東芝開發(fā)出最快的嵌入式NAND閃存模塊設(shè)備控制器

東京—東芝公司2014年2月25日宣布，該公司已經(jīng)開發(fā)出全球最快的符合JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(JEDEC)制定的通用閃存存儲(UFS)Ver.2.0和UFS統(tǒng)一存儲器擴(kuò)展(UME)Ver.1.0標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式NAND閃存模塊設(shè)備控制器。集成了這款控制器的嵌入式NAND閃存模塊可實(shí)現(xiàn)比目前低端到高端移動設(shè)備廣泛使用的e•MMC™[1]標(biāo)準(zhǔn)模塊快10倍左右的隨機(jī)讀取性能。這款設(shè)備控制器可以在指甲大小的封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)個(gè)人電腦固態(tài)硬盤(SSD)的同等性能。

東芝已經(jīng)在2月12日加州舊金山舉行的2014年IEEE國際固態(tài)電路會議(ISSCC)上展示了這款新設(shè)備控制器。

智能手機(jī)和平板電腦CPU處理能力和DRAM容量的最新進(jìn)步讓用戶得以暢享更強(qiáng)大的應(yīng)用，包括高清視頻播放器和功能豐富的游戲。這些設(shè)備同樣需要使用嵌入式NAND閃存模塊作為主要的非易失性存儲器。展望未來，符合UFS標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式NAND閃存將憑借其擁有的更高性能在高端移動設(shè)備上獲得廣泛使用。

當(dāng)前的嵌入式NAND閃存模塊已經(jīng)越來越無法存儲所有數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是設(shè)備控制器的片上RAM中執(zhí)行主機(jī)命令所需要的，主要原因是其不斷增大的尺寸;設(shè)備控制器必須多次從NAND閃存中讀取數(shù)據(jù)，從而放慢了命令的執(zhí)行速度。其結(jié)果是人們對更強(qiáng)隨機(jī)讀取性能和更佳用戶體驗(yàn)的需求不斷增加。然而,由于從 NAND閃存讀取數(shù)據(jù)需要數(shù)10微秒的時(shí)間，所以很難持續(xù)增量式地改進(jìn)隨機(jī)讀取性能。

東芝已經(jīng)開發(fā)出一款新的嵌入式NAND閃存模塊設(shè)備控制器，可以解決這些問題。

新的設(shè)備控制器在主機(jī)端DRAM中存儲執(zhí)行主機(jī)命令所需的數(shù)據(jù)，從而減少了從NAND閃存中進(jìn)行讀取操作的數(shù)量。這樣能將處理讀取命令所需的時(shí)間減半。該款設(shè)備控制器向主機(jī)端DRAM寫入數(shù)據(jù)和從主機(jī)端DRAM讀取數(shù)據(jù)的過程符合UFS UME Ver.1.0標(biāo)準(zhǔn)。UFS UME Ver.1.0標(biāo)準(zhǔn)是與UFS Ver.2.0同時(shí)發(fā)布的。

東芝還開發(fā)了一個(gè)可平行執(zhí)行來自主機(jī)讀取命令的硬件引擎，并將集成到了新的設(shè)備控制器內(nèi)。此舉能實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)技術(shù)高出兩倍的隨機(jī)讀取性能。

這兩項(xiàng)東芝新技術(shù)已經(jīng)打造出一款帶有設(shè)備控制器的嵌入式NAND閃存模塊，其4KB隨機(jī)讀取性能可達(dá)60 kIOPS[2]以上[3]。這一性能水平大約比符合e•MMC Version 5.0標(biāo)準(zhǔn)的模塊高出10倍。

新設(shè)備控制器還集成了由東芝設(shè)計(jì)的新模擬電路技術(shù)，支持每通道5.8Gbps的UFS超高速串行通信，這樣可以避免增加功耗。

移動設(shè)備如果采用帶有新設(shè)備控制器的嵌入式NAND閃存模塊，將可以獲取更高的隨機(jī)讀取性能，提升用戶互動的響應(yīng)時(shí)間，縮短應(yīng)用啟動時(shí)間，從而提升整體用戶體驗(yàn)。

帶有新設(shè)備控制器的嵌入式NAND閃存模塊的樣品預(yù)計(jì)從2014年上半年度開始出貨。

注：

[1] e•MMC™是采用JEDEC e•MMC™標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格制造的嵌入式存儲器產(chǎn)品的商標(biāo)和產(chǎn)品類別

[2] 每秒輸入/輸出，1秒內(nèi)完成的命令數(shù)。

[3] 相關(guān)條件如下：NAND閃存芯片數(shù)為8個(gè)，存取區(qū)大小為8GB，主機(jī)延遲為1微秒。