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芯科普 | 嵌入式存儲如何助力終端設備實現小型化、智能化

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芯科普 | 嵌入式存儲如何助力終端設備實現小型化、智能化
2023年11月14日

隨著數字化的推進,各種終端設備逐步走向數據化和智能化。無論是人手必備的手機、平板,家用生活的電視機頂盒、路由器、智能冰箱、智能空調等家用電器,還是公共場合的各類打卡機、POS支付機、掃描儀、商場服務機器人等設備,都在不斷地智能化中,便捷和豐富著我們的日常生活。

在終端設備的智能化進程中,數據存儲是重要一環。從智能化的底層邏輯上看,各種指令的生成、傳達和響應,以及最終智能化功能的實現,都需要存儲介質作為容器,將這些指令生成的數據進行讀取或寫入的操作。

目前主流的智能終端設備大都采用嵌入式存儲器,并源于存儲器具備的幾大特性,大大加速了終端設備的智能化進程。

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現階段智能終端設備,無論是可穿戴設備還是車聯網產品,亦或是其他終端設備,小型化、輕薄化均是大勢所趨。多芯片封裝嵌入式存儲芯片(MCP),如eMCP、uMCP、nMCP等,集成了閃存和內存芯片,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嵌入式存儲芯片,集成了eMMC和LPDDR,采用全新設計工藝,垂直搭載在SoC上,體積更小,提供設備小型化進程支持。

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終端設備走向智能化,需要解決設備的快速交互和響應問題。此前,終端設備缺乏高性能存儲設備,很難和內部SoC進行快速聯動,實現對數據和指令進行快速響應。從eMMC到UFS,嵌入式存儲器始終在推進存儲性能提升。從UFS2.0開始,便提供了HS-G2和HS-G3(可選)兩個傳輸信道,理論帶寬分別能達到5.8Gbps(725MB/s)和11.6Gbps(1450MB/s),后續每一代的嵌入式存儲器都在上一代基礎上,實現了性能的提升,共同為終端設備指令的快速響應,提供存儲性能支撐,進而加速終端設備智能化腳步。

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終端設備智能化進程中,功耗表現和性能是相輔相成的,功耗和性能的均衡,才能讓設備長久高效經濟的工作。嵌入式存儲器作為終端設備的重要組成,它的功耗表現也會影響到整體的功耗性能平衡。


嵌入式存儲器,從誕生之初便一直在功耗上進行優化。協議上,在UFS3.1協議上便添加了“DeepSleep”模式,這是一種新的低功耗狀態,通過降低UFS的工作壓力和減少對穩壓器的喚醒,實現降低功耗的目的;介質上,在智能終端設備內部,無論是eMMC還是UFS嵌入式存儲大都需要原廠NAND芯片,兼具品質和功耗特性,實現硬件端的低功耗。為智能終端設備實現功耗和性能的平衡,降低TCO,保證高效穩定工作。

與標準 DDR DRAM 通道(64 位寬)相比,LPDDR DRAM 通道通常為 16 位或 32 位寬。與標準 DRAM 產品一樣,每個連續的 LPDDR 標準產品都瞄準了比其前代產品更高的性能和更低的功耗目標。LPDDR4 在 1.1V 的工作電壓下的數據速率最高可達 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 設備也可以實現高達 4267Mbps 的速率。

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可靠、穩定存儲,智能終端設備的應用場景,大都需要長久不斷電持續工作,維持實際業務不掉線。這就意味著主導數據存儲和傳輸的嵌入式存儲器,需要更高的可靠性,穩定的實現數據傳輸不掉線,配合SoC等其他組件,實現指令長久而快速的響應。