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[资讯] 智能手机遇内存设计难题

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发表于 2004-8-1 | |阅读模式
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来自手机大厂Research in Motion (RIM)的技术专家指出,智能型手机制造商在内存领域面临诸多新挑战,特别是因为手机变成越来越复杂且数据密集的产品;但令人忧心的是,目前针对智能型手机所提供的内存解决方案,有太多的不确定性。

以上是RIM内存开发总监Karin Werder在日前于美国举行的2010年非挥发性内存大会(2010 Non Volatile Memory Conference)上所做的简报;她并列举出智能手机设计在 DRAM 、闪存与系统整合方面所面临的挑战。简而言之, DRAM 所面临的是数据与功率方面的挑战, NAND闪存则是被可靠性所扰;至于系统整合就更加复杂。

而手机厂商所烦恼的问题则包括:其一,系统业者该如何设计出能耐受 NAND 抹写周期,又具备先进功能的短生命周期热销智能型手机?其二,DRAM所带来的功率影响有哪些?还有,手机厂商与网络服务业者该如何因应消费者希望能更快速存取数据的需求?

这些问题其实已经存在多年,而且还不只有这些;为内存问题所苦的厂商不只有RIM,包括Apple、Google、LG、Motorola、Nokia、Samsung等其他手机厂亦然。其中一个最新的问题就是NAND闪存。

曾经有一度,手机的替换周期算是长的。过去手机厂通常用NOR闪存来储存程序代码,并可能会用较低密度的NAND来储存数据;在那个时候,NOR闪存很单纯,NAND闪存的可靠性与耐久性也算是可以接受。

据 RIM估计,在目前的智能型手机革命时代,换机周期约在两年左右;现在手机厂仍继续使用NOR来储存程序代码,但由于手机数据密集应用越来越多,内建 NAND闪存的密度也暴增。当NAND闪存在手机内的份量越来越重,内存供货商也致力于将每位成本降低,但这些尖端组件却有其缺点:「体积越小、可靠性表现就越不好。」Werder表示。

闪存的编程/抹除(program-erase,P/E)周期是有限的;较旧的NAND闪存产品据说可耐受10万次的P/E周期,之后可靠性就会开始降低。较新的高密度NAND闪存P/E周期更短了许多,也因此该内存的可靠性突然成为新款智能型手机设计过程中的一大挑战,为设计内建最新NAND组件、同时具备可接受可靠性的手机,厂商压力不小。

而这并非一个简单任务,相关挑战还越来越多。在储存等其他应用方面,目前手机制造商是采用较旧的SLC (single-level-cell)NAND闪存技术来整合组件;RIM指出,一般说来,SLC的生命周期约10万次,算是一个某种程度上的可靠方案。

但为了进一步降低成本,很多手机厂商转向采用50奈米制程组件,也就是采用MLC (multi-level-cell)技术生产的内存。这类组件配备4位纠错(error correction),生命周期却只有1万次。

现在手机厂商也在观望采用30奈米MLC制程的NAND闪存,这类组件配备8位纠错,但生命周期又更短,只有5,000次。有部分NAND闪存供货商还推出20奈米制程等级的MLC NAND闪存,配备16位纠错,抹写周期缩小到3,000次。

还有一种最新的three-bit-per-cell 技术,配备24位纠错,但这类NAND闪存的抹写周期只剩1,000次,且因为可靠性问题,并非锁定手机应用。该种组件的早期产品大多质量不佳,应用在市面上的USB随身碟与记忆卡。

除了NAND密度增加与制程微缩的问题,智能型手机系统整合也是一个得注意的焦点,Werder表示:「更高密度组件需要更快的信息访问速度。」因此,手机厂商纷纷转向采用所谓的智能型NAND闪存控制器,也就是能在系统中负责闪存管理与其他功能,但:「这类控制器价格高昂又功能复杂。」

至于DRAM也和NAND闪存一样,成为手机设计所面临的挑战;Werder表示:对未来的手机产品来说,DRAM的麻烦在于功耗与价格,还有新一代的内存接口技术尚未定案:「新一代手机的功能性也会需要更高密度、性能的DRAM,而这意味着成本与功耗的增加。」

目前手机系统是采用行动DDR接口,为因应内存带宽增加,新一代的手机内存接口技术LPDDR2也跟着兴起:「但我们预期LPDDR2在几年后就不敷使用。」Werder指出,LPDDR2的最大传输速率号称为4.3 GB/s,但手机产品渴望更高带宽。

对此内存供货商表示,要超越 LPDDR2,会需要全新的技术,例如MIPI、Rambus的SDR,或是Serial Port Memory Technology Consortium所提倡的技术;那么,哪一种技术有机会在新一代手机内存接口之争胜出?「这是个无解的大问题。」Werder表示。
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发表于 2018-2-12 |
谢谢发布,好东西,不错,点赞了啊!
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