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OctalNAND的兴起赋予汽车、OTA、AI等应用市场新能力

消费者对智能电子产品功能的需求是永无止境的。不论在手机,消费电子设备,还是汽车娱乐系统当中,内存都将持续扮演至关重要的角色。其中,存储产品的选择是智能电子产品发展的关键所在。在过去十年中,电子产品被赋予了更多的全新功能与特性,系统变得越发复杂,所以设计者们需要不断升级闪存容量,以提供足够的代码存储空间。

然而,设计者们面临的挑战是如何在不增加产品或系统成本的情况下,实现闪存容量升级。消费者们虽然希望产品拥有更多的特性和功能,但并不愿意接受过度提升的价格。因此,制造商们需要在保证消费者获得更好的产品体验前提下,寻求更强大的存储解决方案,来确保制造商和用户的成本不会显著增加。

 

市场与应用

当今,所有电子系统都在使用闪存,同时由于新应用不断涌现,市场对更高性能内存的需求也在同步攀升。特别是目前,一些市场和应用正在经历快速的迭代,只有通过配备新一代的优化内存解决方案才可以实现更快速的读取、写入、擦除、以及即时启动等功能。这些市场和应用包括:

 


在汽车市场中,数据传输量是选择内存时非常重要的考虑因素,尤其是针对先进驾驶辅助系统(ADAS)等应用。装载在汽车上的数位仪表盘,目的是为了确保驾驶员获得的信息始终全面可靠,同时这类的显示器需要即时启动,并快速准确地呈现 2D/3D 图像。目前,汽车仪表盘的存储方案通常使用 SPI NOR(Octal /Quad)或 SPI NOR(Octal /Quad)+ eMMC来实现。然而,随着系统的特性与功能越发复杂,代码量也呈指数级增长,这要求产品配备更高容量的内存以存储不断扩充的代码,成本也因此增加。

此外,启动时间对于汽车应用来说十分重要。例如启动按钮等功能,当使用者按下按钮时,系统需要立即显示多个屏幕。因此,尽管代码大小不断增长,系统仍需保证启动时间维持不变,甚至更短。

更快的擦除/写入速度是OTA应用实现代码更新的关键。由于OTA的灵活性和易操作性,它逐渐在包含电动车在内的汽车应用及其它消费电子设备中流行起来。这些移动设备需要一种简单有效的方式来接收关键更新。

其他要求内存具备高传输速率和高输送量的应用包括人工智能和人脸识别等。AI应用通常需要通过一系列的训练模型来做出决策,然后再向终端设备发出指令。为了实现这些操作,AI应用需要将训练模型存储在设备中。同时,在越发复杂的AI领域中,这些模型也变得越发庞大,需要进行额外处理。在自动驾驶中,AI训练模型需要从极快的速度从NAND载入到DRAM中,因为它们需要在非常短的时间内(毫秒为单位)做出准确的决策,例如避开行人或车辆,因此传输的数据量与即时性至关重要。

 

NOR vs. NAND

当今大多数系统在设计时都默认使用NOR闪存。然而在汽车和工业等一些应用领域中,NOR的生产技术已经接近极限,很难在保证行业标准封装的情况下保持良好的成本效益。在以往,NOR闪存一直受到青睐,是因为它具有高可靠性,同时它的高读取速度可支持系统即时启动。然而,在汽车图像显示器和先进驾驶辅助系统 (ADAS) 等应用中,启动代码通常大于512Mb,NOR闪存的扩展性因此受到限制,导致芯片尺寸和成本都会变得过高。相反地,NAND闪存在高容量上的扩展性良好,1Gbit或更高的容量下更具成本优势。只是,过去传统的NAND闪存输送量过差,以致无法快速完成如将启动代码映射到DRAM上等功能。

一些厂商试图为NOR引入八进制接口来解决上述问题,将I/O数量由4增加到8个。但由于NOR闪存的成本过高,这一解决方案不具经济效益。然而将NAND切换至八进制接口,可以同时保证更好的成本结构和更高的数据传输量。OctalNAND的数据传输量远高于一般的QspiNAND,写入/擦除速度也高于NOR闪存 (图1)。此外,相较于NOR闪存,OctalNAND不仅芯片尺寸更小,且更具成本优势。事实上,1 GB的8 I/O NAND成本仅为同等容量的NOR闪存解决方案的一半。

与NOR闪存相比,NAND闪存的另一个优势是写入速度更快。例如,汽车OTA等应用需要在短时间内对系统中的代码和固件进行写入,因此写入速度尤为重要。

图1. OctalNAND的数据传输量远高于一般的QspiNAND,写入/擦除速度也高于NOR闪存

 

市场机遇

显然,能够同时兼顾容量、性能和成本的解决方案具有广阔的市场前景。据IDC预测,2024 年 L1/L2 汽车数量将达到 5000 万。同时,电动汽车的年复合增长率约为18%,这意味着汽车市场对存储IC的需求将是巨大的,更何况每个系统都需要启动代码来开机,此外还需要载入其他功能。

游戏市场也是一个重要机遇,2020 年游戏机总出货量约为 4780 万台。为了获得更好的游戏体验,游戏机的固件更新速度至关重要,这也需要内存具备高性能和高传输量。

在数据量大于512Mbits时,NOR闪存容量扩展性较差且价格高昂,而OctalNAND在提供高容量代码存储的同时兼具成本效益,可帮助汽车、人工智能、消费电子和工业电子制造商抓住快速增长的市场机会。

有关OctalNAND解决方案的更多技术信息,以及它如何解决当今各行各业的内存容量和成本问题,请访问华邦OctalNAND网页

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