闪存——在掌中漫步

2019-11-04 01:13:45

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供稿：网友

移动存储市场的火热朝天，让我们见识到了闪存的威力，也让我们对东芝、三星等公司更为熟悉，而在另一个领域，闪存也正在奋勇前进，建立它的另一个伊甸园…… 一、另一个战场从闪存（Flash Memory）诞生之日起，就注定了它将在多个领域散发光辉。但长期以来，给人印象最深的只是闪存在目前的移动存储行业中，所发挥的不可替代的作用。然而，在另一个大多数人还不太了解的领域中，闪存的作用与地位也同样重要，这与其自身的努力发展，以及其特有的能力是分不开的。而这个领域就是目前是个IT厂商都会谈论的——无线与移动（Wireless & Mobile，W&M）。其实，仔细想想，为什么一提闪存大家总会不由得说出东芝或三星等在移动存储中广泛使用的NAND型闪存厂商的名字，可在闪存的业界报表中，Intel、AMD也都赫然在列并名列前茅，这就是其中的奥秘。作为NOR型闪存的领导厂商，Intel与AMD也在尽量发挥着NOR的优势，来保持它们在迅速兴起的无线与移动市场中应有的地位。当然，NAND的领导者也在通过种种办法让自己的产品能融入W&M大潮。二、注定的命运从2002年开始，伴随着掌上设备技术的发展，W&M的来势极为迅猛，各种数码设备也在向整合方向发展，PDA手机、彩信手机、摄像手机，而与之相对应，一些附加模块产品也迅速出现，如GPS模块、蓝牙模块等等。事实证实，作为实现W&M的重要手段，数码与掌上设备是不可逆转的市场方向，看看那些老牌的电气厂商，哪一个不往这个领域钻（日立、东芝、西门子），而三星电子、LG等一批生力军则在长期积累之后，厚积薄发，迅速突起，并得到丰厚的回报。从这些表象就能感觉到W&M的力量，诚然，它也必将影响着与它相关的各个子元件的命运。是个IT产品肯定都少不了存储数据的元件，可以是永久的保存（如硬盘），也可以是暂时的保存（如内存）。而掌上设备就像是个微型电脑，这两者都是必不可少的。PC中有硬盘和DRAM来负责相应的数据保存工作，掌上设备也是一样。而闪存的非易失性，很轻易就能找自己在其中的位置——掌上设备中的“硬盘”，目前还没有哪个电子元件能以更小的体积来代替它的作用。相对于NAND闪存，NOR有更快的随机访问速度，这也使它更受掌上设备的青睐，所以与三星、东芝等主要生产NAND闪存的厂商相比，NOR的厂商仿佛在潜水，因为NAND闪存就是移动存储的核心，但在掌上设备中，NOR闪存只是小小的配角。但是，你会从闪存业界的报表中，看到“配角”的贡献。
Intel闪存事业部的副总经理Darin Billerbeck在接受采访时曾透露，在过去的15年里，Intel共销售了20亿个闪存元件，其中有10亿个是在头12年里销售的，剩下的10亿个则在后来的3年里卖出。由此可见NOR闪存的成绩，也可看出近三年IT发展（掌上设备的兴起）对闪存的影响三、虽生活无忧、但不能偷懒由于闪存的先天特性，使其受到了先天的保护。目前，还看不出闪存会有被替代的危险。1英寸硬盘容量是没的说（上GB，而闪存芯片最大容量为512MB），但体积与耗电量也不可同日语，而FeRAM、MRAM还远不成气候。所以，在很长一段时间里，闪存的这份“工作”都是稳定的，不会有下岗的危险。但是，这并不能说，闪存厂商就可以当“撒手大掌柜”，什么也不在乎。因为并没有哪家厂商形成垄断，激烈的竞争是不可避免的，而比拼的重点就在于应付要求的速度与效果。掌上设备的发展可谓日新月异，标准制定的速度也是前所未有的，作为这个领域中的一员，也必然对闪存提出了相应的要求，这种要求就是一个市场的机会。显然，谁能迅速而有效的满足这个要求，谁就能在这个“稳定”的市场中占据主动，而使自己更稳定。四、上有要求下有对策掌上设备的主要追求就是体积要在保证使用的情况下，尽可能的小，使用时间尽可能的长，而功能与性能也要尽可能的强。说来简单，但给所属元件的要求则是十分苛刻的。为了缩小体积并减少耗电量，闪存与它的近亲一样，精力主要放在了生产工艺的改良与工作电压的降低上，90nm的生产工艺已经是目前实际生产中的最高境界，而1.8V的产品线也在迅速地成长，从这些进步中可以看出厂商对闪存的待遇与重视程度。可以说，厂商在这此基础技术方面的水平将直接影响自身产品的战果。功能与性能更强对闪存也就意味着，速度更快，容量更大。为此，早在几年前，有实力的大厂就在研究扩容技术，最终Intel的MLC与AMD的MirrorBit修成正果，实现了在相同核心面积下容量倍增。至于速度，这一直是NOR相对于NAND的强项，在不断的努力下，NOR达到了几十ns的随机访问速度，从而实现了Xip功能（eXecute In Place，本地执行），也就是平常所说的代码执行。这样一来，又可减少对快速内存（如SRAM）的需求，从而在减化设计、缩小体积上又做出了贡献。在另一方面，针对网络数据（主要是流数据而类似于QQ这样的文本信息）的特点，一些公司还专门为此开发所谓的无线闪存，为它非凡设计了RWW/E的功能，即在写入或擦写一个数据区的同时可在其他的数据区进行代码的执行（读取）。这无疑大大增强了闪存的数据吞吐量，进一步满足W&M中的W需要。
闪存——在掌中漫步（图一）

