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一文看懂NAND、DDR、LPDDR、eMMC幾種存儲器的區(qū)別

STM32嵌入式開發(fā) ? 來源:STM32嵌入式開發(fā) ? 2024-11-11 11:26 ? 次閱讀

存儲領域發(fā)展至今,已有很多不同種類的存儲器產(chǎn)品。下面給大家介紹幾款常見的存儲器及其應用:

1 NANDNAND Flash存儲器是Flash存儲器的一種,屬于非易失性存儲器,其內(nèi)部采用非線性宏單元模式,為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效的解決方案。 NAND Flash存儲器具有容量較大,改寫速度快等優(yōu)點,適用于大量數(shù)據(jù)的存儲,因而在業(yè)界得到了越來越廣泛的應用,如閃存盤、固態(tài)硬盤、eMMC、UFS等。 根據(jù)其不同的工藝技術,NAND已經(jīng)從最早的SLC一路發(fā)展到如今的MLC、TLC、QLC和PLC。

按速度價格對比排序:SLC》MLC》TLC》QLC》PLC 按容量大小對比排序:PLC》QLC》TLC》MLC》SLC 目前主流的應用解決方案為TLC和QLC。SLC和MLC主要針對軍工,企業(yè)級等應用,有著高速寫入,低出錯率,長耐久度特性。 除此,NAND Flash根據(jù)對應不同的空間結構來看,可分為2D結構和3D結構兩大類:

下面是各大NAND Flash芯片生產(chǎn)廠商在3D NAND Flash產(chǎn)品的量產(chǎn)狀況:

2 DDR、LPDDRDDR全稱Double Data Rate(雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器),嚴格的來講,DDR應該叫DDR SDRAM,它是一種易失性存儲器。 雖然JEDEC于2018年宣布正式發(fā)布DDR5標準,但實際上最終的規(guī)范到2020年才完成,其目標是將內(nèi)存帶寬在DDR4基礎上翻倍,速率3200MT/s起,最高可達6400MT/s,電壓則從1.2V降至1.1V,功耗減少30%。

LPDDR是在DDR的基礎上多了LP(Low Power)前綴,全稱是Low Power Double Data Rate SDRAM,簡稱“低功耗內(nèi)存”,是DDR的一種,以低功耗和小體積著稱。 目前最新的標準LPDDR5被稱為5G時代的標配,但目前市場上的主流依然是LPDDR3/4X。

DDR和LPDDR的區(qū)別? 應用領域不同。DDR因其更高的數(shù)據(jù)速率、更低的能耗和更高的密度廣泛應用于平板電腦、機頂盒、汽車電子、數(shù)字電視等各種智能產(chǎn)品中,尤其是在疫情期間,由于在家辦公、網(wǎng)課和娛樂的增加,平板電腦、智能盒子的需求也逐步攀升,這對DDR3、DDR4的存儲性能要求更高、更穩(wěn)定。 而LPDDR擁有比同代DDR內(nèi)存更低的功耗和更小的體積,該類型芯片主要應用于移動式電子產(chǎn)品等低功耗設備上。 LPDDR和DDR之間的關系非常密切,簡單來說,LPDDR就是在DDR的基礎上面演化而來的,LPDDR2是在DDR2的基礎上演化而來的,LPDDR3則是在DDR3的基礎上面演化而來的,以此類推。 但是從第四代開始,兩者之間有了差別或者說走上了不同的發(fā)展,主要因為DDR內(nèi)存是通過提高核心頻率從而提升性能,而LPDDR則是通過提高Prefetch預讀取位數(shù)而提高使用體驗。 同時在商用方面,LPDDR4首次先于DDR4登陸消費者市場。3 eMMC、UFSeMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用統(tǒng)一的MMC標準接口, 把高密度NAND Flash以及MMC Controller封裝在一顆BGA芯片中。 針對Flash的特性,產(chǎn)品內(nèi)部已經(jīng)包含了Flash管理技術,包括錯誤探測和糾正,flash平均擦寫,壞塊管理,掉電保護等技術。 用戶無需擔心產(chǎn)品內(nèi)部flash晶圓制程和工藝的變化。同時eMMC單顆芯片為主板內(nèi)部節(jié)省更多的空間。

簡單地說,eMMC=Nand Flash+控制器+標準封裝

eMMC具有以下優(yōu)勢:

1.簡化類手機產(chǎn)品存儲器的設計。

2.更新速度快。

3.加速產(chǎn)品研發(fā)效率。 UFS:全稱Universal Flash Storage,我們可以將它視為eMMC的進階版,同樣是由多個閃存芯片、主控組成的陣列式存儲模塊。 UFS彌補了eMMC僅支持半雙工運行(讀寫必須分開執(zhí)行)的缺陷,可以實現(xiàn)全雙工運行,所以性能得到翻番。

4 eMCP、uMCPeMCP是結合eMMC和LPDDR封裝而成的智慧型手機記憶體標準,與傳統(tǒng)的MCP相較之下,eMCP因為有內(nèi)建的NAND Flash控制芯片,可以減少主芯片運算的負擔,并且管理更大容量的快閃記憶體。 以外形設計來看,不論是eMCP或是eMMC內(nèi)嵌式記憶體設計概念,都是為了讓智慧型手機的外形厚度更薄,更省空間。

uMCP是結合了UFS和LPDDR封裝而成的智慧型手機記憶體標準,與eMCP相比,國產(chǎn)的uMCP在性能上更為突出,提供了更高的性能和功率節(jié)省。

eMMC是將NAND Flash芯片和控制芯片都封裝在一起,eMCP則是eMMC和LPDDR封裝在一起。 對于手機廠商而言,在存儲產(chǎn)業(yè)陷入缺貨潮的關鍵時期,既要保證手機出貨所需的Mobile DRAM,又要保證eMMC貨源,庫存把控的難度相當大,所以eMCP自然成為大部分中低端手機首選方案。 uMCP是順應UFS發(fā)展的趨勢,滿足5G手機的需求。 高端智能型手機基于對性能的高要求,CPU處理器需要與DRAM高頻通訊,所以高端旗艦手機客戶更青睞采用CPU和LPDDR進行POP封裝,這樣線路設計簡單,可以減輕工程師設計PCB的難度,減少CPU與DRAM通訊信號的干擾,提高終端產(chǎn)品性能,隨之生產(chǎn)難度增大,生產(chǎn)成本也會增加。 5G手機的發(fā)展將從高端機向低端機不斷滲透,從而實現(xiàn)全面普及,同樣是對大容量高性能提出更高的要求,uMCP是順應eMMC向UFS發(fā)展的趨勢。 uMCP結合LPDDR和UFS,不僅具有高性能和大容量,同時比PoP +分立式eMMC或UFS的解決方案占用的空間減少了40%,減少存儲芯片占用并實現(xiàn)了更靈活的系統(tǒng)設計,并實現(xiàn)智能手機設計的高密度、低功耗存儲解決方案。 綜上所述簡單總結一下: eMMC=Nand Flash+控制器(Controller)+標準封裝

UFS=eMMC的進階版

eMMC:半雙工模式

UFS:全雙工模式 eMCP=eMMC+LPDDR+標準封裝

uMCP=UFS+LPDDR+標準封裝

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原文標題:看懂NAND、DDR、LPDDR、eMMC幾種存儲器的區(qū)別

文章出處:【微信號:c-stm32,微信公眾號:STM32嵌入式開發(fā)】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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