پیشرفت فناوری های مربوط به حافظه موبایل به اندازه نمایشگر یا پردازنده قدرتمند ملموس نیست، ولی این قطعه سخت افزاری هم در حد بقیه موارد در کارکرد روان و بی نقص گوشی های موبایل نقش دارد. دنیای فناوری به سمت ویدیوها و تصاویر با کیفیت، بازی های واقع نما و یادگیری ماشینی پیش می رود و در این مسیر، با چالش بزرگی از نظر پهنای باند و ظرفیت حافظه روبرو شده است. خوشبختانه نسل جدید حافظه ها در راهند تا این محدودیت ها را از میان بردارند.
سه مورد از مهم ترین این فناوری ها عبارتند از حافظه رَم LPDDR5، استاندارد UFS 3.0 برای فضای ذخیره سازی داخلی، و استاندارد SD Express برای کارت های حافظه قابل حمل. طبیعتاً هرکدام از این استانداردها در مقایسه با نسل قبل از سرعت بهتر و ویژگی های پیشرفته تری برخوردارند ولی در این مطلب می خواهیم نگاه دقیق تری به مشخصات و قابلیت های نسل بعدی حافظه موبایل داشته باشیم.
حافظه رَم LPDDR5حافظه رم یکی از اجزای اصلی و ضروری کامپیوترها به شمار می رود ولی گوشی های موبایل حساسیت ویژه ای نسبت به پهنای باند این حافظه دارند، چون پردازنده اصلی (CPU)، پردازشگر گرافیکی (GPU) و اخیراً موتورهای هوش مصنوعی (AI) همگی روی یک چیپ مجتمع قرار گرفته و از انباره حافظه مشترکی استفاده می کنند. این موضوع در زمان اجرای بازی های سنگین، ویدیوهای 4K و دیگر کاربردهایی که به عملیات سنگین خواندن و نوشتن از حافظه نیاز دارند، کاملاً محسوس است.
هنوز مشخصات حافظه موبایل LPDDR5 نهایی نشده ولی همانند نسل قبل، اینجا هم به احتمال زیاد شاهد افزایش قابل توجه پهنای باند و کاهش مصرف انرژی هستیم. انتظار می رود که پهنای باند حافظه های LPDDR5 حداقل 6400 مگابیت بر ثانیه باشد، یعنی دو برابر پهنای باند 3200 مگابیتی نسل قبلی. البته در برخی نمونه های LPDDR4 و 4X شاهد دستیابی به پهنای باند 4266 مگابیتی نیز بودیم.
حافظه موبایل LPDDR5 مصرف انرژی بسیار پایینی خواهد داشت
طبق اعلام شرکت طراح مدارهای مجتمع سیناپسس، حافظه های LPDDR5 از سیستم کلاک تفاضلی دوگانه استفاده می کنند که شبیه کلاک WCK در حافظه گرافیکی GDDR5 است. در سیستم کلاک تفاضلی می توان بدون افزایش تعداد پین، فرکانس کاری را افزایش داد. کلاک دوگانه (WCK_t و WCK_c) هم دو نقطه عملیاتی متفاوت را ایجاد می کند که باز هم به دو یا چهار برابر شدن کلاک می انجامد. حافظه LPDDR5 از قابلیت Link ECC برای عملیات خواندن و نوشتن هم بهره می برد که بازیابی داده را ممکن خواهد ساخت.
نکته مهم دیگر، تمرکز حافظه های LPDDR5 روی بهینگی مصرف انرژی و ولتاژ عملیاتی پایین است، موضوعی که برای دیوایس های موبایل اهمیت زیادی دارد. حالت Deep Sleep می تواند در شرایط بیکار بودن حافظه، مصرف انرژی را تا 40 درصد کاهش دهد. حالت Data Copy Low Power هم با تکرار الگوی عملیات داده ای (خواندن و نوشتن) می تواند عملکرد بهتری را با مصرف کمتر انرژی فراهم آورد.
هنوز منتظریم تا اولین چیپ های حافظه LPDDR5 معرفی شوند. شواهد و قراین حکایت از آن دارند که سامسونگ در نیمه دوم سال جاری میلادی (2018) تولید این چیپ ها را آغاز می کند ولی احتمالاً ورودشان به بازار مصرفی در سال 2019 صورت خواهد پذیرفت.
حافظه داخلی UFS 3.0این روزها سرعت فضای ذخیره سازی داخلی به اندازه حافظه رَم اهمیت دارد، به ویژه اگر بخواهید دائماً ویدیوهای با کیفیت را ذخیره و بازیابی کنید یا محتوای سنگین واقعیت مجازی/افزوده را لود نمایید. استاندارد UFS در موبایل های امروزی جای حافظه های قدیمی eMMC را گرفته است. اتحادیه JEDEC مشخصات کامل و رسمی UFS 3.0 را منتشر کرده و بر این اساس می توانیم نگاهی به قابلیت های نسل بعدی حافظه داخلی موبایل بیندازیم.
