HyperRAM：2022年可穿戴外部內(nèi)存的新趨勢

進(jìn)入AIOT時(shí)代，許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能更加豐富，人臉識(shí)別、物體識(shí)別、語音識(shí)別等功能需求增加。相應(yīng)地設(shè)備的DRAM存儲(chǔ)需求也在增長。最明顯的就是容量的增長，從32Mb到512Mb，另外針對(duì)小型化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還要求更省空間的設(shè)計(jì)。

在這方面，華邦電子早前推出了HyperRAM系列產(chǎn)品，就是專門針對(duì)邊緣設(shè)備計(jì)算量和內(nèi)存需求增長的解決方案。最近華邦對(duì)HyperRAM系列進(jìn)行了更新，專門為可穿戴設(shè)備的DRAM存儲(chǔ)提供了優(yōu)化的解決方案。

2022年可穿戴設(shè)備有哪些變化？

華邦電子DRAM產(chǎn)品營銷技術(shù)經(jīng)理廖裕弘在近日的媒體交流會(huì)上談到，以前的穿戴產(chǎn)品分成智能手表和智能手環(huán)兩類。智能手表因?yàn)樾枰?a target="_blank">手機(jī)對(duì)接，所以會(huì)使用更高階更先進(jìn)的MPU和處理器。它的外接存儲(chǔ)基本會(huì)用到LPDDR4或EMCP，在某種程度上來說，智能手表更接近一個(gè)智能手機(jī)。而智能手環(huán)，雖然同樣也使用比較高級(jí)的MCU，但是顯示都采用比較簡單的LED，不論是小米還是其他品牌的手環(huán)產(chǎn)品，我們比較難看到非常炫的顯示屏。

但是今年，可穿戴設(shè)備發(fā)生了很大的變化。

他進(jìn)一步解析，今年很多產(chǎn)品逐漸向智能手環(huán)和智能手表的中間化過渡。廠商們希望推出一些全新的智能手表，價(jià)格相對(duì)更加親民，同時(shí)也不需要太過于炫的功能，因?yàn)榇蟛糠值墓δ苓€是會(huì)回傳到手機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

這類產(chǎn)品的定位是強(qiáng)于以前智能手環(huán)的高階產(chǎn)品，此時(shí)的顯示包括UI，還是需要使用到人機(jī)界面，也就是從傳統(tǒng)手環(huán)的LED顯示轉(zhuǎn)換過來，一定需要一個(gè)比較大的內(nèi)存。

針對(duì)這類新的應(yīng)用，也是華邦HyperRAM產(chǎn)品線主推的市場。華邦希望助力客戶推出既價(jià)格親民，又能夠滿足用戶觸摸、基本的語音控制等需求的新形態(tài)智能手表。

目前華邦的HyperRAM，容量范圍從32Mb到512Mb，最主流的產(chǎn)品是HyperRAM 2.0，容量分為64Mb、128Mb、256Mb、512Mb。華邦HyperRAM 256Mb容量的產(chǎn)品，主要針對(duì)可穿戴設(shè)備市場。

在AIOT領(lǐng)域，HyperRAM的作用突顯

由于圖像引擎、觸摸屏幕、語音控制被廣泛使用，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要使用外部存儲(chǔ)。此前外部存儲(chǔ)主要是DRAM，包括low power SDRAM，SDRAM和CellularRAM。

廖裕弘分析，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的功能越來越強(qiáng)大，為了運(yùn)算更多的數(shù)據(jù)，比如AI的TinyML模型，IoT產(chǎn)品需要快速的運(yùn)算能力和多核，然而傳統(tǒng)的embedded SRAM（嵌入式SRAM）和embedded flash（嵌入式閃存）并不能滿足這種需求，需要搭配不同技術(shù)提供更大的內(nèi)存，MRAM和RRAM主要是為了滿足這個(gè)需求。

由此可以看到，MRAM和RRAM與HyperRAM的市場定位不太一樣。MRAM和RRAM主要是滿足計(jì)算機(jī)里面的main memory（主存儲(chǔ)）需求，用來連接cache。至于更大的數(shù)據(jù)，比如圖形、音頻，或者是一些固定且使用頻率并不高的模型參數(shù)，就被存儲(chǔ)在外部的mass memory中,HyperRAM就是扮演這個(gè)角色。

