存储器进化全解析：从NAND到UFS，深入剖析常见存储技术与应用

news2024/9/20 22:57:53

存储领域发展至今，已有很多不同种类的存储器产品。下面给大家介绍几款常见的存储器及其应用：#存储器#

一、NAND

NAND Flash存储器是Flash存储器的一种，属于非易失性存储器，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NAND Flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如闪存盘、固态硬盘、eMMC、UFS等。

根据其不同的工艺技术，NAND已经从最早的SLC一路发展到如今的MLC、TLC、QLC和PLC。

按速度价格对比排序：SLC>MLC>TLC>QLC>PLC

按容量大小对比排序：PLC>QLC>TLC>MLC>SLC

目前主流的应用解决方案为TLC和QLC。SLC和MLC主要针对军工，企业级等应用，有着高速写入，低出错率，长耐久度特性。

除此，NAND Flash根据对应不同的空间结构来看，可分为2D结构和3D结构两大类：

下面是各大NAND Flash芯片生产厂商在3D NAND Flash产品的量产状况：

二、DDR、LPDDR

DDR全称Double Data Rate（双倍速率同步动态随机存储器），严格的来讲，DDR应该叫DDR SDRAM，它是一种易失性存储器。虽然JEDEC于2018年宣布正式发布DDR5标准，但实际上最终的规范到2020年才完成，其目标是将内存带宽在DDR4基础上翻倍，速率3200MT/s起，最高可达6400MT/s，电压则从1.2V降至1.1V，功耗减少30%。

LPDDR是在DDR的基础上多了LP(Low Power)前缀,全称是Low Power Double Data Rate SDRAM，简称“低功耗内存”，是DDR的一种，以低功耗和小体积著称。目前最新的标准LPDDR5被称为5G时代的标配，但目前市场上的主流依然是LPDDR3/4X。

DDR和LPDDR的区别？

应用领域不同。DDR因其更高的数据速率、更低的能耗和更高的密度广泛应用于平板电脑、机顶盒、汽车电子、数字电视等各种智能产品中，尤其是在疫情期间，由于在家办公、网课和娱乐的增加，平板电脑、智能盒子的需求也逐步攀升，这对DDR3、DDR4的存储性能要求更高、更稳定。

而LPDDR拥有比同代DDR内存更低的功耗和更小的体积，该类型芯片主要应用于移动式电子产品等低功耗设备上。

LPDDR和DDR之间的关系非常密切，简单来说，LPDDR就是在DDR的基础上面演化而来的，LPDDR2是在DDR2的基础上演化而来的，LPDDR3则是在DDR3的基础上面演化而来的，以此类推。但是从第四代开始，两者之间有了差别或者说走上了不同的发展，主要因为DDR内存是通过提高核心频率从而提升性能，而LPDDR则是通过提高Prefetch预读取位数而提高使用体验。同时在商用方面，LPDDR4首次先于DDR4登陆消费者市场。

三、eMMC、UFS

eMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用统一的MMC标准接口，把高密度NAND Flash以及MMC Controller封装在一颗BGA芯片中。针对Flash的特性，产品内部已经包含了Flash管理技术，包括错误探测和纠正，flash平均擦写，坏块管理，掉电保护等技术。用户无需担心产品内部flash晶圆制程和工艺的变化。同时eMMC单颗芯片为主板内部节省更多的空间。

简单地说，eMMC=Nand Flash+控制器+标准封装

eMMC具有以下优势：

1.简化类手机产品存储器的设计。

2.更新速度快。

3.加速产品研发效率。

UFS：全称Universal Flash Storage，我们可以将它视为eMMC的进阶版，同样是由多个闪存芯片、主控组成的阵列式存储模块。

UFS弥补了eMMC仅支持半双工运行（读写必须分开执行）的缺陷，可以实现全双工运行，所以性能得到翻番。

四、eMCP、uMCP

eMCP是结合eMMC和LPDDR封装而成的智慧型手机记忆体标准，与传统的MCP相较之下，eMCP因为有内建的NAND Flash控制芯片，可以减少主芯片运算的负担，并且管理更大容量的快闪记忆体。以外形设计来看，不论是eMCP或是eMMC内嵌式记忆体设计概念，都是为了让智慧型手机的外形厚度更薄，更省空间。