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芯科普 | 嵌入式存儲(chǔ)如何助力終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化,、智能化
2024年03月07日
隨著數(shù)字化的推進(jìn),各種終端設(shè)備逐步走向數(shù)據(jù)化和智能化,。無論是人手必備的手機(jī),、平板,家用生活的電視機(jī)頂盒,、路由器,、智能冰箱、智能空調(diào)等家用電器,,還是公共場(chǎng)合的各類打卡機(jī),、POS支付機(jī)、掃描儀,、商場(chǎng)服務(wù)機(jī)器人等設(shè)備,,都在不斷地智能化中,,便捷和豐富著我們的日常生活。


在終端設(shè)備的智能化進(jìn)程中,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是重要一環(huán),。從智能化的底層邏輯上看,各種指令的生成,、傳達(dá)和響應(yīng),,以及最終智能化功能的實(shí)現(xiàn),都需要存儲(chǔ)介質(zhì)作為容器,,將這些指令生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取或?qū)懭氲牟僮鳌?/section>
目前主流的智能終端設(shè)備大都采用嵌入式存儲(chǔ)器,,并源于存儲(chǔ)器具備的幾大特性,大大加速了終端設(shè)備的智能化進(jìn)程,。

小體積


現(xiàn)階段智能終端設(shè)備,,無論是可穿戴設(shè)備還是車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,,亦或是其他終端設(shè)備,,小型化、輕薄化均是大勢(shì)所趨,。多芯片封裝嵌入式存儲(chǔ)芯片(MCP),,如eMCP、uMCP,、nMCP等,,集成了閃存和內(nèi)存芯片,滿足了在越來越小的空間里加入更多性能和特性的需求,。ePOP嵌入式存儲(chǔ)芯片,,集成了eMMC和LPDDR,采用全新設(shè)計(jì)工藝,,垂直搭載在SoC上,,體積更小,提供設(shè)備小型化進(jìn)程支持,。

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高性能


終端設(shè)備走向智能化,,需要解決設(shè)備的快速交互和響應(yīng)問題。此前,,終端設(shè)備缺乏高性能存儲(chǔ)設(shè)備,,很難和內(nèi)部SoC進(jìn)行快速聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和指令進(jìn)行快速響應(yīng),。從eMMC到UFS,,嵌入式存儲(chǔ)器始終在推進(jìn)存儲(chǔ)性能提升。從UFS2.0開始,,便提供了HS-G2和HS-G3(可選)兩個(gè)傳輸信道,,理論帶寬分別能達(dá)到5.8Gbps(725MB/s)和11.6Gbps(1450MB/s),,后續(xù)每一代的嵌入式存儲(chǔ)器都在上一代基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了性能的提升,,共同為終端設(shè)備指令的快速響應(yīng),,提供存儲(chǔ)性能支撐,進(jìn)而加速終端設(shè)備智能化腳步,。

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低功耗


終端設(shè)備智能化進(jìn)程中,,功耗表現(xiàn)和性能是相輔相成的,功耗和性能的均衡,,才能讓設(shè)備長(zhǎng)久高效經(jīng)濟(jì)的工作,。嵌入式存儲(chǔ)器作為終端設(shè)備的重要組成,它的功耗表現(xiàn)也會(huì)影響到整體的功耗性能平衡,。


嵌入式存儲(chǔ)器,,從誕生之初便一直在功耗上進(jìn)行優(yōu)化。協(xié)議上,,在UFS3.1協(xié)議上便添加了“DeepSleep”模式,,這是一種新的低功耗狀態(tài),通過降低UFS的工作壓力和減少對(duì)穩(wěn)壓器的喚醒,,實(shí)現(xiàn)降低功耗的目的,;介質(zhì)上,在智能終端設(shè)備內(nèi)部,,無論是eMMC還是UFS嵌入式存儲(chǔ)大都需要原廠NAND芯片,,兼具品質(zhì)和功耗特性,實(shí)現(xiàn)硬件端的低功耗,。為智能終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)功耗和性能的平衡,,降低TCO,保證高效穩(wěn)定工作,。

與標(biāo)準(zhǔn) DDR DRAM 通道(64 位寬)相比,,LPDDR DRAM 通道通常為 16 位或 32 位寬。與標(biāo)準(zhǔn) DRAM 產(chǎn)品一樣,,每個(gè)連續(xù)的 LPDDR 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品都瞄準(zhǔn)了比其前代產(chǎn)品更高的性能和更低的功耗目標(biāo),。LPDDR4 在 1.1V 的工作電壓下的數(shù)據(jù)速率最高可達(dá) 4266Mbps,LPDDR4X 能夠通過將 I/O 電壓 (VDDQ) 從 1.1 V 降低到 0.6 V 來額外降低功耗,,LPDD4X 設(shè)備也可以實(shí)現(xiàn)高達(dá) 4267Mbps 的速率,。


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可靠、穩(wěn)定存儲(chǔ)


可靠,、穩(wěn)定存儲(chǔ),,智能終端設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景,大都需要長(zhǎng)久不斷電持續(xù)工作,維持實(shí)際業(yè)務(wù)不掉線,。這就意味著主導(dǎo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)那度胧酱鎯?chǔ)器,,需要更高的可靠性,穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不掉線,,配合SoC等其他組件,,實(shí)現(xiàn)指令長(zhǎng)久而快速的響應(yīng)。

NAND芯片,,作為嵌入式存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)也是核心部件,,具備高耐久特性;尤其是原廠的NAND芯片,,大都有更先進(jìn)的閃存架構(gòu),,更領(lǐng)先的制造和封裝工藝,使得配置原廠NAND芯片的嵌入式存儲(chǔ)器,,大都具備更高的TBW,,能夠適應(yīng)智能終端設(shè)備,實(shí)時(shí)在線穩(wěn)定運(yùn)維的業(yè)務(wù)需求,。此外,,在軟件層面,嵌入式存儲(chǔ)器廠商也都積極開發(fā)諸如主機(jī)碎片整理等方面的技術(shù),,進(jìn)一步優(yōu)化碎片文件,,提升NAND芯片及存儲(chǔ)器壽命,。

實(shí)際上,,除了小型化、性能,、功耗和可靠性,,嵌入式存儲(chǔ)器還在兼容通用性等方面有著相當(dāng)優(yōu)勢(shì),基于這些硬件特性,,終端設(shè)備上更多的智能功能和設(shè)計(jì),,得以落地,由圖紙變成了現(xiàn)實(shí),,加速終端設(shè)備智能化進(jìn)程,。