手机,内存频率都已经这么高了么?要知道台式电脑的“超频内存”如今也才不过DDR4-4266MHz左右,难道智能手机对于内存的需求比台式电脑还要高了么?
emmm……不要说现在,就算是一年后、甚至两三年之后的智能手机,它们的实际内存性能也是不可能比台式PC更高的。但是要单纯论内存技术、论运行频率,当今的智能手机又的确已然超越于PC之上。
技术更先进、性能比不过,这样的矛盾是如何实现的?要弄明白这件事,首先大家要知道一个基本事实,即内存的“频率”并不能决定其最终的数据传输速度(带宽),内存带宽是由运行频率和内存位宽两大参数以相乘关系决定的,缺一不可。
举例而言,当前最强的个人电脑PC主板ROG Dominus Extreme,它所支持的CPU拥有384bit内存控制器,在仅使用标准DDR4-2666内存时,便可达到高达127.9GB/s的实际内存带宽。相比之下,当前最新最强的手机SoC骁龙855尽管内存频率高达4266,但其内存控制器位宽仅有64bit,最终所能实现的传输带宽也就仅有34.1GB/s了。
在当前的旗舰手机中,内存是堆叠在处理器之上的,它们的尺寸、针脚位置自然需要一致
为何智能手机的内存位宽提不高?一方面来说,对于SoC而言,更大位宽、更多通道的内存控制器必然带来成本、芯片面积和功耗的上涨,这对于小小的手机芯片来说,本身就是难以承受之重。但另一方面,作为内存标准的制定者,JEDEC本身也对每一代LPDDR4内存芯片的面积、针脚数量和位宽进行了严格的限制。以当前旗舰处理器常用的LPDDR4X内存为例,其针脚数量固定为366pin,内存芯片面积则恒定为12mm*12.7mm——这个尺寸是如何确定的呢?它是根据首款支持LPDDR4X内存的旗舰主控,骁龙835的尺寸而来的。
骁龙820对比骁龙835,很显然,两者兼容的内存标准有所不同
很显然,对于智能手机、哪怕是旗舰级的智能手机来说,一方面是主控内部内存控制器规模的限制、一方面是LPDDR系列内存本身常年保持低位宽、小体积的业界规范制约,但另一方面来说,其CPU、GPU、ISP、DSP等等单元又全部相互共享内存——要想提高手机综合性能,提高智能手机实际上的内存吞吐量(内存带宽),拼命地压榨频率就成为了唯一的出路。
当然,客观地来说,智能手机里的内存频率普遍“高高在上”,这不能说不是一种技术先进的体现。但也必须认识到,这一现象背后的本质,其实是一种无奈的妥协——至少,我们并不能因为手机即将用上电脑上还没影的LPDDR5,就说智能手机比PC更强、更先进了:那显然是十分片面、且极不负责的。
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