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1-Gb-LPDDR3-DRAMs für KI und IoT

04. Mai 2020, 09:37 Uhr   |  Heinz Arnold

1-Gb-LPDDR3-DRAMs für KI und IoT
© Winbond

Die neuen 1-GBit-LPDDR3-DRAMs hat Winbond so ausgelegt, dass sie mit den neuen SoC-Generationen zusammen arbeiten können. Damit lassen sich neue KI- und IoT-Geräte, die bisher mit LPDDR2-Versionen arbeiten, relativ kostengünstig und schnell aufzurüsten.

Auf die neuen SoC-Generationen für den Einsatz in KI- und IoT-Umgebungen sowie in Displays hat Winbond ihre neuen 1-GBit-LPDDR3-DRAM-Speicher konzipiert.

Das Wachstum in Bereichen wie etwa der Videoüberwachung, der Smart-Home-Anwendungen und der neuen 8K-Fernsehgeräte fachen die Nachfrage nach einer neuen Generation von System-on-Chip-Bausteinen (SoC) an. Sie erreichen eine hohe Leistungsfähigkeit und erlauben es den OEMs, die Zeit für die Einführung neuer Produkte auf dem Markt zu verkürzen. Dies wiederum stellt neue Anforderungen an die DRAM-Speicher, die die SoCs benötigen. Dazu hat Winbond neue DRAM-Typen auf Basis ihrer bestehenden Specialty-DRAMs entwickelt.  

Denn die Entwickler heutiger Embedded-Systeme stehen vor der Herausforderung, den LPDDR2-Speicher in neuen Embedded-SoCs aufzurüsten. Doch für den Umstieg von LPDDR2- auf LPDDR4-Versionen müssen die IC-Designteams in Ressourcen investieren, um den kritischeren Signalintegritäts-Anforderungen der LPDDR4-Spezifikation Rechnung zu tragen und gleichzeitig knappe Timing-Reserven zu beachten. Das Verifizieren und Prüfen neuer Designs nimmt deshalb sehr viel Zeit in Anspruch. Hieraus ergeben sich höhere geschäftliche Risiken, zumal sich die Entwicklerteams in vielen Ländern wegen der weltweiten Corona-Pandemie im Lockdown befinden. Vor diesem Hintergrund bietet die Nutzung von LPDDR3 als Ersatz für LPDDR2 gewichtige Vorteile, weil die Features zu 90 Prozent übereinstimmen.

Deshalb hat Winbond eine Reihe von Speicherfamilien mit geringer bis mittlerer Dichte entwickelt, die hohe Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit bieten. Zum Beispiel weisen die bestehenden LPDDR3- und LPDDR4-Produktlinien bestimmte Features auf, die den Stromverbrauch im Betrieb auf ein Minimum reduzieren. So kommen die LP4x-Produkte mit einer niedrigen Betriebsspannung von 0,6 V (VDD2) aus. Außerdem bieten die zu x32 Bit organisierten 1-GBit LPDDR3-Produkte eine Funktion, um eine hohe Bandbreite von 8,52 GB/s zu erzielen – bei einer Leistungsaufnahme von nur 0,3 W.

Damit eigenen sich die Speicher geringerer Dichte etwa für den Einsatz in der T-Con-Funktion (Timing Control) von 8K TV-Panels. LPDDR3-Produkte mit einer Datenbreite von x32 Bit und x64 Bit kommen hier auf eine hohe Performance bei relativ geringen Kosten. Die neuen T-Con-Chipsätze benötigen schnelle 1-Gb-LPDDR3-Speicher zur Unterstützung entscheidender Funktionen wie etwa Super Resolution, MEMC und Artificial Intelligence Picture Quality (AI PQ). Derzeit werden in T-Con-SoC-Designs für 8K-Fernsehgeräte üblicherweise zwei oder vier 1-Gb-DDR3-Speicherchips (x16 Bit) eingesetzt. Ersetzt man sie durch einen oder zwei zu x32 Bit organisierte 1-Gb-LPDDR3-Chips von Winbond, so lässt sich ein Datendurchsatz von 8,52 GB/s und 17,04 GB/s erreichen.

Für die KI-PQ-Funktion hat Winbond zwei zu x64 Bit organisierte 1-GBit-LPDDR3-Speicherchips im Programm, die die LPDDR4-Versionen ersetzen. So lassen sich Kosten senken und die Entwicklungszeit verkürzen. Aus technischer Sicht ist der Umstieg von LPDDR2 auf LPDDR3 deutlich einfacher als der direkte Wechsel von LPDDR2 nach LPDDR4, denn bei LPDDR3 und LPDDR2 sind 90 Prozent des Schaltungsdesigns identisch. Diese Migration trägt somit dazu bei, die Entwicklungszeit abzukürzen und die Markteinführung der Endprodukte zu beschleunigen.

Die 1-Gb-LPDDR3-DRAMs kommen bereits in AIoT-Produkten, mit einem KI-Inference-Chip, in einem T-Con-Modul für ein 8K-Fernsehgerät, in KI-fähigen Videoprozessoren, in Smart Speakern, intelligenten Video-Türsprechanlagen und mobilen Point-of-Sale-Systemen zum Einsatz. Winbond kann sich schon über zahlreiche Design-Wins freuen und die Nachfrage wird voraussichtlich in diesem und im nächsten Jahr weiter ansteigen.

Winbond verfolgt die Strategie, Speicher-ICs für Nischenmärkte zu entwickeln. Von Typen für den Einsatz in Mobilgeräten über Specialty-DRAMs bis zu Flash-Speichern sind sie darauf ausgelegt, hohe Geschwindigkeiten bei geringer Stromaufnahme zu erreichen. Winbond besitzt eine eigene 12-Zoll-Fab, um zu wettbewerbsfähigen Kosten produzieren und langfristigen Support bieten zu können.

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