HyperRAM:2022年可穿戴外部内存的新趋势

进入aiot时代,许多物联网设备的功能更加丰富,人脸识别、物体识别、语音识别等功能需求增加。相应地设备的dram存储需求也在增长。最明显的就是容量的增长,从32mb到512mb,另外针对小型化物联网设备还要求更省空间的设计。
在这方面,华邦电子早前推出了hyperram系列产品,就是专门针对边缘设备计算量和内存需求增长的解决方案。最近华邦对hyperram系列进行了更新,专门为可穿戴设备的dram存储提供了优化的解决方案。
2022年可穿戴设备有哪些变化?  
华邦电子dram产品营销技术经理廖裕弘在近日的媒体交流会上谈到,以前的穿戴产品分成智能手表和智能手环两类。智能手表因为需要和手机对接,所以会使用更高阶更先进的mpu和处理器。它的外接存储基本会用到lpddr4或emcp,在某种程度上来说,智能手表更接近一个智能手机。而智能手环,虽然同样也使用比较高级的mcu,但是显示都采用比较简单的led,不论是小米还是其他品牌的手环产品,我们比较难看到非常炫的显示屏。
但是今年,可穿戴设备发生了很大的变化。
他进一步解析,今年很多产品逐渐向智能手环和智能手表的中间化过渡。厂商们希望推出一些全新的智能手表,价格相对更加亲民,同时也不需要太过于炫的功能,因为大部分的功能还是会回传到手机进行计算。
这类产品的定位是强于以前智能手环的高阶产品,此时的显示包括ui,还是需要使用到人机界面,也就是从传统手环的led显示转换过来,一定需要一个比较大的内存。
针对这类新的应用,也是华邦hyperram产品线主推的市场。华邦希望助力客户推出既价格亲民,又能够满足用户触摸、基本的语音控制等需求的新形态智能手表。
目前华邦的hyperram,容量范围从32mb到512mb,最主流的产品是hyperram 2.0,容量分为64mb、128mb、256mb、512mb。华邦hyperram  256mb容量的产品,主要针对可穿戴设备市场。
在aiot领域,hyperram的作用突显  
由于图像引擎、触摸屏幕、语音控制被广泛使用,物联网设备需要使用外部存储。此前外部存储主要是dram,包括low power sdram,sdram和cellular ram。
廖裕弘分析,物联网产品的功能越来越强大,为了运算更多的数据,比如ai的tinyml模型,iot产品需要快速的运算能力和多核,然而传统的embedded sram(嵌入式sram)和embedded flash(嵌入式闪存)并不能满足这种需求,需要搭配不同技术提供更大的内存,mram和rram主要是为了满足这个需求。
由此可以看到,mram和rram与hyperram的市场定位不太一样。mram和rram主要是满足计算机里面的main memory(主存储)需求,用来连接cache。至于更大的数据,比如图形、音频,或者是一些固定且使用频率并不高的模型参数,就被存储在外部的mass memory中, hyperram就是扮演这个角色。
hyperram起到data buffer(数据缓冲)的作用,主要用于暂存图像或者是音频信息,这些信息通过ui、触控荧幕、语音控制来展示。除此之外,部分网络会需要buffer(缓冲)计算,包括协议之间的切换。目前,最主要还是用在移动物联网,比如上一代的3g、2g网络。在4g的时代, 物联网技术已经不断发展,例如一些早期的共享单车,或者是各种各样的tracker(定位器),基本上都会需要一个外部存储器来缓冲这个移动系统的协议。
当然最主要的运算仍在嵌入式sram里进行。但做运算时,例如人脸识别的图像信息是先存在hyperram里,然后再分成小块,把其中的特征值提取出来,放到嵌入式sram里面,用tinyml模型去做运算。另外,当用户需要使用实时加解密技术时数据量变大,也需要外部存储。
与合作伙伴的联动  
据介绍,华邦hyperram主要的三个特色是低功耗、低引脚数、小尺寸。华邦hyperram可为终端产品,尤其是物联网产品,节省更多的空间。节省的空间包括hyperram的空间,pcb空间,还有soc的引脚数空间。
256mb hyperram的操作频率为 200mhz / 250mhz;256mb 30 球 wlcsp 产品包括两种组合:8 个控制信号 13 个数据信号/ 16 个控制信号 22 个数据信号;适配各种 aiot 终端产品和可穿戴产品,hyperram 提供包括 24bga,wlcsp 和 kgd 等多种产品形式。
廖裕弘表示,目前hyperram市场有很大一部分是kgd产品,与各个芯片厂商合作,华邦hyperram 被集成在soc里面,应用于终端物联网应用。
此外,hyperram也可以被直接应用,比如bga封装的hyperram产品逐渐应用在智能家居领域。还有一部分hyperram推出了wlcsp封装。在这里,和早期的传统dram,包括sdram和low power sdram相比,后两者没有厂商提供wlcsp封装。但是在物联网时代, 尤其是一些小模块或者是可穿戴设备,对封装类型和尺寸提出了新的需求,在考量新时代dram时,wlcsp封装已经成为其中一个产品形态选择。在wlcsp封装方面,出于客户在成本方面的考量,华邦利用新技术把大部分制程精简到晶圆厂,所以wlcsp的封装尺寸约等于裸片本身。
在2022年4月华邦电子携手英飞凌合作,采用更高带宽的hyperram 3.0扩展现有产品组合。
hyperram 3.0 在 1.8v 工作电压下的最高运行频率为200mhz,与 hyperram 2.0 和 octal xspi ram 相同,但数据传输速率提高至800mbps,是以往产品的两倍。新一代 hyperram 配备了具有 22个引脚的扩展io hyperbus 接口。
在客户合作方面,去年开始,华邦 64mb hyperram用于 fpga 制造商 gowin(高云半导体)最新推出的 goai 2.0 机器学习平台。与ambiq 合作,结合华邦 hyperram 和 ambiq apollo4 的产品优势,共同致力于为物联网终端和可穿戴设备提供超低功耗系统解决方案。此外还有,华邦 hyperram 和 spistack(nor+nand) 产品能够与瑞萨基于 arm® 内核的 rz/a2m 微处理器 (mpu) 搭配使用。

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