文档介绍：专业综合实践报告
基于eMMC的大容量存储技术研究
学生姓名:李元亨
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基于eMMC的大容量存储技术研究
国内外研究现状分析
eMMC是embeddedMultimediaCard的简称,MMC/eMMC是一种普遍使用的成本较低的数据存储和传播媒体,它的使用范围覆盖了大面积的便携式电子产品,比如手持电脑、数码相机、智能手机等,这些设备的统一特点就是高流动性、高性能、较低的成本、记忆卜口的低功耗和高数据吞吐量。eMMC为MMC协会所订立的内嵌式存储器标准规格,主要是针对手机产品为主。
eMMC的优点是:简化手机内存储器的使用,将 NANDFLASH芯片和控制芯片设计成1颗MCP芯片,手机客户只需要采购eMMC芯片,放进新手机中,不需处理其它复杂的 NANDFLASH兼容性和管理问题,eMMC最大优点加快了新产品的更新速度,减少了研发成本,缩短了新产品的研发周期。
eMMC是针对智能型手机(Smartphone)所设计的内嵌式存储器规格,是外接式记忆卡MMC的延伸,eMMC之后也扩散至平板计算机(Tablet PC)应用领域。
eMMC设计概念是把NAND Flash芯片和控制芯片封装成BGA封装芯片,可节省电路板的面积,客户设计新产品时,也不需考虑内建NAND Flash芯片的三星电子(Samsung Electronics)、美光(Micron)、东芝(Toshiba),或是35纳米、24纳米或19纳米制程,便利了手机客户设计的程序和新产品问世时间点。
快闪记忆卡协会SD协会也同样推出eSD规格,但目前eMMC在智能型手机内嵌式存储器领域的领导位置无可动摇,几乎是所有手机大厂储存接口的标准,除了苹果(Apple)必采用自家的设计规范外。
eMMC规格的标准这几年也快速演进,、、,而预计接棒eMMC规格的会是三星电子(Samsung Electronics)主导的UFS(Universal Flash Storage),会把Mobile RAM等芯片功能都涵盖。
在智能型手机领域中,eMMC规格是主流,但在平板计算机或是轻薄型笔记本电脑(NB)上,仍要和SATA接口的固态硬盘(SSD)做竞争,毕竟SATA SSD有读写速度上的优势,不论是随机效能(Random Performance)或是连续效能(Sequential Performance)等,内嵌式iSSD也都明显优于eMMC,较适合PC类的产品应用,例如新帝的iSSD产品就是SATA接口SSD的代表。
,必须要从介绍Flash的历史开始
Flash分为两种规格:NOR Flash和NAND Flash,两者均为非易失性闪存模块。
1988年,Intel首次发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。NOR类似于DRAM, 以存储程序代码为主,可以让微处理器直接读取。因为读取速度较快,但晶片容量较低,所以多应用在通讯产品中,如手机。
1989年,东芝公司发表NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。因为NAND flash的晶片容量相对于NOR大,更像硬盘,写入与清除资料的速度远快于NOR,所以当时多应用在小型机以储存资料为主。目前已广泛应用在各种存储设备上, 可存储代码和资料。
NAND Flash的存储单元发展:从 SLC, MLC到TLC,超越摩尔定律
SLC=Single-Level Cell, 即1bit/cell,读写速度快,寿命长,价格是MLC三倍以上,约10万次读写寿命。
MLC=Multi-Level Cell, 即2bit/cell ,速度一般,寿命一般,价格一般,月3000-10000
次读写寿命。
TLC=Triple-Level Cell,即3bit/cell,速度慢,寿命短,价格便宜,约500次读写寿命,技术在逐渐成长中。
NAND Flash的存储单元从最初的SLC( Single Layer Cell), 到2003年开始兴起MLC (Multi-Layer Cell), 发展至今,SLC已经淡出主流市场,主流存储单元正在从MLC向TLC(Triple Layer Cell)迈进。纳米制程工艺和存储单元的发展,使得同样大小的芯片有更高密度和更多的存储单元,Flash得以在容量迅速增加的同时,还大幅降低了单位存储容量的成本。
但其弊端也轻易显现,从原来的1bit/cell发展到后来3bit/cell, 计算更为复杂,出错率不免更高,读写次数和寿命也会更短。在这种情况下现有