小米10:5G時代需要LPDDR5+UFS 3.0

時間使用“不卡頓”是我們大眾用戶對一款手機的基本訴求,而在小米看來,“不卡頓”只是一個最基本的行業標準。不卡頓之上,小米手機一直堅持不惜硬件成本追求更高的流暢度。早在2019年2月的時候,JEDEC(固態技術協會)就發佈了LPDDR5低功耗內存標準。而一年之後的現在,LPDDR5內存終於成功商用。小米10系列全球首發LPDDR5內存,再一次引領業界。

LPDDR5:速率大幅提升,功耗卻降低了!

首先是速率更高。得益於多Bank Group模式,LPDDR5器件內部增加了更多的並行數據通路,增加了數據帶寬,提升了性能。與上代LPDDR4相比,LPDDR5的數據傳輸速率翻

倍,由3200Mbps躍升至5500Mbps,這是目前最高速率的內存規格。

小米10:5G時代需要LPDDR5+UFS 3.0

而目前,市面上的其它移動平臺最高支持LPDDR4x(4266Mbps),與LPDDR5顯然不可同日而語。相比市面最高規格,小米10在內存性能方面有約30%的大幅提升,而未來還會有更高規格的6400Mbps速率LPDDR5內存出現。


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其次是功耗更低。相比LPDDR4X,LPDDR5的VDD2電源分為VDD2H和VDD2L,其中VDD2H由1.1V降至1.05V、VDDQ由0.6V降至0.5V。同時,新加入了DVFSC和DVFSQ功能,根據工作頻率動態調節工作電壓,在低速工作時,將VDD2H和VDDQ分別切換至更低的0.9V(VDD2L)和0.3V電壓,進一步降低功耗。

另外,LPDDR4x器件在高速工作時,時鐘為2133MHz,且需要一直保持在這樣的狀態,無形中會增加功耗。而LPDDR5器件修改了這一設計,LPDDR5的時鐘只有800MHz,而在數據有讀寫操作時,會有一個WCK信號,這個WCK信號會達到最大工作頻率,當讀/寫工作停止時,WCK信號也會停止,從而降低功耗。


小米10:5G時代需要LPDDR5+UFS 3.0

說了這麼多,LPDDR5到底有什麼好處?

我們知道,CPU是手機中進行數據運算的核心部件,運行速度非常快,但缺點是存儲空間非常小。閃存的存儲空間大,用來存儲程序等各種數據,但它與CPU的速度相差懸殊。這就需要內存這一中樞去傳導數據與指令,以使數據處理與數據傳輸的速度相匹配,程序的運行都在內存中進行。如果沒有內存,CPU整個的處理速度就會受到嚴重拖累。

當前智能手機所需應對的數據吞吐量正加速增長,對手機瞬時處理數據的能力(即內存性能)提出了更高要求。小米10所配備的LPDDR5內存速率為5500Mbps,相當於每秒可傳送44GB數據,大約為12個高清視頻文件(3.7GB/個)。CPU把需要運算的數據調到內存中進行,運算完成返回結果。內存對手機的穩定運行至關重要,高性能內存對手機整體流暢度的提升大有裨益。


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比如手機拍照,它涉及了大量的數據運算,尤其是手機相機像素已進入到億級的現在。內存性能低下,傳導數據慢,就會造成拍照延遲。


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在2020年這樣一個特殊的節點,5G網絡正加快普及,5G雲遊戲、AI運算等場景更是會帶來終端數據吞吐量的成倍增長。LPDDR5高性能內存可以有效降低雲遊戲延遲、確保AI運算數據實時同步,為5G相關服務的衍生與發展做好了充分的終端性能保障。LPDDR5不僅是小米10系列旗艦標配,更是時代標配。

另,因LPDDR5在功耗方面有諸多改進優化,根據小米用戶續航DOU測試結果看,LPDDR5對比LPDDR4X續航優勢明顯。

1、綜合場景下,用戶續航提升約10%。

2、在遊戲(王者榮耀)場景中,省電約20%。

3、在微信語音和視頻場景中,省電約10%。

還有全系UFS 3.0高速閃存,性能翻倍

手機內部的數據處理其實是一個接力的過程,就好比運送貨物,前半段用火箭送的話,後半段顯然不能用牛車。小米10系列配備與LPDDR5性能相匹配的UFS 3.0閃存,這也是目前業界最快的閃存。UFS支持雙通道的雙向讀寫,UFS 3.0接口帶寬高達2900MB/s,相比UFS 2.1的1450MB/s,實現了性能翻倍增長。

除接口速度區別,UFS 3.0的接口電壓也比UFS2.1更低,給閃存顆粒供電的VCC電源從2.9V降到了2.5V,而給主控供電的VCCQ,直接從1.8V降到了1.2V,接口電壓的降低對降低設備的功耗和發熱有著強大效果。

測試結果顯示,UFS3.0的每GB/s順序讀取的功耗相比UFS2.1降低了60%, 每GB/s順序寫入的功耗相比UFS2.1降低了48%。

UFS 3.0實測:拷貝11GB文件,只需23秒

選擇不同類型閃存,且容量均為128GB小米手機,使用AndroBench(版本5.0.1)軟件。


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實測讀寫性能。以下為測試數據。


小米10:5G時代需要LPDDR5+UFS 3.0

通過實測數據可以看到,配備UFS 3.0閃存的小米10在閃存讀寫性能方面相比上代旗艦小米9有了大幅增長。順序讀取速度是小米9的2倍,順序寫入速度是小米9的3.9倍,隨機讀取速度是小米9的1.7倍,隨機寫入速度是小米9的1.7倍。

這直接影響著用戶的終端體驗,在大文件拷貝、應用安裝、遊戲加載方面的速度差異尤其明顯。以下為UFS 3.0與UFS 2.1兩者在三種場景下的實測對比。(小米10 Pro 256GB VS 小米9 256GB)


小米10:5G時代需要LPDDR5+UFS 3.0

▲拷貝文件速度對比(5倍速)

手機內複製一個11.17GB大小的壓縮文件,小米10 Pro用時23秒,全程速度基本保持在了500MB/s上下,十分穩定。小米9用時60秒左右,速度在145MB/s-335MB/s之間浮動。速度相差懸殊。

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▲遊戲安裝速度對比(3倍速)

安裝遊戲《和平精英》,安裝包大小1.9GB,小米10 Pro用時12秒。小米9用時19秒。


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▲遊戲加載速度對比

從點按《和平精英》圖標到完全進入遊戲,小米10 Pro用時18秒,小米9用時22秒。


以上,可以看出UFS 3.0閃存相比UFS 2.1閃存在讀寫性能方面的巨大優勢。而手機在實際使用過程中,無時無刻不在進行著數據的讀寫,其它場景如照片的讀取、App的打開、拍照的保存、本地視頻的播放等等,閃存性能的優劣直接影響使用體驗的流暢與否。

而且,全新的UFS 3.0與UFS 2.1閃存在速度方面的差距還不是特別明顯,隨著使用時間的增長,閃存中存儲的東西越來越多,手機在調用數據時的速度差距還會被進一步放大。閃存性能的優劣也關係到手機是否能在長時間的使用後依然保持流暢不卡。

2020年,5G正加速到來,各種技術的普及速度更勝以往,推動著手機更快迭代。小米10系列手機全部配備LPDDR5+UFS 3.0,先於時代的頂尖配置,才是終端體驗的有力保障。​​​​


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