基于eMMC的大容量存储技术研究..docx

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 电子邮箱： 8539411@ 基于eMMC的大容量存储技术研究 国内外研究现状分析 1.1eMMC概述 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，从eMMC4.3、eMMC4.4、eMMC4.5陆续问世，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 HYPERLINK /SEARCH/WENZHANG/%E5%9B%BA%E6%80%81%E7%A1%AC%E7%9B%98.HTM \o 固态硬盘 \t _blank 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。 1.2讨论到eMMC的发展历程，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