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OctalNAND的興起賦予汽車、OTA、AI等應用市場新能力

消費者對智慧電子產品功能的需求是永無止境的。不論在手機,消費電子設備,還是汽車娛樂系統當中,記憶體都將持續扮演至關重要的角色。其中,儲存產品的選擇對於智慧電子產品發展也是至關重要的關鍵所在。在過去十年中,電子產品被賦予了更多的全新功能與特性,系統變得越發複雜,所以設計者們需要不斷升級快閃記憶體容量,以提供足夠的程式碼儲存空間。

然而,設計者們面臨的挑戰是如何在不增加產品或系統成本的情況下,實現快閃記憶體容量升級。消費者們雖然希望產品擁有更多的特性和功能,但並不願意接受過度提升的價格。因此,製造商們需要在保證消費者獲得更好的產品體驗前提下,尋求更強大的儲存解決方案,來確保製造商和用戶的成本不會顯著增加。

 

市場與應用

當今,所有電子系統都在使用快閃記憶體,同時由於新應用不斷湧現,市場對更高性能記憶體的需求也在同步攀升。特別是目前,一些市場和應用正在經歷快速的反覆運算,只有通過配備新一代的優化記憶體解決方案才可以實現更快速的讀取、寫入、擦除、以及即時啟動等功能。這些市場和應用包括:

 

 

在汽車市場中,資料傳輸量是選擇記憶體時非常重要的考慮因素,尤其是針對先進駕駛輔助系統(ADAS)等應用。裝載在汽車上的數位儀錶板,目的是為了提供並確保駕駛員獲得的資訊始終全面可靠。同時這類的顯示器需要即時啟動,並快速準確地呈現 2D/3D 圖像。目前,汽車儀錶板的儲存方案通常使用 SPI NOR(Octal/Quad)或 SPI NOR(Octal /Quad)+ eMMC來實現。然而,隨著系統的特性與功能越發複雜,程式碼也呈指數級增長,這要求產品配備更高容量的記憶體以存儲不斷擴充的程式碼,成本也因此增加。

此外,啟動時間對於汽車應用來說十分重要。例如啟動按鈕等功能,當使用者按下按鈕時,系統需要立即顯示多個螢幕。因此,儘管程式碼大小不斷增長,系統仍需保證啟動時間維持不變,甚至更短。

更快的擦除/寫入速度是OTA應用實現程式碼更新的關鍵。由於OTA的靈活性和易操作性,它逐漸在包含電動車在內的汽車應用及其它消費電子設備中流行起來。這些移動設備需要一種簡單有效的方式來接收關鍵更新。

其他要求記憶體具備高傳輸速率和高輸送量的應用包括人工智慧和人臉識別等。AI應用通常需要通過一系列的訓練模型來做出決策,然後再向終端設備發出指令。為了實現這些操作,AI應用需要將訓練模型存儲在設備中。同時,在愈趨複雜的AI領域中,這些模型也會愈趨龐大,需要進行額外處理。在自動駕駛中,AI訓練模型需要用極快的速度從NAND載入到DRAM中,因為它們需要在非常短的時間內(毫秒為單位)做出準確的決策,例如避開行人或車輛,因此傳輸的資料量與即時性至關重要。

 

NOR vs. NAND

當今大多數系統在設計時都預設使用NOR快閃記憶體。然而在汽車和工業等一些應用領域中,NOR的生產技術已經接近極限,很難在保證行業標準封裝的情況下保持良好的成本效益。在以往,NOR快閃記憶體一直受到青睞,是因為它具有高可靠性,且高讀取速度來支援系統即時啟動。然而,在汽車圖像顯示器和先進駕駛輔助系統 (ADAS) 等應用中,啟動程式碼通常大於512Mb,NOR快閃記憶體的擴展性因此受到限制,導致晶片尺寸和成本都會變得過高。相反地,NAND快閃記憶體在高容量上的擴展性良好,1Gbit或更高的容量上更具成本優勢。只是,過去傳統的NAND快閃記憶體輸送量過差,以至於無法快速完成如將啟動程式碼映射到DRAM上等功能。

一些廠商試圖為NOR引入八進制介面來解決上述問題,將I/O數量由4增加到8個。但由於NOR快閃記憶體的成本過高,這一解決方案不具經濟效益。然而將NAND切換至八進制介面,可以同時保證更好的成本結構和更高的資料傳輸量。OctalNAND的資料輸送量遠高於一般的QspiNAND,寫入/擦除速度也高於NOR快閃記憶體 (圖一)。此外,相較於NOR快閃記憶體,OctalNAND不僅晶片尺寸更小,且更具成本優勢。事實上,1Gb的8 I/O NAND成本僅為同等容量的NOR快閃記憶體解決方案的一半。

與NOR快閃記憶體相比,NAND快閃記憶體的另一個優勢是寫入速度更快。例如,汽車OTA等應用需要在短時間內對系統中的程式碼和韌體進行寫入,因此寫入速度尤為重要。

圖一: OctalNAND的資料輸送量遠高於一般的QspiNAND,寫入/擦除速度也高於NOR快閃記憶體

 

市場機

顯然,能夠同時兼顧容量、性能和成本的解決方案具有廣闊的市場前景。據IDC預測,2024 年 L1/L2 汽車數量將達到 5000 萬。同時,電動汽車的年複合增長率約為18%,這意味著汽車市場對儲存IC的需求將是巨大的,更不用提每個系統都需要啟動程式碼來開機外,還需要載入其他功能。

遊戲市場也是一個重要市場潛在機會,2020 年遊戲機總出貨量約為 4780 萬台。為了獲得更好的遊戲體驗,遊戲機的韌體更新速度至關重要,這也需要記憶體具備高性能和高傳輸量。

在資料量大於512Mbits時,NOR快閃記憶體容量擴展性較差且價格高昂,而OctalNAND在提供高容量程式碼儲存的同時兼具成本效益,可幫助汽車、人工智慧、消費電子和工業電子製造商抓住快速增長的市場機會。

有關OctalNAND解決方案的更多技術資訊,以及它如何解決當今各行各業的記憶體容量和成本問題,請訪問華邦OctalNAND網頁

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