HyperRAM起到data buffer（數(shù)據(jù)緩沖）的作用，主要用于暫存圖像或者是音頻信息，這些信息通過UI、觸控?zé)赡弧⒄Z音控制來展示。除此之外，部分網(wǎng)絡(luò)會(huì)需要buffer（緩沖）計(jì)算，包括協(xié)議之間的切換。目前，最主要還是用在移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)，比如上一代的3G、2G網(wǎng)絡(luò)。在4G的時(shí)代， 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)不斷發(fā)展，例如一些早期的共享單車，或者是各種各樣的tracker（定位器），基本上都會(huì)需要一個(gè)外部存儲(chǔ)器來緩沖這個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)議。

當(dāng)然最主要的運(yùn)算仍在嵌入式SRAM里進(jìn)行。但做運(yùn)算時(shí)，例如人臉識(shí)別的圖像信息是先存在HyperRAM里，然后再分成小塊，把其中的特征值提取出來，放到嵌入式SRAM里面，用TinyML模型去做運(yùn)算。另外，當(dāng)用戶需要使用實(shí)時(shí)加解密技術(shù)時(shí)數(shù)據(jù)量變大，也需要外部存儲(chǔ)。

與合作伙伴的聯(lián)動(dòng)

據(jù)介紹，華邦HyperRAM主要的三個(gè)特色是低功耗、低引腳數(shù)、小尺寸。華邦HyperRAM可為終端產(chǎn)品，尤其是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，節(jié)省更多的空間。節(jié)省的空間包括HyperRAM的空間，PCB空間，還有SOC的引腳數(shù)空間。

256Mb HyperRAM的操作頻率為 200MHz / 250MHz；256Mb 30 球 WLCSP 產(chǎn)品包括兩種組合：8 個(gè)控制信號(hào) 13 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)/ 16 個(gè)控制信號(hào) 22 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)；適配各種 AIoT 終端產(chǎn)品和可穿戴產(chǎn)品，HyperRAM 提供包括 24BGA，WLCSP 和 KGD 等多種產(chǎn)品形式。

廖裕弘表示，目前HyperRAM市場有很大一部分是KGD產(chǎn)品，與各個(gè)芯片廠商合作，華邦HyperRAM被集成在SOC里面，應(yīng)用于終端物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

此外，HyperRAM也可以被直接應(yīng)用，比如BGA封裝的HyperRAM產(chǎn)品逐漸應(yīng)用在智能家居領(lǐng)域。還有一部分HyperRAM推出了WLCSP封裝。在這里，和早期的傳統(tǒng)DRAM，包括SDRAM和low power SDRAM相比，后兩者沒有廠商提供WLCSP封裝。但是在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代， 尤其是一些小模塊或者是可穿戴設(shè)備，對(duì)封裝類型和尺寸提出了新的需求，在考量新時(shí)代DRAM時(shí)，WLCSP封裝已經(jīng)成為其中一個(gè)產(chǎn)品形態(tài)選擇。在WLCSP封裝方面，出于客戶在成本方面的考量，華邦利用新技術(shù)把大部分制程精簡到晶圓廠，所以WLCSP的封裝尺寸約等于裸片本身。

在2022年4月華邦電子攜手英飛凌合作，采用更高帶寬的HYPERRAM 3.0擴(kuò)展現(xiàn)有產(chǎn)品組合。

HYPERRAM 3.0 在 1.8V 工作電壓下的最高運(yùn)行頻率為200MHz，與 HYPERRAM 2.0 和 OCTAL xSPI RAM 相同，但數(shù)據(jù)傳輸速率提高至800MBps，是以往產(chǎn)品的兩倍。新一代 HYPERRAM 配備了具有 22個(gè)引腳的擴(kuò)展IO HyperBus 接口。

在客戶合作方面，去年開始，華邦 64Mb HyperRAM用于 FPGA 制造商 Gowin（高云半導(dǎo)體）最新推出的 GoAI 2.0 機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)。與Ambiq 合作，結(jié)合華邦 HyperRAM 和 Ambiq Apollo4 的產(chǎn)品優(yōu)勢，共同致力于為物聯(lián)網(wǎng)終端和可穿戴設(shè)備提供超低功耗系統(tǒng)解決方案。此外還有，華邦 HyperRAM 和 SpiStack(NOR+NAND) 產(chǎn)品能夠與瑞薩基于 Arm? 內(nèi)核的 RZ/A2M 微處理器 (MPU) 搭配使用。