8533Mhz的LPDDR5X内存，未必有你想的那么快

经常关注我们三易生活的朋友可能还记得，对于5G手机来说高速的内存和闪存非常重要。一方面，这是因为网速的增加使得在线视频、大型手游的品质可以越做越高，对手机的IO吞吐性能提出了更高要求；另外一方面，根据国际电联的要求，5G时代的最终目标是达到20Gbps的网络带宽，这就意味着手机至少也得具备与之相应的内存和闪存读写速度，才有可能充分发挥高速网络的优势。

正因如此，自2019年秋季国内市场5G正式商用以来，各上游厂商都在快速迭代手机的内存、闪存技术标准。例如，2019年秋季的骁龙855+，使用的还是LPDDR4X-4266的标准，到了2020年初的骁龙865，就升级为LPDDR5-5500，而到了2020年底，骁龙888所支持的内存速率，更是进一步提升到了LPDDR5-6400。

不仅如此，前不久JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council，电子工程设计发展联合协会）刚刚批准了名为“LPDDR5X”的最新低功耗设备内存标准。根据官方资料显示，LPDDR5X的等效工作频率可高达8533MHz，并且很有可能会被下一代旗舰5G SoC骁龙898第一时间采用。换而言之，最快在今年年内，旗舰机型内存速度就将有着高达33%的大幅提升，而其所带来的程序安装、下载、加载、5G缓存等场景下的速度提升，也将为顶级智能手机产品树立一个新的标杆。

不过对于一些既玩手机，又钻研PC的小伙伴来说，看到LPDDR5X这个“8533MHz”的频率数字可能就会不淡定了。要知道，现在（2021年8月）PC平台上能买到最快的内存条，规格也才只有DDR4-5200，而对于大部分用户来说，电脑里用的可能都还是3000MHz不到的DDR4内存。如此一来，看到手机里都将用上“LPDDR5X”，并且频率还这么高，感觉到有些百味杂陈自然也是在所难免的。

但问题就在于，“LPDDR5X-8533”真的有大家想象的那么先进，那么快吗？这可能就未必了。

首先，LPDDR5X与DDR5其实没啥关系

虽然从名称上来看，LPDDR5X看起来与DDR5很像，但实际上正如显卡专用的GDDR显存和PC上的DDR内存几乎没有任何关系一样，LPDDR标准本质上也是一个独立发展的标准。只不过现在LPDDR刚好发展到了第五代而已，所以就会给人造成“LPDDR5”或者“LPDDR5X”与PC上DDR5有关的错觉。

当然，按照目前LPDDR标准的发展速度，我们完全有理由相信，其很有可能在未来一两年内就发展出“LPDDR6”甚至“LPDDR7”。到了那个时候，PC平台的DDR5内存可能才刚刚开始普及，自然也就不会有人认为LPDDR与DDR之间有关系了。

其次，LPDDR5X的8533MHz并非真实运行频率

解释完了LPDDR5X的标准命名问题，接下来我们就要谈谈其高达8533MHz的“频率”了。

首先我们用一句话来概括事情的真相，那就是LPDDR5X-8533的运行频率有没有8533MHz？没有。但它确实能达到8533MHz内存该有的速度。

这是怎么回事呢？要理解这一点，其实就需要回溯到差不多2000年左右。在当时那个年代，PC上的主流CPU还是奔腾2、奔腾3。而当时电脑使用的内存也不是现在的DDR家族，而是一种叫做SDRAM的内存。

SDRAM的全称是Synchronous DRAM，也就是同步动态随机存储器。其中的“同步”这个词十分重要，因为它描述了SDRAM内存的一个关键技术特性，那就是SDRAM每工作一个时钟周期，就进行一次读或写数据传输（TTransfers）操作，同时它每一次操作只能传输1bit（1比特，也就是一个0或者1的信号）的数据量。

因此对于运行频率为100MHz（兆赫兹）的SDRAM内存来说，它在1秒钟内能进行的传输操作次数就是100MT（兆次传输），传输的数据量就是100Mb（兆比特）。正因如此，当我们描述一个SDRAM内存的速度时，其实就有了三种可用的单位。

我们可以说这个内存的运行频率是100MHz、它的工作速度是100MT/s，或者它的传输带宽是100Mbps。

但当DDR系列内存出现的时候，问题就开始复杂了起来。因为DDR内存使用了一种叫做数据预取的技术，简单来理解的话，它本质上就是让多个bit的数据在一次工作周期里同步读或者写。

比如初代DDR内存是2n预取、DDR2是4n预取、DDR3是8n预取。所以实际运行频率100MHz的DDR、DDR2和DDR3内存，它们的传输带宽就分别是200Mbps、400Mbps和800Mbps。

然而当时的内存厂商担心如果用带宽来作为标识的话，哪些习惯了以“频率”做标准的消费者可能会看不懂。而如果以真实的运行频率去标识，就会出现“更快的内存实际频率反而更低”的尴尬状况，更容易造成消费者的困惑。（例如DDR3-1333内存的实际运行频率是166MHz，其实比DDR2-800内存的200MHz要低）

为了解决这个问题，从初代DDR内存开始，整个行业就发明了一套新的命名体系。这就是所谓的“等效频率”、“等效传输次数”、“等效带宽”。简单来说，就是把最初的SDRAM视为“1”，然后其他所有内存按照性能倍率，直接标注相对于SDRAM的性能水准。

比如说LPDDR5X-8533内存，其预取倍率为16n，所以它的实际运行频率其实是8533Mhz÷16=533MHz。相比之下，我们所熟悉的PC上的DDR4内存，因为使用的是8n预取，因此在等效频率4800MHz的情况下，实际运行频率其实就已经高达600MHz，比“LPDDR5X”的真实频率还要更快一些。

最重要的是，手机SoC的内存位宽它高不起来

当然，虽然PC上的DDR4-4800内存真实频率比手机上的LPDDR5X-8533更高，但正如我们前文中所说的那样，更高的“等效频率”的确意味着LPDDR5X-8533内存是要比DDR4-4800更快的。

但是这个“更快”其实还有一个限定条件，那就是它仅仅只是指单个内存颗粒的读写速度，并不能代表整个内存模组的真实工作带宽。

为什么这么说？因为不管是现代PC还是手机里的CPU，它们与内存之间都采用了多通道、多bit的连接方式。而在这个连接方式的规格（也就是俗称的位宽）上，PC是比手机要高出了太多太多的。

举例而言，前文提到的LPDDR5X-8533内存，所连接CPU的规格是4通道，每通道16bit。因此它理论上的真实速写速度，最高应该能够达到8533Mbps÷8×4×16=68.2GB/s。相比之下，目前PC上最普及的家用CPU内存控制器则是2通道，每通道64bit的规格。此时如果使用DDR4-5200内存并支持的情况下，那么实际的读写速度就是5200Mbps÷8×2×64=83.2GB/s。

支持8通道内存的锐龙线程撕裂者PRO 3995WX CPU

而如果是按照目前PC上最高端工作站CPU 8通道内存控制器、DDR4-3200的规格，带宽则可以高达3200Mbps÷8×8×64=204.8GB/s。这就意味着尽管DDR4-3200内存本身并不算多快，但由于处理器的位宽够高，最终的内存访问速度，显然要比手机里的“LPDDR5X”快到不知哪里去了。