与低功耗DRAM、SDRAM和CRAM/PSRAM相比，HyperRAM大幅简化了PCB布局设计，延长了移动设备的电池寿命。同时，HyperRAM的处理器体积更小且具备更少的引脚数，同时数据传输速率也得到提高。
近年来，边缘计算与人工智能逐渐成为市场主流，除了功能更加强大的MCU/MPU外，人们对存储产品的要求也越发严格。相较于传统的pSRAM，一种名为HyperRAM的新型存储器件凭借超低功耗、设计简洁、易于控制等特性，开始在物联网、消费设备、汽车和工业应用中崭露头角。
什么是HyperRAM？
想要了解HyperRAM，就首先要从HyperBus接口技术讲起。
HyperBus技术最早由赛普拉斯(Cypress)也就是现在的英飞凌(Infineon)于2014年首次发布，突出优势是低引脚数，可简化PCB板设计，减少布线面积，在保证产品性能的同时降低设计难度与系统成本。
2015年，赛普拉斯推出其首款HyperRAM产品，支持HyperBus接口。随后，考虑到低功耗物联网设备的广泛需求，华邦电子也宣布加入HyperRAM阵营，成为市场上除赛普拉斯与ISSI之外的第三家供应商，并随后推出了32Mb/64Mb/128Mb/256Mb/512Mb容量的产品，以应对多样化的应用需求。
之后几年内，HyperRAM的朋友圈开始不断扩大——恩智浦、瑞萨、意法半导体、德州仪器等公司开始陆续推出支持HyperBus接口的MCU，同时搭配控制接口开发平台；Cadence、新思科技和Mobiveil也向市场提供HyperBus内存控制IP，帮助IC供应商加快设计周期。此外，HyperRAM也被纳入JEDEC标准，成为国际通用的新型接口存储器。
按照华邦电子DRAM产品营销技术经理廖裕弘的说法，HyperRAM的主要目标是DRAM市场。原因在于当MCU芯片不断追求更高性能、更高速度时，既需要更大容量的内存，又想要尽可能维持原有功耗，于是对DRAM在功耗、引脚数和成本方面提出了更为更苛刻的要求，HyperRAM正是瞄准了legacy DRAM的进化市场。
目前，采用HyperRAM产品的应用市场主要来自4G功能手机、智能手表、LTE物联网模块、人工智能物联网设备，从去年年底开始，包括智能音箱、智能家居、家用摄像头、智能门铃、智能门锁、工业用人机界面，甚至汽车仪表在内的多个市场，也都开始陆续导入HyperRAM设计。
三大关键功能
可能还是有不少人对HyperRAM究竟具有何种独到优势不甚了解。简单来说，HyperRAM的三大关键功能是低引脚数、低功耗和易于控制，可显著提升物联网终端设备的性能。与低功耗DRAM、SDRAM和CRAM/PSRAM相比，HyperRAM大幅简化了PCB布局设计，延长了移动设备的电池寿命。同时，HyperRAM的处理器体积更小且具备更少的引脚数，同时数据传输速率也得到提高。
- 超低功耗
以华邦的64Mb HyperRAM为例，要知道，HyperRAM在华邦GP-Boost DRAM产品线中的定位是“超低功耗(Ultra Low Power, ULP)”，因此，在室温1.8V条件下，其待机功耗为70uW，而相同容量的SDRAM的功耗则是2000Uw(3.3V)；更重要的是，HyperRAM在混合睡眠模式下的功耗仅有35Uw(1.8V)，与SDRAM在待机模式下的功耗有明显差异。
- 设计简洁
与pSRAM的31个引脚数相比，HyperRAM只有13个信号引脚，相比早期SDRAM或是Pseudo SRAM大于50个的引脚数(pin count)，大大简化了PCB设计。当设计师设计成品时，MPU上的更多引脚可用于其他目的，设计师也可使用更少引脚的MPU 以获得更高经济效益。
- 节省空间
