모바일 DDR

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모바일 DDR (mDDR, Low Power DDR, 간단히 LPDDR)은 이동식 컴퓨터를 위해 개발된 저전력의 DDR SDRAM 인터페이스이다.

LPDDR[편집]

LPDDR (LPDDR2와 구별하기 위해 때때로 LPDDR1로도 불림)은 원래 DDR SDRAM에 총 전력 소모량 절감을 위한 여러 변형을 가한 것이다.

SDRAM에 비해 가장 극명한 변화는 공급 전압이 2.5V에서 1.8V로 낮아진 점이다. 메모리 재충전(DRAM refresh)이 낮은 온도에서 덜 필요한 점을 이용하여 재충전 회수를 온도에 적응시키며, 메모리의 모든 내용을 지우고 "깊은 절전 모드"에 빠질 수 있게 해서 추가적인 전력 소모 절감을 얻는다. 또한 메모리 칩은 작아지고 기판 면적 점유가 줄어든다. 삼성전자마이크론은 이 기술의 두 최대 공급자로 애플아이패드, 삼성전자갤럭시탭모토로라드로이드 X[1]등과 같은 다양한 태블릿 기기에 공급하고 있다.

LPDDR2[편집]

새로운 JEDEC 표준 JESD209-2E 은 저전력 DDR 인터페이스에 더 큰 변화를 정의했다. 이것은 DDR1이나 DDR2와는 호환되지 않는 규격이지만 아래와 같은 메모리와 호환된다.:

  • LPDDR2-S2: 2n prefetch 메모리 (DDR1과 같은 종류),
  • LPDDR2-S4: 4n prefetch 메모리 (DDR2와 같은 종류), 또는
  • LPDDR2-N: 비휘발성 (플래시) 메모리.

저전력 상태는 기본적인 LPDDR와 비슷하며, 일부 메모리 열만 재충전할 수 있는 약간의 기능 추가가 이루어졌다.

타이밍 변수는 LPDDR-200 에서 LPDDR-1066 까지 정의된다. (즉 동작 클럭은 100 에서 533 MHz에 이른다.)

동작전압 1.2V에서 동작하며 LPDDR2는 동작 배선과 주소 배선을 10비트 DDR CA 버스에 통합한다. 명령어는 예비충전과 최대속도전송(Burst) 정지 코드의 재배열을 제외하고 일반적인 SDRAM 명령어와 유사하다.

LPDDR2 명령어 인코딩[2]
CK CA0
(RAS)
CA1
(CAS)
CA2
(WE)
CA3 CA4 CA5 CA6 CA7 CA8 CA9 동작
H H H NOP
H H L H H 모든 뱅크 사전충전
H H L H L BA2 BA1 BA0 한 뱅크 사전충전
H H L H A30 A31 A32 BA2 BA1 BA0 사전활성화
(LPDDR2-N only)
A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29
H H L L 최고속도전송 종료
H L H 예약됨 C1 C2 BA2 BA1 BA0 읽기
(AP=자동 사전충전)
AP C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11
H L L 예약됨 C1 C2 BA2 BA1 BA0 쓰기
(AP=자동 사전충전)
AP C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11
L H R8 R9 R10 R11 R12 BA2 BA1 BA0 활성
(R0–14=행 주소)
R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R13 R14
L H A15 A16 A17 A18 A19 BA2 BA1 BA0 활성화
(LPDDR2-N only)
A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14
L L H H 모든 뱅크 재충전
(LPDDR2-Sx only)
L L H L 한 뱅크 재충전
(Round-robin addressing)
L L L H MA0 MA1 MA2 MA3 MA4 MA5 Mode register read
(MA0–7=Address)
MA6 MA7
L L L L MA0 MA1 MA2 MA3 MA4 MA5 Mode register write
(OP0–7=Data)
MA6 MA7 OP0 OP1 OP2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7

행 주소 비트 C0는 절대 전송되지 않으며 0으로 취급된다. 최고속도전송(Burst transfer)은 항상 홀수 주소에서 시작한다.

상태 레지스터들은 옛날의 SDRAM과 비교해서 크게 확장되어 8비트 주소 공간을 가지며 이전의 주소를 읽어낼 수 있는 능력을 가진다. 이 레지스터들은 SPD EEPROM보다 작으면서도 그것이 불필요할 만큼 충분한 정보를 포함한다.

S2 장치들은 4기가비트보다 작고 S4 장치들은 1기가비트보다 작은 단 4개의 뱅크를 가진다. 이것들은 BA2 신호를 무시하며 뱅크 개별의 재충전을 지원하지 않는다.

