Samsung mở rộng LPDDR5 lên 12,7 gt/s: Các thiết bị thế hệ tiếp theo tận hưởng tốc độ tăng tốc độ tốt

Samsung vừa giới thiệu một bản mở rộng mới của thông số LPDDR5 tại Hội nghị Mạch Chất Rắn Quốc Tế ISSCC, nâng tốc độ truyền dữ liệu lên 12,700 MT/s (12.7 GT/s). Để tăng tốc độ, Samsung đã bổ sung tính năng tự hiệu chuẩn bốn pha và cân bằng bộ thu phát AC cho các chip DRAM của mình, gọi là LPDDR5-Ultra-Pro DRAM. LPDDR5X nhanh nhất thế giới của Samsung có tốc độ truyền dữ liệu 12,700 MT/s, là một IC nhớ 16 Gb với điện áp tiêu chuẩn ngành là 1V.

05V được sản xuất bằng quy trình chế tạo DRAM 10nm thế hệ thứ 5 của công ty. Dung lượng 16 Gb có thể không ấn tượng lắm trên các thiết bị di động, khi mà Samsung đã công bố các IC LPDDR5X 24 Gb vào năm 2023 và 32 Gb vào năm 2024. Tuy nhiên, 16 Gb có thể là dung lượng hợp lý cho các ứng dụng không yêu cầu mật độ bộ nhớ cao nhất. Điều này có thể lý giải vì sao tài liệu ISSCC của Samsung đề cập đến AI, AR, VR và ứng dụng máy chủ, trong khi bài thuyết trình của công ty nói về các mô-đun LPCAMM2 nhắm đến PC và máy chủ, đặc biệt là máy chủ biên.

Thông số LPDDR5 được giới thiệu vào năm 2019 với tốc độ truyền dữ liệu 6,400 MTs. Năm 2021, JEDEC đã công bố phiên bản mở rộng LPDDR5X với tốc độ 8,533 MTs. Tuy nhiên, một số người dùng LPDDR5X vẫn cần nhanh hơn, vì vậy vào năm 2023, Micron, Samsung và SK hynix đã nâng tốc độ lên 9,600 MTs, và Samsung tiếp tục đạt 10,700 MTs vào năm 2024, nhưng vẫn chưa được xuất xưởng.

Samsung vừa ra mắt bộ nhớ LPDDR5-Ultra-Pro với tốc độ truyền dữ liệu 12,700 MT/s. Để đạt được tốc độ này, Samsung đã sử dụng một vòng tự hiệu chỉnh bốn pha và kỹ thuật cân bằng bộ thu phát AC-coupled. Hai tính năng này không có trong thông số kỹ thuật LPDDR5X và là các kỹ thuật thiết kế mạch riêng biệt do nhà cung cấp sử dụng để đáp ứng hoặc vượt qua yêu cầu về tốc độ và năng lượng của JEDEC LPDDR5X.

Vòng lặp tự hiệu chỉnh bốn pha là một giải pháp dựa trên mạch, đảm bảo bốn pha đồng hồ nội bộ 0°, 90°, 180° và 270° được căn chỉnh chính xác trong các giao diện bộ nhớ tốc độ cao. Trong LPDDR5X DRAM, tín hiệu đồng hồ được chia và phân phối để tạo ra bốn pha này, phục vụ cho việc truyền dữ liệu với tốc độ đa GT. Ngay cả sự sai lệch nhỏ giữa các pha, gọi là độ lệch pha, cũng có thể ảnh hưởng đến biên độ thời gian và làm giảm hiệu suất.

Vòng lặp hiệu chuẩn đo các cặp pha như 0° so với 180°, 90° so với 270° và tự động bù đắp cho bất kỳ sai số nào. Cách triển khai vòng lặp tự hiệu chuẩn bốn pha của Samsung sử dụng hai bước hiệu chuẩn: lật và không lật. Bằng cách lật tín hiệu vào mạch thử nghiệm, chẳng hạn như hoán đổi 0° và 180° và so sánh kết quả với phép đo không lật, logic hiệu chuẩn sẽ xác định và sửa chữa sự không đồng pha của đồng hồ.

Các mã hiệu chuẩn cuối cùng được áp dụng để điều chỉnh từng pha nhằm duy trì các cạnh xung nhịp sạch và đều trong chip. Để giải quyết các vấn đề tín hiệu trong các thành phần DRAM tốc độ cao, cân bằng transceiver AC-coupled nâng cao tín hiệu xung nhịp, cân bằng tín hiệu nhận và tăng cường tín hiệu phát.

Samsung triển khai ba khối bổ trợ: bộ tăng cường AC-coupled (ACCB) trong bộ đệm đồng hồ, bộ cân bằng AC-coupled (ACCE) ở phía nhận và bộ nhấn mạnh AC-coupled (ACCP) ở phía truyền. Mỗi khối này cung cấp tăng cường tần số cao tại các điểm khác nhau, giúp phục hồi các tín hiệu đồng hồ bị suy giảm và duy trì tính chính xác về thời gian. Theo Samsung, hiệu quả tổng thể là cải thiện khả năng truyền và nhận dữ liệu với tốc độ vượt quá 10,000 MTs mỗi chân.

Theo đo lường của Samsung, chip bộ nhớ DRAM LPDDR5-Ultra-Pro của họ hoạt động ổn định ở mức tối đa 12,700 MTs với điện áp 1.05 volts. Ngay cả ở 10,700 MTs, chip vẫn duy trì ổn định trên 0.9 volts. Biên độ đọc và ghi ở tốc độ tối đa là 0.

71 và 0.68 đơn vị khoảng cách cho thấy độ ổn định tín hiệu tốt. Những giá trị này xác nhận hiệu quả của kỹ thuật hiệu chỉnh và cân bằng tín hiệu của Samsung.

Nguồn: www.tomshardware.com/pc-components/dram/samsung-extends-lpddr5-to-12-7-gt-s-next-gen-devices-enjoy-a-nice-speed-boost