پیشرفت اصلی UFS 3.0 افزایش دو برابری سرعت در مقایسه با بهترین دستگاه های مجهز به UFS 2.0 است. هر مسیر حافظه در این استاندارد می تواند از سرعت 11.6 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی کند، یعنی دو برابر رقم قبلی (5.8 گیگابیت بر ثانیه) و حداکثر سرعت انتقال حافظه را به رقم قابل توجه 23.3 گیگابیت بر ثانیه می رساند. البته سرعت واقعی کمی پایین تر از این خواهد بود. خوشبختانه تمامی دستگاه های سازگار با UFS 3.0 از HS-G4 و HS-G3 هم پشتیبانی می کنند و به همین دلیل، قطعاً سرعتی بالاتر از UFS 2.0 را تجربه خواهید کرد.
سامسونگ به احتمال زیاد اولین نسل حافظه موبایل سازگار با UFS 3.0 را عرضه می کند
مصرف انرژی استاندارد این حافظه هم تغییر کرده است. اکنون با ولتاژهای 1.2، 1.8 و 2.5/3.3 ولت روبرو هستیم و اضافه شدن حالت 2.5 ولتی پشتیبانی از حافظه های فلش 3D NAND نسل بعدی و مصرف کمتر انرژی را ممکن می سازد. به عبارت دیگر UFS 3.0 برای پشتیبانی از فضای داخلی بیشتر طراحی شده که با روش های تولید صنعتی جدید، قابل دستیابی هستند. همانند LPDDR5، سامسونگ به احتمال فراوان اولین عرضه کننده حافظه های UFS 3.0 خواهد بود. تولید این نوع حافظه ها برای صنعت خودرو مدتیست که آغاز شده اما محصولات مربوط به صنعت موبایل احتمالاً در سال 2019 فراگیر می شوند.
حافظه قابل حمل SD Expressنهایتاً به حافظه های قابل حمل می رسیم که در اکثر موارد، تنها راه انتقال فایل های حجیم به شمار می روند. استاندارد SD Express به تازگی معرفی شده و احتمالاً جایگزین کارت های microSD خواهد شد، ولی کارت های UFS همچنان گزینه های قابل قبولی هستند. به طور خلاصه، با استاندارد SD Express می توان سریع ترین کارت های SD را تولید کرد و از آنها به جای SSD های قابل حمل بهره جست.
استاندارد SD Express رابط های PCI Express و NVMe (دو گذرگاه پر کاربرد داده در دنیای کامپیوترهای شخصی) را در قالب رابط SD پیاده می کند. این رابط از پین های ردیف دوم در کارت یا درگاه SD استفاده می کند که هم اکنون توسط کارت های UHS-II نیز به کار گرفته می شوند.
حداکثر سرعت اسمی کارت SD Express به 985 مگابایت بر ثانیه می رسد
پشتیبانی از PCI-E 3.0 و SD Express بدین معناست که کاربر می تواند به حداکثر سرعت اسمی 985 مگابایت بر ثانیه برسد، یعنی سه برابر سریع تر از کارت های گران قیمت UHS-II با حداکثر سرعت 312 مگابایت بر ثانیه و حتی کارت های UHS-III که روی کاغذ به نهایت سرعت 624 مگابایت بر ثانیه می رسند. استاندارد صنعتی برای SSD ها در حال حاضر NVMe v1.3 است و کارت های SD آینده می توانند به عنوان SSD های قابل حمل نیز ایفای نقش کنند.
علاوه بر سرعت باورنکردنی، حداکثر ظرفیت کارت های microSD آینده نیز حیرت انگیز است و از 2 ترابایت در کارت های SDXC به 128 ترابایت در کارت های SDUC خواهد رسید.
استاندارد SD Express با نسل های قبلی نیز کاملاً سازگار بوده و روی درگاه های موجود هم عمل می کند، البته با سرعت کمتر. بنابراین دستگاه/درگاهی که با UHS-I سازگار است، حتی با استفاده از کارت های SD Express هم به سرعتی بیش از 104 مگابایت بر ثانیه نخواهد رسید.
جمع بندیپیشرفت صنعت حافظه و به ویژه حافظه موبایل طی سال های اخیر واقعاً چشمگیر بوده، چه از نظر ظرفیت و چه از نظر سرعت، شاهد تغییرات شگرفی بوده ایم. حافظه های پر سرعت در انواع مختلف از جمله حافظه رَم، فضای ذخیره سازی داخلی و حافظه های قابل حمل، اکنون به نیاز اصلی و حیاتی در دنیای تکنولوژی بدل شده اند.
نسل جدید حافظه ها که در بالا به آنها اشاره کرده ایم، همانند نسل های قبلی، ابتدا به عنوان ویژگی پریمیوم و برتر در محصولات گران قیمت به بازار راه پیدا می کنند و سپس به تدریج در بخش عمومی بازار هم دیده می شوند. در سال 2019 تمامی این استانداردها در قالب پرچمداران موبایل به دست مصرف کننده نهایی می رسند، هرچند شاید برخی از شرکت ها به یکی-دو مورد از آنها قناعت کنند. طبیعیست که افزایش تقاضا در بازار، روند عرضه عمومی را هم تسریع خواهد کرد.
