JESD209-6 是 JEDEC 最近發布的 LPDDR6（低功耗雙倍數據速率 6）標準，代表了存儲技術的重大飛躍，特別是對于功率預算有限的設備而言。它對于下一代移動設備、人工智能應用和邊緣計算至關重要，在這些領域，高性能和能效至關重要。它還有望幫助限制數據中心應用的功耗。

一些關鍵功能和改進包括增加帶寬（路徑高達 38.4 Gbps）、更低的能耗以及增強的可靠性、可用性和可維護性 （RAS）。

例如，數據總線反轉 （DBI） 旨在提高內存作的性能和能效。每行激活計數 （PRAC） 通過監控和管理行激活來幫助維護 DRAM 數據完整性，防止潛在的數據損壞。（圖 1）。

圖 1.LPDDR6支持更高的帶寬、更低的功耗和更高的可靠性。（圖片來源：Tweak Town)

深入研究細節

架構和設計改進的結合使 LPDDR6 能夠在 64 位總線上提供高達 38.4 GB/s 的最大帶寬，是 LPDDR5 初始能力的兩倍。LPDDR6 還提供了更大的靈活性，可實現更微調和性能優化。

雙子通道架構支持每個子通道 12 條數據信號線 （DQ） 和 4 個專用命令/地址 （CA） 信號，從而實現更快的數據訪問，并能夠根據需求變化優化通道性能。

LPDDR6 中的信道寬度已從 LPDDR5 中的 16 位增加到 24 位。結合雙子通道，更寬的通道進一步增強了整體內存帶寬。這可能導致智能手機的帶寬從 64 位增加到 96 位，筆記本電腦的帶寬從 128 位增加到 192 位。

最后，LPDDR6 支持 32 字節和 64 字節突發之間的實時突發長度控制，有助于優化帶寬和功耗。這對于處理可變 AI 工作負載的邊緣設備尤為重要。

有幾種降低功耗的新工具，包括 DBI 和添加第二個電源域。DBI支持功耗和降噪。

如果達到“0”位的預定閾值，則整個字節將反轉，所有位從 0 翻轉到 1，反之亦然。專用的 DBI 位用于指示數據已反轉。反相旨在減少高到低轉換的次數，從而降低開關噪聲和功耗。

LPDDR6 還支持更復雜的電源管理，具有兩種效率模式。靜態效率模式專為持續的高吞吐量 AI 工作負載而設計。動態效率模式有助于優化低帶寬場景（如處理傳感器數據）的性能。

在動態效率模式下運行時，使用單個子通道。此外，LPDDR6 還增加了第二個電壓域 VDD2，支持低活動期間的低功耗動態電壓和頻率縮放 （DVFSL）。

可靠性

當然，如果數據不可靠，高帶寬和低功耗就沒有用。LPDDR6 具有多項專門用于確保 RAS 的功能。PRAC 監控和管理行激活，幫助確保數據完整性。內存內置自檢 （MBIST） 支持原位測試，有助于診斷和排除潛在問題。

LPDDR6 支持片上糾錯碼 （ECC），用于檢測和糾正硬件級別的內存錯誤，支持命令/地址 （CA） 奇偶校驗，用于檢測命令和地址傳輸期間的錯誤。

如果檢測到錯誤，錯誤清理功能有助于在存儲單元中發生錯誤時糾正錯誤，以免它們累積并影響系統可靠性。分拆元模式支持為關鍵任務分配特定內存區域，隔離和保護重要數據和作。

圖 2.同時支持 LPDDR6 和 LPDDR5 的內存控制器 IP 框圖，旨在最大限度地提高功耗、性能和面積 （PPA）。（圖片來源：Cadence)

LPDDR6 內存控制器

LPDDR6 內存控制器已經上市。有些同時支持 LPDDR6 和 LPDDR5，以實現兩代技術之間的平滑過渡。控制器支持原生集成到單片系統 （SoC） 和多芯片解決方案中。

支持高級內存接口，如 Arm AMBA AXI 總線。內存控制器以軟寄存器傳輸電平 （RTL） 宏的形式作為可重用塊提供（圖 2）。

總結

JESD209-6，通常稱為 LPDDR6，已針對在智能手機和筆記本電腦等功率有限的平臺上運行 AI 應用程序進行了優化。與 LPDDR5 相比，它提供了更高的帶寬、更低的能耗以及增強的可靠性、可用性和可維護性。最初的 LPDDR6 控制器 IP 也支持 LPDDR5，以簡化向新技術的遷移。