خلاصه فنی. تفاوت پروتکل بین eMMC 5.0 و eMMC 5.1

در سناریوهای سخت افزاری تولید انبوه مانند دستگاه های خانگی هوشمند، جعبه های IPTV، ترمینال های IoT و دستگاه های الکترونیکی خودرو سبکeMMC به دلیل یکپارچگی بالا به یک راه حل ذخیره سازی اصلی برای دستگاه های متوسط و متوسط تبدیل شده است، نیازی به سازگاری پیچیده نرم افزار، هزینه قابل کنترل و ثبات قوی.

برخلاف معماری های ذخیره سازی پیچیده تر، eMMC نیازی به طراحی مسیر PCB یا تنظیم فرکانس بالا ندارد، و این امر آن را برای انتشار گسترده، مصرف انرژی پایین،و عملکرد پایدار طولانی مدت در سخت افزار صنعتی و مصرف کننده.

در میان پلتفرم های تولید انبوه فعلی،eMMC 5.0 و eMMC 5.1در نگاه اول، ارتقاء نسخه به نظر می رسد تدریجی، اما در واقعیت تفاوت های واضح در سقف پهنای باند، بهره وری انرژی،عملکرد خواندن / نوشتن تصادفیاین تفاوت ها به طور مستقیم بر سرعت بوت سیستم، عملکرد رمزگشایی ویدیو، قابلیت چند وظیفه، مصرف برق حالت آماده و قابلیت اطمینان عملیاتی طولانی مدت تأثیر می گذارد.

برای کمک به تیم های تحقیق و توسعه، سخت افزار، خرید و تولید برای استاندارد کردن انتخاب ذخیره سازی و جلوگیری از افزوده عملکرد، ناکارآمدی انرژی یا شکست های تولید انبوه ناشی از عدم تطابق نسخه،این مقاله یک تجزیه فنی عمیق از تفاوت های پروتکل بین eMMC 5 ارائه می دهد..0 و 51، همراه با راهنمای انتخاب مبتنی بر درخواست.

درک اصلی: منطق تکامل پروتکل های eMMC

eMMC (کارتهای چند رسانه ای جاسازی شده) یک راه حل ذخیره سازی جاسازی شده استاندارد JEDEC است که NAND Flash و یک کنترل کننده را به یک بسته واحد ادغام می کند.این ارائه می دهد رابط های سخت افزاری استاندارد و سازگاری نرم افزار جهانی، به طور قابل توجهی پیچیدگی توسعه و هزینه تولید را کاهش می دهد.

هر دوeMMC 5.0 و eMMC 5.1این خودروها در سه جهت اصلی تکامل یافته اند:

· پهنای باند انتقال داده بیشتر

· بهبود مدیریت کم مصرف

· بهبود عملکرد خواندن / نوشتن تصادفی و یکپارچگی سیگنال

بر خلاف ارتقاءات نسل های مخربeMMC 5.1 یک تکامل بهینه شده و سناریویی از eMMC 5 است.0، به طور خاص با محدودیت های تحت بار بالا، زمان طولانی و شرایط انتقال با سرعت بالا مواجه می شود. برای IoT و تولید انبوه ترمینال هوشمند مناسب تر است.

eMMC 5.0 در مقابل eMMC 5.1

1پهنای باند انتقال: ارتقاء عمده در حالت سرعت بالا

پهنای باند کارایی انتقال داده را تعیین می کند و به طور مستقیم بر رمزگشایی ویدیو، بارگذاری سیستم و عملکرد کش تاثیر می گذارد.

ايم ام سي 50

· حداکثر حالت HS200

· فرکانس اتوبوس: 200MHz

· پهنای باند نظری اتوبوس 8 بیتی: ~200MB/s

· عملکرد پایدار در دنیای واقعی: 150-180MB/s

· نوسانات عملکرد تحت بار بالا

ايم ام سي 51

· حالت سرعت بالا HS400 را معرفی می کند

· فرکانس اتوبوس به 400MHz افزایش یافت

· سیگنال همگام سازی DQS (Data Strobe) اختصاصی را اضافه می کند

· به طور خودکار تاخیر ردیابی PCB و تغییر درجه حرارت را جبران می کند

· حداکثر پهنای باند نظری: تا 400MB/s

· سرعت انتقال ثابت در دنیای واقعی: 250-330MB/s

در مقایسه با eMMC 50,عملکرد پهنای باند تقریبا دو برابر شده است.

