筆記型電腦正成為主流。筆記型電腦在世界各地的本年度總銷售量預期將達到 1.71 億台,而桌上型電腦銷售量預期將縮減至 7,900 萬台。隨著筆記型電腦在效能、可攜性以及顯示畫質三方面皆有提升,越來越多的人將筆記型電腦視為首選電腦。而由於這樣的倚賴,隨之而生的是殷切期待。
對完美筆記型電腦的追求
筆記型電腦已從最初為實現可攜性而犧牲效能的中低效能系統,演變為取代桌上型電腦的主流,用途廣泛,不再只是用於瀏覽網頁。內容創作以及內建在筆記型電腦中的人工智慧 (AI) 等新技術趨勢,持續要求更高的記憶體頻寬,客戶也不再為了可攜性或輕薄的規格尺寸,而在效能上退而求其次。效能是不可或缺的要素。
當然,電池續航力也極為重要。隨時隨地皆可工作、上課以及玩遊戲的趨勢,使得電池續航力成為關鍵要件。工作負載持續演變,因此筆記型電腦在對電池續航力進行最進化之際,必須考慮現實環境中的使用情境。
最後,這個隨時隨地皆可工作/上課/玩遊戲的趨勢,也要求系統保持輕薄(當然不可犧牲電池續航力或效能)。這些要求迫使筆記型電腦內的各個元件都要另闢蹊徑,以節省空間或減少功耗,同時不影響效能。
除了所有這些要求,系統升級能力長久以來一直是個人電腦業界的關鍵支柱。雖然此領域對於創新樂見其成,但犧牲可升級性的創新卻會阻礙市場對技術的採用。現今,由於對永續發展的重視,升級能力的重要性更甚以往。例如,為了實現更輕薄的體積,採用焊接式記憶體的筆記型電腦在推出時廣受好評,然而當客戶得知這種記憶體無法升級時,反而感到驚訝且大失所望。
專為新一代筆記型電腦打造的完美記憶體
新一代筆記型電腦要以卓越效能應對目前的工作負載,並且為滿足未來的 AI 個人電腦需求做好準備,便需要功耗更低、體積更小且可升級的記憶體解決方案,同時不會對效能或更輕薄的規格尺寸造成影響。
解決方案就是低功耗 DDR (LPDDR) 搭配 LPCAMM2,LPCAMM2 是美光的全新記憶體類型,將最新型 LPDDR5X 行動記憶體用於嶄新的模組規格尺寸,以減少功耗和足跡,同時增強效能、可修復性,以及可升級性。
在功耗逐項比較中,LPDDR 在每種測試案例中皆超越標準 DDR。LPDDR 專為節省功耗所設計,而且不僅限於閒置模式時。使用者希望手機和平板電腦等行動裝置可即時準備就緒,並能夠以最大潛力展現效能,然後返回到休眠狀態,並且幾乎不會耗電。當然,使用上也預期電池可續航一整天。筆記型電腦歷來受到 DDR 記憶體表現不佳的低功耗能力所拖累。然而隨著筆記型電腦更加融入我們的生活當中,我們期望筆記型電腦的表現能更接近手機和平板電腦。要在記憶體子系統上實現此目標,唯一方法便是配備 LPDDR 行動記憶體。
當然,一旦筆記型電腦設計師選用 LPDDR,立即會浮現一個缺點,那就是 LPDDR 記憶體並非模組型態,這表示記憶體必須直接焊接在主機板上。這會在整個設計、驗證、製造和終端使用者體驗流程中造成問題。選擇非模組型態記憶體解決方案,意味著在製造過程中發生的任何故障,都由系統組裝者負責,這可能影響整個主機板和其他物料清單 (BOM) 上的元件,進而增加重工成本和開銷。此外,焊接式記憶體會需要整個非模組型態 BOM 上的元件都整合到主機板上,這會增加非記憶體 BOM 元件成本以及主機板設計成本。最後,焊接式記憶體意味著使用者必須根據筆記型電腦的預期使用壽命來選擇記憶體密度,而不是根據目前的需求購買,之後再進行升級。
這正是 LPCAMM2 發揮作用之處,能利用 LPDDR5X 元件的優勢,現在更採用模組型態尺寸規格,不僅在製造過程中可加以維修,使用者也可以進行升級。LPCAMM2 代表業界首次獲得模組型態的 LPDDR 記憶體解決方案。此解決方案有望為平台設計師和終端使用者開創新局。
採用 LPDDR5X 的美光 LPCAMM2
