Emmc - забытая основа мобильного хранилища

В современном мире, в котором очень много мобильных устройств, смартфоны, планшеты и другие портативные устройства стали незаменимыми в нашей повседневной жизни.Плавная работа и богатая функциональность этих устройств во многом зависят от важного компонента - eMMC (встроенная мультимедийная карта)В качестве интегрированного решения для хранения, объединяющего флэш-память и контроллер, eMMC стал основным компонентом в современных мобильных устройствах из-за его компактного размера, сильной производительности, отличной стабильности.,и низкое энергопотребление.

eMMC - это встроенное решение для хранения данных, которое интегрирует флэш-память (обычно флэш-память NAND) и контроллер хранения на одном чипе.

• Флеш NAND:Неволатильная память для хранения данных, предлагающая более высокую скорость доступа, меньшее потребление энергии и лучшую устойчивость к ударам, чем традиционные жесткие диски.
• Контроллер хранения:Управляет операциями флэш-накопителя NAND, включая функции чтения/записи/удаления и коррекцию ошибок.
• Интерфейс:Использует стандартный интерфейс MMC (MultiMediaCard) для связи с устройством-хостом.
• Фирм-программ:Управляет работой контроллера и управляет флэшем NAND, выполняя исправление ошибок и выравнивание износа.

eMMC предлагает несколько значительных преимуществ:

• Компактный размер с упаковкой BGA (Ball Grid Array)
• Низкое энергопотребление увеличивает срок службы батареи
• Высокая производительность с высокой скоростью чтения/записи
• Отличная стабильность и надежность
• Легкая интеграция со стандартным интерфейсом MMC
• Экономически эффективное решение для мобильных устройств

Разработка eMMC восходит к более ранним решениям хранения данных, таким как карты MMC и карты SD.

• Мощность:От нескольких до нескольких сотен ГБ
• Интерфейс:Последний стандарт eMMC 5.1 поддерживает скорость передачи до 400 МБ/с
• Типы флэшей:Опции SLC, MLC и TLC NAND flash
• Рабочее напряжение:Обычно от 1,8 до 3,3 В
• Диапазон температуры:-25°C до 85°C

eMMC широко используется в различных мобильных и встроенных системах, включая:

• Смартфоны и планшеты (ОС, приложения и хранилища пользовательских данных)
• Смарт-телевизоры и сет-топ-коробки
• Устройства Интернета вещей (умные домашние системы, носимые устройства, промышленные датчики)
• Автомобильная электроника (камеры, информационно-развлекательные системы, навигационные панели)

Будущее развитие eMMC будет сосредоточено на:

• Более высокая емкость хранения
• Более быстрые скорости передачи
• Более низкое потребление энергии
• Улучшенная надежность
• Меньшие формы
• Умные функции (шифрование данных, усовершенствованное выравнивание износа)

Флеш-память NAND организована на:

• Страницы:Наименьшие единицы чтения/записи (обычно 2KB-8KB)
• Блоки:Наименьшие блоки стирания (содержащие несколько страниц)
• Самолеты:Независимые помещения хранения, позволяющие параллельные операции

Контроллер хранения выполняет критические задачи, включая:

• Картографирование адресов (логическое преобразование в физический адрес)
• Операции чтения/записи данных
• Операции по управлению блоками и удалению
• Исправление ошибок с использованием алгоритмов ECC
• Уравнение износа для увеличения срока службы флэш-памяти

Ключевые алгоритмы ECC, используемые в eMMC, включают:

• Код Хэмминга (коррекция ошибок в однобитный код)
• Код Рида-Соломона (коррекция многобитных ошибок)
• Код BCH (конфигурируемая коррекция ошибок)
• Код LDPC (коррекция высокой производительности)

В то время как eMMC остается доминирующим, появляются новые технологии:

• UFS (Универсальное флэш-хранилище):Предоставляет более высокую скорость и меньшее потребление энергии
• 3D NAND:Увеличивает плотность хранения с помощью вертикального складирования
• NVMe:Протокол высокопроизводительного интерфейса для SSD