Intel的无线NOR闪存，算是NOR阵营中的一大亮点，充分发挥了NOR自身的优势同时，利用先进的MCP封装技术，闪存厂商可以将多个相关元件（基本上是）堆叠（Stacked）封装为一颗芯片，目前应用最多的是与掌上设备的“内存”（SRAM等）集成，将掌上设备中的存储装置收于一“芯”，进而可大幅缩小PCB的面积。 2003年4月10日，Intel发布了5层堆叠的闪存新品，这是目前销售产品中的纪录。它里面有两枚256Mbit StrataFlash芯片（采用MLC技术），两枚64Mbit PSRAM芯片（DRAM核心、SRAM接口的RAM），一枚16Mbit SRAM芯片。假如掌上设备使用这种闪存，那么基本就不用再另配高速内存了，优势一目了然。五、结论：漫步的是闪存而不厂商掌上设备的前景肯定是不用怀疑了，也因此，闪存有理由把它当成自移动存储后的另一个伊甸园，一切都因为闪存在掌上设备中的非凡地位——在掌上设备中，最终将以闪存为核心整合所有的存储芯片（富士通公司甚至将其与FCRAM芯片封装在一起）。从某种角度上说，掌上设备中的闪存，在很长时间都无法替代。也就是说，它不会像SDRAM那样，能感觉到Mobile SDRAM、PSRAM、IT SRAM所带来的强大压力。FeRAM、MRAM要想取代它，也绝不是几年就可以实现的。所以闪存目前的外围环境非常稳定，它可以安心的在这一领域漫步。但哪个厂商走得最踏实就看各家的实力了。面对着W&M的美好前景，在移动存储中已经尝到甜头的NAND型闪存，也当然想进来找到新的乐园，但若想在重视代码执行的掌上领域有所建树则要付出更多的努力，不过有了MCP的帮助，NAND厂商希望借助Shadow RAM来提高代码执行的能力（将闪存中的代码先调入同一封装中的高速内存，这有点像主板BIOS中设置Shadow RAM的作用），再配合先天性的容量优势。NAND与NOR在掌中大战也不是没有可能，NAND的巨头——三星与东芝都在进行这方面的努力。另外，以NAND为基础的存储卡近年来也越做越小，越来越被掌上设备所注重，虽然CF卡用于手机未免太夸张，但基于NAND的miniSD与SanDisk/摩托罗拉新推出的T-Flash卡（与SD兼容，见下图）已经注定要在该领域大展拳脚，相比之下，NOR就没这些“外援”了。闪存——在掌中漫步（图二）

对厂商而言，谁能抓住W&M市场的需求，并以新的产品积极应对，谁才能夺取市场的主动，但这方面要比应付存储市场困难得多，后者更多的只是考虑容量。所以，谁能更好的应付W&M的要求，谁就能在闪存世界中笑到最后。写这么一篇文章的另一个目的在于，当我们在市场上看到多得数不过来的移动存储产品时，不应将它视为闪存的唯一，更不能因为它而忽视了闪存的另一片乐土，虽然这里的竞争更为激烈，但在未来它必将左右闪存厂商的命运。对比一下使用手机和使用移动闪盘的人数，你就能明白W&M对闪存的意义。所以，W&M是美好的，前景是广阔的，闪存在其中的地位也是稳固的，但底下的竞争也是最高级最残酷的，高收益与高风险都是相伴而行，不知哪个厂商能真的做到“在掌中漫步”……

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