علاوه بر این، eMMC 5.1 کارایی انتقال پرتاب را بهبود می بخشد و به طور قابل توجهی عملکرد خواندن / نوشتن دنباله ای فایل های بزرگ را بهبود می بخشد.آن را مناسب تر برای پوشه بندی ویدیو 4K و برنامه های پخش HD.

2. عملکرد خواندن / نوشتن: عملکرد تصادفی قوی تر برای تجربه آسان تر

برای خانه های هوشمند و دستگاه های اینترنت اشیا، دسترسی مکرر به فایل های کوچک و چند وظیفه ای مهم تر از پهنای باند دنباله دار است.

عملکرد دنباله ای

· ايم ام سي 50: خواندن 120-150 مگابایت در ثانیه، نوشتن 40-60 مگابایت در ثانیه

· ايم ام سي 51: خواندن 200~330MB/s، نوشتن 100~240MB/s

این امر منجر به ارتقاء سریع سیستم، ذخیره سازی ویدیو و انتقال فایل های بزرگ می شود.

عملکرد تصادفی (4K دسترسی)
این تفاوت اصلی است:

· ايم ام سي 50: تاخیر بیشتر (~ 50ms) ، پاسخگویی چند وظیفه ای ضعیف تر

· ايم ام سي 51: برنامه ریزی کنترل کننده بهینه شده + تراز لباس

o تاخیر کاهش یافته به ~ 20ms

o ~60٪ بهبود در عملکرد تصادفی 4K

نتیجه: زمان بوت سریعتر، راه اندازی سریع تر برنامه ها و پاسخ دهی بهتر سیستم.

3بهره وری انرژی: eMMC 5.1 بهینه سازی انرژی بهتر را ارائه می دهد

مصرف برق یک عامل حیاتی برای باتری های IoT و دستگاه های خانه هوشمند است.

ايم ام سي 50

· مدیریت انرژی اساسی

· حالت های محدود خواب

· مصرف بیشتر قدرت فعال در حالت بار

· مقیاس بندی ضعیف قدرت کم بار

ايم ام سي 51

· مدیریت انرژی پویا چند سطحی

· تغییر هوشمندانه بین حالت های سرعت بالا، سرعت پایین و خواب عمیق

· کاهش ۱۸٪ در کل مصرف قدرت ذخیره سازی (داده های تولید انبوه)

· کنترل حرارتی بهبود یافته در حالت کار با بار بالا

این باعث می شود که eMMC 5.1 مناسب تر برایدستگاه های همیشه فعال 24/7، تعادل عملکرد و بهره وری انرژی.

4ثبات و ویژگی های پیشرفته: بهبود قابلیت اطمینان بلند مدت برای تولید انبوه

دستگاه های تولید انبوه نیاز به نرخ شکست پایین، سازگاری بالا و طول عمر دارند.

محدودیت های eMMC 5.0

· هیچ مکانیزم اختصاصی همگام سازی با سرعت بالا وجود ندارد

· خطر بالاتر انحراف سیگنال در شرایط دمای بالا یا فرکانس بالا

· الگوريتم مسطح کردن فرسایش قدیمی تر، پيري فلاش را تحت نوشته هاي سنگين تسريع مي کند.

پیشرفت های eMMC 5.1

· معرفی مکانیسم همگام سازی DQS (Data Strobe)

· بهبود یکپارچگی سیگنال و دقت زمان بندی

· افزایش سطح خیس شدن و مدیریت بد بلوک

· الگوریتم های پیشرفته تصحیح خطای ECC

· ثبات بهتر در محیط های با دمای بالا و پایین

نتیجه کلی:قابلیت اطمینان بالاتر، نرخ شکست کمتر و طول عمر عملیاتی طولانی تر، که آن را برای IoT و دستگاه های به طور مداوم مناسب تر می کند.