2月22日消息，三星電子近日在國際固態(tài)電路會議 （ISSCC） 上引入了 LPDDR5 規(guī)范的另一項擴展,，將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 12,700 Mb/s （12.7 Gb/s）,，成為了全球速度最快的 LPDDR5  DRAM。為了提高速度,，三星在其 DRAM 芯片（稱為 LPDDR5-Ultra-Pro DRAM）中添加四相自校準(zhǔn)和交流耦合收發(fā)器均衡等技術(shù),。

世界上最快的LPDDR5X

三星推出的數(shù)據(jù)傳輸速率為 12,700 Mb/s的 LPDDR5X 是一款 16 Gb DRAM芯片，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電壓為 1.05V，采用該公司的第 5 代 10nm級 DRAM 制造工藝制造,?？紤]到三星在 2023 年宣布推出 24 Gb LPDDR5X DRAM，然后在 2024 年推出 32Gb LPDDR5X DRAM,，16 Gb 的設(shè)備容量在移動設(shè)備方面可能并不太令人印象深刻,。但是，對于不需要最高內(nèi)存密度的應(yīng)用程序,，16 Gb 可能是一個相當(dāng)不錯的容量,。這也許就是三星的 ISSCC 論文提到 AI、AR,、VR 和服務(wù)器應(yīng)用程序的原因,，而該公司的演示文稿提到了針對 PC 和邊緣服務(wù)器LPCAMM2模塊。

LPDDR5 規(guī)范于 2019 年推出,，計劃將數(shù)據(jù)傳輸速率擴展到 6,400 Mb/s,。2021 年，JEDEC 發(fā)布了該規(guī)范的擴展版本——稱為 LPDDR5X——將速度提高到 8,533 Mb/s,。但這至少對一些LPDDR5X用戶來說還不夠,，因此美光、三星和 SK 海力士在 2023 年進一步將 LPDDR5X 的數(shù)據(jù)傳輸速率提高到 9,600 Mb/s,，然后三星緊隨其后在 2024 年達到 10,700 Mb/s（尚未發(fā)貨）?，F(xiàn)在，三星又邁出了一步,，推出了數(shù)據(jù)傳輸速率為 5 Mb/s 的 LPDDR 12,700-Ultra-Pro 內(nèi)存,。

要實現(xiàn)如此高的數(shù)據(jù)傳輸速率，需要三星實現(xiàn)四相自校準(zhǔn)環(huán)路和 AC 耦合收發(fā)器均衡,。這兩項功能未在 LPDDR5X 規(guī)范中定義,，是供應(yīng)商特定的電路級設(shè)計技術(shù)，用于滿足或超過官方 JEDEC LPDDR5X 數(shù)據(jù)速率和功率要求,。

四相自校準(zhǔn)回路

四相自校準(zhǔn)環(huán)路是一種基于電路的解決方案,，可確保四個內(nèi)部時鐘相位（0°、90°,、180° 和 270°）在高速存儲器接口中保持正確對齊,。在 LPDDR5X DRAM 中，時鐘信號被分割和分配以創(chuàng)建這四個階段,，這些階段以數(shù) Gb/s 的速度驅(qū)動數(shù)據(jù)傳輸,。即使這些相位之間有輕微的不匹配（稱為相位偏斜），也會影響時序裕量并降低性能,。校準(zhǔn)回路測量每對相位（例如,，0° 與 180°,、90° 與 270°）并自動補償任何偏移。

三星的四相自校準(zhǔn)回路實施使用兩個校準(zhǔn)步驟：翻轉(zhuǎn)和取消翻轉(zhuǎn),。通過翻轉(zhuǎn)饋送到被測電路的信號（例如,，交換 0° 和 180°）并將結(jié)果與未翻轉(zhuǎn)的測量值進行比較，校準(zhǔn)邏輯可以隔離并校正真正的 clock-phase 錯位,。然后,，應(yīng)用最終的校準(zhǔn)代碼以根據(jù)需要移動或調(diào)整每個相位，以保持芯片內(nèi)部干凈,、均勻分布的 clock edges ,。

交流耦合收發(fā)器均衡

在高速數(shù)據(jù)傳輸速率下，信號容易沿信道衰減和碼間干擾 （ISI）,。交流耦合收發(fā)器均衡解決了高速 DRAM 組件中的信號問題：在高電平上,，它增強了時鐘信號，均衡了接收器,，并預(yù)先加重了發(fā)射器,。

三星的實現(xiàn)涉及三個互補模塊：時鐘緩沖器中的 AC 耦合升壓器 （ACCB）、接收端的 AC 耦合均衡器 （ACCE） 和發(fā)送端的 AC 耦合預(yù)加重 （ACCP）,。每個 Alpha 都在 path 中的各個點應(yīng)用額外的高頻增益,，確保恢復(fù)衰減的 clock edges 并保持 timing 完整性,。根據(jù)三星的說法,，凈效應(yīng)是每個引腳的速度超過 10,000 Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸和接收更加穩(wěn)健。

測量

根據(jù)該公司自己的測量結(jié)果,，三星的 LPDDR5-Ultra-Pro DRAM 內(nèi)存芯片在 12,700 Mb/s 的最大速率下可在 1.05 伏電壓下可靠運行,。根據(jù)三星進行的測量，即使在 10,700 Mb/s 的速度下,，它也能保持 0.9 伏以上的穩(wěn)定性,。峰值速度下的讀取和寫入裕量分別為 0.71 和 0.68 個單位間隔，顯示出強大的信號完整性,。這些值證實了三星校準(zhǔn)和均衡技術(shù)的有效性,。