為什麼智能手機的內存,如今要比PC的快那麼多

為什麼智能手機的內存,如今要比PC的快那麼多

如果有關注智能手機行業的相關消息可能就知道,就在這幾天,一加方面正在為他們的新機一加Ace2 Pro進行預熱。而這款機型的一大亮點,就是它很可能是業內首款量產搭載24GB內存的機型。

看到這裡,可能有的朋友會感嘆“這比我家電腦的內存還大了”。但或許也有一部分人會不屑一顧,畢竟最新的DDR5內存已經有了單條24GB的規格。特別是對於那些已經用著Xeon W9平臺的發燒友來說,八通道192GB內存是輕鬆就就能達成的“成就”,並不需要羨慕最新的智能手機。

然而即便如此,目前智能手機依然有一些PC所達到不到的內存方面的優勢,那就是它們超高的等效頻率。

眾所周知,如今在消費級PC上,DDR5-8200基本上是公認只有少數頂尖主板和CPU,才能穩定日常使用的最高內存頻率,並且絕大多數朋友電腦上使用的內存,可能還停留在DDR5-5600、甚至DDR4-3600的水平。

然而,手機則並非如此。事實上,只要今年隨便購買一款最新的旗艦安卓機型,無論它是什麼品牌、不管配備的是高通第二代驍龍8、還是聯發科天璣9200移動平臺,它們普遍都配備了等效頻率高達8533MHz的LPDDR5X內存。

那麼為什麼高頻率的內存在PC上如今並不普及,手機上卻如此常見呢?要回答這個問題,就需要分幾個步驟來依次解析了。

  • 智能手機的內存頻率雖高,但實際並不一定更快

首先,更高頻率的內存通常就意味著更高的內存讀寫速度。但這裡有一個很關鍵的問題,就在於不能無視內存模組的位寬,而只根據頻率去比較速度。

比如智能手機上使用的LPDDR5X內存,通常都是四通道設計、每通道的位寬是16bit。

W790平臺的內存超頻潛力不到7000MHz,但擁有八通道*64bit的恐怖位寬

但電腦上的DDR5內存,雖然大多數可能只有雙通道的硬件(主板+CPU),可單個通道的位寬就高達64bit。對於那些高端的工作站平臺,更是往往會提供八通道*64bit的內存條插槽。

那麼就意味著什麼呢?簡單來說,就是智能手機上的8533MHz內存因為總位寬只有64bit,所以實際帶寬僅相當於雙通道128bit電腦內存跑在4266MHz的水平,或者說僅相當於高端發燒電腦512bit內存跑在1333MHz頻率的水準。

也就是說,無論是對於普通的家用電腦、還是發燒級PC而言,只要它們的內存配置不是太爛(基本只要是個入門級的DDR5內存),實際帶寬其實就已經顯著超過了智能手機上目前最頂級、最新旗艦平臺所使用的內存配置了。

  • 需求的差異,讓主流PC不需要超高頻率內存

其次,即便同樣都是用來“打遊戲”的情況下,智能手機對於高帶寬內存的需求,其實要比絕大多數PC更為迫切。

原因很簡單,這是因為智能手機並沒有獨立顯卡,其GPU是直接與CPU一起共享內存容量和帶寬的。也就是說智能手機上看似很大、很快的內存,實際上在使用中要拆分出一部分容量和帶寬來作為“顯存”來使用。

對於具備顯存池技術的專業顯卡來說,上百GB顯存並不鮮見

而對於絕大多數的遊戲PC而言,它們因為有獨立顯卡、顯卡也有自己的(帶寬比內存高得多的)顯存,所以顯卡在工作過程中對於內存帶寬的需求,反而沒有手機那麼高。

尤其是對於那些最新架構的PC顯卡來說,由於它們可以繞過CPU和內存,直接從SSD裡讀取遊戲紋理數據包,因此對內存數據交換的壓力還會進一步降低,反而沒太多必要使用超高頻率的內存。