除了節省功耗,LPDDR 還讓 DRAM 元件能夠在單一封裝中達到 16 層堆疊高度。相較之下,DDR5 的最佳型態是每封裝兩個晶粒採用打線接合堆疊,每封裝四個晶粒採用矽穿孔 (TSV) 堆疊技術,兩種型態皆有賴成本高昂的堆疊技術和流程(而且 TSV 堆疊技術還具有影響效能的延遲缺點)。使用筆記型電腦目前的記憶體架構,可將高達 32 個晶粒堆疊至 128 位元記憶體匯流排,而使用 LPDDR,目前則可減至置入 4 個,未來甚至可能減至 2 個。
LPCAMM2 利用此能力,使用 LPDDR 堆疊確定最終密度,置入 4 個記憶體即可填滿整個 128 位元記憶體匯流排。現在筆記型電腦設計師不必再基於 4 晶片、8 晶片和 16 晶片 SODIMM 設計系統平台(目前的筆記型電腦記憶體業界標準)。LPCAMM2 維持完全相同的規格,卻可配置各種尺寸的系統平台,而且置入的記憶體數量不變。因此,相較之下,LPCAMM2 在筆記型電腦中佔用的空間比雙 SODIMM 堆疊少高達 64%1(主機板 + 插槽 + 記憶體),因此能實現輕薄的筆記型電腦設計,並騰出空間配置容量更大的電池。
集結功耗更低、模組化和節省空間等所有優點於一身,這一定會影響效能,對吧? 完全不會!LPDDR 現在的速度已經比標準 DDR5(6400MT/s 對比 5600MT/s)更快,而且此趨勢預期會在這兩種記憶體技術的整個生命週期中持續發酵,LPDDR5X 的速度最快達 9600MT/s,而 DDR5 則是 8800MT/s。將 LPDDR5X 的更高速度優點與其他因素結合,例如:功耗減少高達 61%2 以及空間節省 64%,從總體擁有成本 (TCO) 的角度來看,使用 LPCAMM2 作為筆記型電腦的未來首選記憶體解決方案,會變得極具吸引力。
計算總體擁有成本 (TCO)
若 LPCAMM2 真的是一應俱全的記憶體解決方案,那麼如何確保此解決方案維持經濟實惠的價格? 這要歸結到效能、功耗以及總體擁有成本 (TCO) 這三種相同指標。平台設計師目前面臨著兩種抉擇,一是選用高效能且功耗已最佳化的記憶體解決方案 LPCAMM2,另一種則是將 SODIMM 規格尺寸提升到同樣快的速度。要將 DDR5 提升到 5600MT/s 以上的速度,必須將更多的非記憶體 BOM 元件添加至 SODIMM,而這會增加成本。另一方面,LPCAMM2 是新的規格尺寸,需要使用新型插槽,這也會增加成本。
不過,LPCAMM2 具有獨特優點,它是單一記憶體模組,其設計可將兩個記憶體通道(總共 128 位元)填滿。相較之下,SODIMM 仍舊是 64 位元記憶體解決方案,因此,為填滿第一個記憶體通道所購買的一切元件,全都必須再買一遍,才能填滿第二個記憶體通道。隨著添加更多的非記憶體 BOM 元件到 SODIMM 之中,重新購買所有元件的負擔只會加重。儘管 LPCAMM2 使用較昂貴的插槽,但反而節省成本,因為只需要購買一套非記憶體 BOM 元件,之後不必再添購非記憶體 BOM 元件,即可提升速度至高達 9600MT/s。此外,LPCAMM2 為目前使用焊接式 LPDDR5X 元件的平台增加模組化/可維修性選項,為系統組裝者在製造期間節省成本。
重點
在我們的業界,鮮少有一個產品能解決這麼多的設計和物料難題,還能提供如此正面的使用者體驗,這將會提升日後的 AI 個人電腦體驗。
美光目前正與平台設計師和合作夥伴共同推出這套能充分發揮效能、降低功耗、最佳化空間配置,並提供可維修性和模組化的創新解決方案。簡而言之,LPCAMM2 是完美的記憶體解決方案,為新一代的輕薄筆記型電腦締造無與倫比的使用者體驗。
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1 與雙堆疊 SODIMM 相比,可節省 64% 的空間。
2 與 SODIMM 相比,在相同的 DDR5 速度下,每 64 位元匯流排的活動功耗最多可降低 61%。