비휘발성 메모리 장치는 재충전 명령이 필요하지 않으므로 사용하지 않으며, 사전충전 명령을 A20이상의 주소 비트를 전송하는 데 이용한다. 낮은 순위 비트(A19이하)들은 뒤이은 활성 명령에 의해서 전송된다. 이 경우 메모리 배열에서 선택된 행은 그것들이 읽기 명령에 의해 읽을 수 있는 4 또는 8 행 데이터 버퍼(BA비트로 선택된)로 전송한다. DRAM과는 달리 뱅크 주소 비트는 메모리 주소의 일부가 아니며 어떤 주소든 모든 행 데이터 버퍼로 전송가능하다. 행 데이터 버퍼는 메모리 종류에 따라 32에서 4096바이트의 길이를 가진다. 32바이트보다 큰 행은 활성화 명령시 몇몇 낮은 순위의 주소비트를 무시한다. 4096바이트보다 작은 행은 읽기 명령시 몇몇 높은 순위의 데이터 비트를 무시한다.

비휘발성 메모리는 열 데이터 버퍼의 쓰기 명령어를 지원하지 않는다. 대신 특수 주소 구역의 순차적인 제어 레지스터가 읽기/쓰기 명령어를 지원하며 이것으로 메모리 열의 삭제와 프로그램이 가능하다.

미래 규격[편집]

JEDEC 소위원회 JC-42.6은 LPDDR2의 후계자를 개발하고 있다. JC-42.6에서는 다음과 같은 두 규격을 다루고 있다.[3]

LPDDR3[편집]

LPDDR3 표준은 현재 JC-42.6에서 개발되고 있으며 LPDDR2에 비해 대역폭이 확장될 것이다. 확장된 대역폭은 채널당 6.4GBps, 듀얼 채널 구성으로 최대 12.8GBps 에 달한다. LPDDR3는 POP또는 개별 패키징 형식을 지원하여 다양한 활용이 가능하다. LPDDR3는 LPDDR2의 전력효율적 특징과 신호 인터페이스를 여전히 포함하면서 빠른 클럭의 시작/종료와 저전력 자가 재충전, 지능적 배열 관리, 무중단 신호 배선들을 지원한다. LPDDR3는 개발중인 스마트폰과 태블릿 기기에 요구되는 높은 대역폭을 만족하기 위해 개발중이었고,개발 되었다.현재 삼성 갤럭시 노트 3,삼성 갤럭시 S5,LG G3등에 장착됬다.현재 LPDDR3 램중 가장 램의 성능이 좋은 램은 삼성의 LPDDR3 4GB (20nm 공정)이다.

WideIO[편집]

WideIO 또한 현재 JC-42.6에서 개발되고 있다. 시스템의 집적도를 높이고자 하는 산업계의 요구를 충족하기 위한 돌파구가 될 기술으로 스마트폰, 태블릿, 휴대용 게임 콘솔과 같은 고성능 모바일 기기의 성능, 대역폭, 지연시간, 전력과 부피에 엄청난 향상을 가능하게 한다. WideIO 모바일 DRAM 메모리는 칩 수준의 3차원 집적 기술인 TSV 내부연결을 사용하여 메모리칩을 직접 SoC에 연결한다. 3차원 집적 기술은 회로 면적에 제한받는 고전적인 연결방식에 비해 엄청나게 많은 IO핀을 제공하며 이를 활용하여 성능을 높이는 기술이다. WideIO는 3D게이밍, HD비디오와 같은 12.8GBps(LPDDR3 듀얼채널 구성)을 넘어서는 메모리 대역폭을 요구하는 응용프로그램에 적합한 기술이다.

활용[편집]

삼성전자는 WideIO의 핵심 기술인 TSV의 선두주자 중 하나이며 이를 바탕으로 WideIO 모바일 DRAM의 개발을 이미 완료하였다.[4]

참조[편집]

  1. Anandtech Samsung Galaxy Tab - The AnandTech Review, December 23, 2010
  2. JEDEC Standard: Low Power Double Data Rate 2 (LPDDR2). JEDEC Solid State Technology Association (February 2010). 2010년 12월 30일에 확인.
  3. JEDEC - Mobile Memory: LPDDR2, LPDDR3, WideIO, Memory MCP 2011년 8월 31일 확인.
  4. Jessie Shen. "Samsung develops wide I/O mobile DRAM for smartphones, tablets", 《DIGITIMES》, 2011년 2월 22일 작성. 2011년 8월 31일 확인.

바깥 고리[편집]