控制接口越少，DRAM控制器所需的复杂度就越低。相较于PSRAM 9个/LPSDRAM 18个控制接口，HyperRAM成功实现了控制接口简化。此外，相较于其他传统DRAM产品，HyperRAM的开发时间更短，可以采用最新型的半导体制程节点与封装技术，以此缩小产品封装尺寸。较少的主机控制接口与较小的封装尺寸均帮助HyperRAM 减少内存在PCB板上的占用空间，从而可大幅节省终端产品的体积，更适用于尺寸敏感的可穿戴设备。
开启3.0时代
2021年，华邦电子开始量产新一代HyperRAM 3.0产品，采用自研25nm工艺，其容量可从32Mb扩展至256Mb和512Mb。同时提供包括24BGA、WLCSP和KGD等多种封装形式，适配各种AIoT终端和可穿戴产品。
HyperRAM 3.0产品在1.8V工作电压下的最高运行频率为200MHz，与HyperRAM 2.0和OCTAL x SPI 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，可以在相同的命令/地址信号和相似的数据总线格式下运行，待机功率相同，且仅需小部分引脚修改，除此之外还具有更高的带宽。此系列率先推出采用KGD、WLCSP封装的256Mb产品，可根据最终产品类型在元件级、模组级或PCB上集成。
“物联网产品的功能越来越强大，为了运算更多的数据，它们需要具备多核架构和高速运算能力。”但廖裕弘指出，传统的嵌入式SRAM(embedded SRAM)和嵌入式闪存(embedded FLASH)并不能满足这种需求，需要搭配不同技术提供更大的内存。
例如，被视作“强化版”eSRAM/eFLASH的MRAM和RRAM主要是为了满足计算机中的主存储(main memory)需求，并用来连接缓存(cache)；而HyperRAM则扮演着数据缓冲(data buffer)的角色，主要用于暂存通过人机交互、触控、语音控制生成的图像/音频信息，以及部分网络协议之间的切换等，目标是逐步取代DRAM在物联网领域的应用。
他用下图为我们展示了CPU/MPU/MCU产品在不同的IoT时代里所呈现的变迁。在早期的物联网时代，主要的数据都来源于各级各类传感器，信息简单，不需要太大的频宽；到了工业物联网(IIOT)时代，物联网终端设备开始趋于复杂，一些基本的数据决策和计算需要在本地完成，再加上4G的发展，无缝网络/全覆盖网络(seamless network)变得十分重要；进入AIoT时代，与传统印象中“大部分运算会在边缘服务器上或是边缘网关上进行处理”不同的是，相当分量的计算任务被放置于边缘终端上，从而对低延迟、安全隐私、边缘AI、网络连接提出了更高的要求。
廖裕弘介绍称，HyperRAM的实际应用情况远比我们想象中的更为普及。其中，KGD产品占据了当前HyperRAM市场中的很大一部分份额，通过与各家芯片厂商合作，华邦HyperRAM产品被集成在SoC里，应用于各类物联网应用中。此外，HyperRAM也可以被单独应用，例如采用BGA封装的HyperRAM产品更多应用于智能家居领域，可穿戴设备则倾向于使用采用WLCSP封装的产品。
包括手环/手表在内的可穿戴设备市场是华邦HyperRAM 256Mb产品今年的主攻方向。目前来看，可穿戴设备市场正在呈现两种非常明显的演进趋势：一类是以Apple Watch为代表的高性能产品，通常会配置强大的处理器和LPDDR4/EMCP这样的外部存储，对于续航时间也有更高的期待；另一类则是很多产品逐渐在向智能手环和智能手表的中间地带过渡。也就是说，厂商们希望推出一些全新的智能手表，价格更加亲民，也不需要太过酷炫的功能，但产品定位又高于之前的智能手环。
“这些产品开始被赋予更多显示、人机交互界面、触控、语音方面的功能需求，自然也对内存产品在容量和性能方面提出了比以往更高的要求，非常适合HyperRAM的产品定位。”廖裕弘说。
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