其次,DDR3 有 8 个独立记忆体组(bank),每个bank可独立接收读写指令。控制 DRAM 的逻辑电路若妥善安排记忆体位址,可以减少相邻读写指令间等待的时间,降低资料汇流排额外闲置的机率,提高传输的效能。DDR4 虽然增加记忆体组数为 16,但却加入记忆体群组(bank group)的限制。不同 bank 但若属于同一个 bank group,连续读写指令间必须增加等待时间周期,造成资料汇流排的闲置机率升高,传输效能降低。在此种限制下,如何充分利用资料汇流排以达成最高效率,对于控制 DDR4 的逻辑电路设计是新的挑战。
▲ 2014 Q1~Q2 全球品牌 DRAM 营收排行表(Source:DRAMeXchange, Aug, 2014)
▲ 品牌 DRAM 各国市占率(Source:DRAMeXchange, Aug, 2014)
行动 DRAM 兴起带动市场需求
近几年 DRAM 的供需市场产生很大的变化。 2013 年美光(Micron Technology Group)并购日本记忆体大厂尔必达(Elpida)后,全球 DRAM 生产几乎由前三大公司:三星(Samsung)、海力士(SK Hynix)以及美光所霸占,小厂只能挑选大厂已经淘汰的小众市场勉强维持。而低功耗的行动 DRAM(mobile DRAM)逐渐取代标准型 DRAM,成为 DRAM 产业最重要的市场。根据 DRAMeXchange 所做的统计,苹果公司(Apple Inc)已是全球 DRAM 最大采买商,预计 2015 苹果的产品将占用全球 25% 的 DRAM 产能。
DRAMeXchangee 更进一步预测,2014 年行动 DRAM 占整体 DRAM 产出的 36%,2015 年有机会突破 40% 大关。由此趋势看来,未来几年,行动记忆体大有机会取代标准型 DRAM,成为最大的 DRAM 产出。目前高阶智慧型手机或平板电脑上的 DRAM 配备容量大约是 1GB~2GB,对省电方面的要求更加严格。今年多家手机大厂新推出的旗舰型智慧手机计画将搭载低功耗的行动 DDR4(LPDDR4),加上苹果新一代 iPhone 与 iPad 将提高内建 DRAM 容量,预期 LPDDR4 将比标准 DDR4 更快普及。看准行动 DRAM 的商机,DRAM 三大厂纷纷宣布设置新设备来增加行动 DRAM 的产量。在标准型 DRAM 方面,虽然个人电脑市场需求下滑,但近年来云端运算与云端资料储存应用的崛起,带动伺服器设备需求逐年攀升,伺服器 DRAM 也跟着稳定成长,成为标准型 DDR4 切入市场的契机。
以 DRAM 的基本结构(一个电容和一个电晶体组合成一个记忆单元)来看,未来在速度与耗电量的改进空间不大,产学界早已积极开发类似的记忆体架构,例如 Z-RAM、TTRAM 等,DDR4 会不会是末代 DRAM 标准,谁也无法预测。
台湾的 DRAM 产业曾经是台湾科技界指标性产业,但经过 10 多年的巨额投资,终究还是敌不过韩国与美国大厂,在下一个 DRAM 周期的春天来临前就黯然退出主要竞赛行列。侥幸存活的少数厂商只能转而帮其他大厂代工,或是改为生产不被大厂青睐、市场规模较小的产品。如今记忆体整体市场已经跟 10 年前大不相同。行动装置与物联网所带动的市场需求,明显地朝向更小、更省电的方向,而非一昧着重在速度跟效率上。若能好好掌握这股新的趋势,未来台湾厂商在记忆体产业还是大有可为。