'宏旺半導體分析emmc改成SSD固態硬盤的可行性'

固態硬盤 Flash 算法 平板電腦 中央處理器 宏旺半導體ICMAX 2019-08-18
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宏旺半導體最近在網上看到一個提問,有臺灣工廠做出過,可以把多個eMMC組成RAID並轉成SATA,也就相當於一塊完整的SSD了,但市面上似乎沒有此類推廣,這是為什麼?在此類開發中,eMMC比NAND不是搞起來更方便嗎?今天ICMAX就給大家解答下。

理論上

eMMC是embedded Multi Media Card的縮寫,相當於一個閃存芯片+簡單的主控,不用於SSD,其實是定位問題,eMMC本質上只是一個面向嵌入式設備的I/O interface及其物理層實現的標準集。eMMC標準的前身是MMC卡,而SSD使用的是SATA標準,兩者在不是一個標準之下的產物。雖然eMMC和SSD主要是滿足不同需求而發展出來的NAND應用,相同點都是控制器加NAND顆粒組成的存儲介質,但在應用領域性能上的差別風馬牛不相及。

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宏旺半導體最近在網上看到一個提問,有臺灣工廠做出過,可以把多個eMMC組成RAID並轉成SATA,也就相當於一塊完整的SSD了,但市面上似乎沒有此類推廣,這是為什麼?在此類開發中,eMMC比NAND不是搞起來更方便嗎?今天ICMAX就給大家解答下。

理論上

eMMC是embedded Multi Media Card的縮寫,相當於一個閃存芯片+簡單的主控,不用於SSD,其實是定位問題,eMMC本質上只是一個面向嵌入式設備的I/O interface及其物理層實現的標準集。eMMC標準的前身是MMC卡,而SSD使用的是SATA標準,兩者在不是一個標準之下的產物。雖然eMMC和SSD主要是滿足不同需求而發展出來的NAND應用,相同點都是控制器加NAND顆粒組成的存儲介質,但在應用領域性能上的差別風馬牛不相及。

宏旺半導體分析emmc改成SSD固態硬盤的可行性

宏旺半導體的emmc


實際上

在實際應用上eMMC主要應用於平板、手機,為了滿足移動性的需求,所以需要做到輕、薄,尤其是功耗要很低;而SSD一般應用於PC端,對讀寫速度與糾錯功能都有相當高的要求。所以SSDd 特點是功耗大, 容量大。一般讀寫快eMMC的芯片裡面至少要包括三個功能組件:Flash、Flash控制器還有MMC的總線控制器。Flash一般對外只提供地址線和數據線,而浮柵MOS讀和寫又是一個複雜的物理過程,尤其是擦除,時間已經達到了us級別,需要一個專用的驅動器來完成這類和電路物理結構緊密相關的IO操作,控制器對外提供一個數據接口將NAND的讀寫細節能對上層隱藏這就不用多說了。此外,Flash中用的最多的NAND結構是以block而不是bit為單位組織的,行列地址線還要複用,更不用說現在為了提高容量滿大街NAND片子都是多個die堆疊封裝的,所以把ECC算法做到這個控制器裡無論是對eMMC裡的Flash控制器還是SSD主控來說都是一個巨大的挑戰。

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宏旺半導體最近在網上看到一個提問,有臺灣工廠做出過,可以把多個eMMC組成RAID並轉成SATA,也就相當於一塊完整的SSD了,但市面上似乎沒有此類推廣,這是為什麼?在此類開發中,eMMC比NAND不是搞起來更方便嗎?今天ICMAX就給大家解答下。

理論上

eMMC是embedded Multi Media Card的縮寫,相當於一個閃存芯片+簡單的主控,不用於SSD,其實是定位問題,eMMC本質上只是一個面向嵌入式設備的I/O interface及其物理層實現的標準集。eMMC標準的前身是MMC卡,而SSD使用的是SATA標準,兩者在不是一個標準之下的產物。雖然eMMC和SSD主要是滿足不同需求而發展出來的NAND應用,相同點都是控制器加NAND顆粒組成的存儲介質,但在應用領域性能上的差別風馬牛不相及。

宏旺半導體分析emmc改成SSD固態硬盤的可行性

宏旺半導體的emmc


實際上

在實際應用上eMMC主要應用於平板、手機,為了滿足移動性的需求,所以需要做到輕、薄,尤其是功耗要很低;而SSD一般應用於PC端,對讀寫速度與糾錯功能都有相當高的要求。所以SSDd 特點是功耗大, 容量大。一般讀寫快eMMC的芯片裡面至少要包括三個功能組件:Flash、Flash控制器還有MMC的總線控制器。Flash一般對外只提供地址線和數據線,而浮柵MOS讀和寫又是一個複雜的物理過程,尤其是擦除,時間已經達到了us級別,需要一個專用的驅動器來完成這類和電路物理結構緊密相關的IO操作,控制器對外提供一個數據接口將NAND的讀寫細節能對上層隱藏這就不用多說了。此外,Flash中用的最多的NAND結構是以block而不是bit為單位組織的,行列地址線還要複用,更不用說現在為了提高容量滿大街NAND片子都是多個die堆疊封裝的,所以把ECC算法做到這個控制器裡無論是對eMMC裡的Flash控制器還是SSD主控來說都是一個巨大的挑戰。

宏旺半導體分析emmc改成SSD固態硬盤的可行性

宏旺半導體的SSD


還有GC、掉電保護等等一大票的高級功能,所以說當CPU請求數據時,無論是eMMC還是一大塊的SSD,往數據總線上送出的每一個字節背後主控其實已經跑過了幾十個算法,平時空閒的時候還不能停止運轉。至於MMC總線控制器,在數字端是和Flash控制器做在一起的,就是因為eMMC在發展的初衷是給嵌入式系統提供一個簡單易用的存儲解決方案,雖然現在eMMC 5.1把總線性能指標提高了不少,然而現實設備的使用環境決定了eMMC的主控不可能有太高的性能,在這種極端重視功耗的情況下同樣大小的eMMC性能比SSD弱很多。

市面上的SSD主控早就實現了NAND顆粒的多通道讀寫,具體可以類比多通道內存。這樣看來,將多塊eMMC組成類似RAID而後再包裝成SSD,無論是性能上還是耐久度上均無任何優勢,這塊“SSD”的“主控”,只是在物理層和數據鏈路上做了點協議轉換的微小工作而已。用這種東西來做SSD,理論上雖然可行,但根本就沒有什麼實際使用意義,宏旺半導體認為經過eMMC接口的轉換後,性能提升不容易,穩定度和壽命也很難控制,市場接受度很低。

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