對核顯的依賴,使得X86掌機成為了PC中最積極使用高頻內存的產品之一

當然,PC裡也會有一些非常依賴“核顯”的機型。在這種情況下,它們對於內存頻率和帶寬的需求,的確就會比配備有獨顯的機型要高得多。所以這也是為什麼,現在一些X86掌機紛紛用上了LPDDR5-6400,甚至LPDDR5X-7500內存的原因。

  • 安裝方式的區別,是運行頻率的根本差異所在

最後,不知道大家有沒有注意到前中的一個細節,那就是我們有提到,如今在臺式電腦裡超高頻內存非常少見,而且往往需要特別高端的主板和CPU才能確保穩定運行,但現在一些X86掌機也開始普遍使用超高頻內存,以增強核顯所能分得的“顯存帶寬”。

那麼這是否意味著內存的運行頻率,與它的安裝方式之間存在一定的關聯性呢?沒錯,這其實很可能才是最為關鍵的地方。

要知道,越高級、頻率越高的內存,與CPU之間的信息交換頻率也更高,這也就意味著從內存到CPU內存控制器的這段電路,會變成一段對電磁干擾極為敏感的高頻電路。而高頻電路的一大特徵,就是越簡潔、走線距離越短,就會越有利於零部件的性能發揮和穩定性。

驍龍8 Gen2頂部的一圈觸點,就是用於焊接內存的

明白了這一點,接下來的事情就很順理成章了。由於手機上的內存是直接通過焊點“疊”在SoC的頂部,相當於內存和CPU、GPU之間完全不通過電路板,是芯片與芯片之間的直接對接,所以電路距離最短、可以很輕易地跑到更高的頻率,從而彌補位寬上的不足。

華碩Zenbook所使用的超短路徑高頻內存連線設計

而如今在一些X86掌機、以及特別高端的筆記本電腦上,內存是以芯片的形式焊接在主板上儘可能靠近CPU的位置。這樣一來,兩者之間雖然要經過主板內部的走線,但由於線路不長,而且焊接工藝本身有利於確保更好的電路接觸,所以這也就是為什麼這類機型往往也能用上高頻內存,但頻率依然比旗艦智能手機低一截的原因。

臺式機的內存插槽,或許反而是制約內存性能的最大短板

再到了臺式電腦上,由於它們要為用戶自行安裝、更換內存提供方便,因此首先內存和CPU的固定方式都不再是焊接,而是改為了觸點,這本身就會帶來更大的電阻、並降低信號的完整性。同時主板上的內存插槽佈局,也使得內存與CPU之間的走線距離要遠長於筆記本電腦、X86掌機和智能手機,於是這就又引入了更大的干擾,所以就直接造成了臺式電腦的內存很難跑到很高頻率的現象。

  • 無論PC、還是手機,其實都存在“反例”

當然,這裡還有兩個很有意思的“異類”。一是臺式電腦主板裡極少數的超頻向型號,它們往往只有兩個、而非常見的四個或更多的內存插槽。這是因為這類主板刻意去掉兩個內存槽後,可以大幅簡化插槽到CPU的佈線設計,進而減小干擾、降低衰減,所以使得它們往往得以跑到非常高(比如8000MHz)的內存頻率上,而且能夠長期穩定使用。

ROG Z790 APEX為了內存頻率不惜犧牲插槽數量

另外一個反例,則是智能手機的部分中低端產品。這些機型的SoC因為定位原因,並不具備芯片頂部的內存焊接觸點,它們往往使用的是內存+閃存的二合一芯片,並焊接在手機主板的閃充安裝位上。根據前面講到的理論,很顯然這就會導致過長的內存佈線問題,從而降低手機的內存運行頻率和穩定性。

中低端手機使用的內存+閃存(uMCP)芯片,就決定了其內存頻率高不上去

這也就反過來解釋了,為什麼旗艦機型的內存頻率都能達到8533MHz時,一些入門級產品還在用著LPDDR3 3200MHz內存的原因。除了本身確實性能低、不需要高頻內存外,電路設計不允許高頻內存穩定運行也是很重要的一個因素。

【本文圖片來自網絡】
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