武汉新芯
抛开掉电就丢失数据的DRAM SRAM不说,市场上主流的掉电还能保存数据的存储芯片紧张有,EEPROM,NOR FLASH, NAND FLASH,EMMC, UFS。个中EEPROM历史最为悠久,容量在几KB到1MB旁边,非常非常小,但其利用发读写/擦除命令规则方便,直到本日他还广泛运用在低端嵌入式,比如电视机的遥控器,交通卡,由于这些系统的程序非常大略,几百KB就可以完备存放下代码和数据。

在EEPROM之后,英特尔为理解决EEPROM容量不足的问题,在80年代末发明了NOR FLASH,NOR的容量有所提升,大概在几MB到几十MB旁边,只管容量也不大,但由于工艺构造分外,价格却相对昂贵。在智好手机涌现以前,红遍环球的诺基亚用的便是NOR芯片,如今NOR仍旧有一定市场,他运用领域面向高端嵌入式掌握,主打的是可靠性,每每用在通信基站,单反相机,工业机器人等相对“不差钱”的领域。
90年代末,三星接棒英特尔,简化了NOR的电路构造,发明了NAND FLASH,一举使存储芯片的容量步入超过100MB量级。与NOR和EEPROM比较,目前所有主流的消费类大容量存储器如U盘,固态硬盘,都由NAND FLASH构成。由于NAND FLASH简化了电路,使其更随意马虎被“做小压缩”,NOR公认的工艺极限在40nm旁边,而NAND的量产工艺则早就打破了16nm,因此其容量也水涨船高到GB量级。
当然NAND简化电路来达到扩大容量的目的,并不是没有代价的,其代价是捐躯了可靠性,比如NAND许可涌现2%-3%的存储单元破坏,这是一个比较奇葩的事情,不管存代码,还是存照片存游戏,任何用户都不肯望自己的东西丢失了。于是,一种新的芯片EMMC横空出世了。
EMMC最广泛用于智好手机上,买手机所谓16G或者32G容量指的便是EMMC芯片的容量。EMMC的实质仍旧是NAND,但在存储芯片内多封装了一个微掌握器(micro controller),一样平常是ARM单片机,少数老式芯片还用51单片机。微掌握器的目的在于,将比较娇气的NAND“管理”起来,以是EMMC类的芯片也被称为manage NAND。在EEPROM/NOR/NAND芯片上,用户读写的地址均为芯片物理地址,即根据存储地址,高手可以解析出其存放在阵列构造的哪一行哪一列,而在EMMC上,所有用户读写地址都是逻辑地址,要经由micro controller换算成物理地址,这个过程类似于CPU的MMU内存管理单元,也类似于windows文件系统的映射表。总之,micro controller的加入把NAND芯片碰着破坏,读写纠错,损耗均衡,碎片管理等问题在芯片内部就一并办理了,使存储芯片不再只是大略的读写,而更加“智能化”。然而这种办理方案带来新的问题便是,micro controller自己要占用约5%-10%的NAND存储空间,这是为了存放自己的运算资源,同时预留一部分空间对坏块进行更换。这便是为什么16G的空间每每只能看到15G的大小。其余这种所谓NAND+ micro controller的模式现在已经通用于所有大容量存储产品中,比如常见的SD卡,可以说便是EMMC一个“马甲”。
EMMC在设计之初,为了保持和以前NAND/NOR的兼容性,采取了8个IO并行读写数据,这以本日的技能标准来看无疑掉队的。最近10年里,大量的并行接口由于受到速率和时序限定,被串行接口所取代,比如硬盘的IDE接口被SATA取代,主板上的PCI被PCIE取代,打印机的并口被USB取代。于是这2年里,三星提出了新一代的存储芯片UFS以取代EMMC。实在质仍旧是micro controller + NAND 构造,但外部接口套用了SATA的协议,全串行输入输出,差分旗子暗记,并且没有时钟线,时钟嵌入数据传输,其速率可达600MB/S,而EMMC最高是400MB/S。目前UFS只有三星一家可以投产,用在了其自家的三星S7旗舰机上。最新发布的小米5也采取了三星UFS,被其吹为“黑科技”。其余,好东西苹果当然也不可能拉下,iphone6s采取了苹果自研的NVMe存储芯片,其内容不对外开放,但基于预测是类似于UFS,其接口是基于串行PCIE协议,核心仍旧是micro controller + NAND。










