Emmc vs SSD: Comparando Opciones de Almacenamiento Integrado

En el diseño de sistemas integrados, la elección del medio de almacenamiento es fundamental y afecta directamente el rendimiento, el costo y la confiabilidad del dispositivo. Con la creciente demanda de almacenamiento masivo de datos, los ingenieros a menudo se encuentran sopesando los pros y los contras de dos tecnologías de almacenamiento de estado sólido dominantes: eMMC (MultiMediaCard integrada) y SSD (unidad de estado sólido). Si bien ambos ofrecen las ventajas del almacenamiento de estado sólido, difieren significativamente en los escenarios de aplicación, las características de rendimiento y la rentabilidad. Este artículo proporciona un análisis en profundidad de las tecnologías eMMC y SSD, junto con casos de uso práctico, para ayudar a los diseñadores a tomar decisiones informadas.

eMMC: la solución de almacenamiento integrado rentable

La historia de eMMC comienza con su predecesora, la MMC (MultiMediaCard), introducida en 1997 como una solución de almacenamiento portátil para cámaras digitales, teléfonos móviles y PDA. En 1999, surgió el formato SD (Secure Digital) para abordar las necesidades de protección de los derechos de autor de la música digital, y finalmente sustituyó al MMC en la electrónica de consumo debido a su tamaño más pequeño y soporte de gestión de derechos digitales. Sin embargo, la tecnología MMC evolucionó hacia su forma integrada, eMMC, que sigue siendo ampliamente utilizada en los sistemas integrados en la actualidad.

JEDEC (Asociación de Tecnología de Estado Sólido) define eMMC como "un sistema de memoria no volátil integrado, que comprende memoria flash y un controlador de memoria flash, que simplifica el diseño de la interfaz de la aplicación y libera al procesador host de la administración de flash de bajo nivel". Tenga en cuenta que el nombre oficial incluye un punto entre "e" y la primera "M", aunque este artículo utilizará "eMMC" para mantener la coherencia.

El último estándar eléctrico eMMC es la versión 5.1, lanzada por JEDEC en enero de 2019 (JESD84-B51A). A diferencia de las tarjetas SD, eMMC viene en un empaque de IC/chip, generalmente soldado a la PCB de un producto, ya sea como un chip empaquetado o como matriz desnuda.

Las capacidades de eMMC suelen oscilar entre unos pocos GB y varios cientos de GB. Por ejemplo, la serie AXO de Flexxon ofrece hasta 512 GB utilizando tecnología flash 3D TLC NAND. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones integradas requieren sólo unos pocos GB, especialmente cuando el almacenamiento en la nube complementa la capacidad local. Algunas plataformas informáticas combinan almacenamiento eMMC y SSD.

SSD: la alternativa de alto rendimiento y alta capacidad

Los SSD generalmente ofrecen mayor capacidad que los eMMC, desde 128 GB hasta varios terabytes. Sin embargo, la capacidad no es el único factor diferenciador:

• Velocidad:Los SSD superan significativamente a los eMMC. eMMC 5.1 ofrece velocidades de lectura secuencial de 250 MB/s y velocidades de escritura de 125 MB/s, mientras que los SSD SATA III alcanzan 500 MB/s para ambas. Las SSD NVMe amplían aún más los límites: la 2022 990 Pro (interfaz M.2) de Samsung cuenta con velocidades de lectura de 7450 MB/s y velocidades de escritura de 6900 MB/s.
• Durabilidad:Los SSD suelen contar con mecanismos superiores de nivelación del desgaste, lo que prolonga la vida útil del almacenamiento.

A pesar de estas ventajas, los SSD no hacen que el eMMC quede obsoleto. Los costos más altos mantienen a eMMC relevante para las computadoras portátiles y PC que cuidan su presupuesto.

Escenarios de aplicación: elección entre eMMC y SSD

La elección entre eMMC y SSD depende de los requisitos de aplicación específicos. Los ordenadores industriales de alto rendimiento o los sistemas integrados que exigen grandes capacidades de almacenamiento se benefician de los SSD. Por el contrario, las aplicaciones que necesitan sólo unos pocos GB de almacenamiento con un presupuesto ajustado encuentran que eMMC es más económico.

El eMMC de grado automotriz de Flexxon, por ejemplo, impulsa los sistemas de navegación e información y entretenimiento, incluidos mapas 3D, cámaras para tablero, radio satelital, sistemas operativos y aplicaciones de conducción autónoma, telemática y monitoreo de tráfico. Diseñadas para entornos hostiles, estas soluciones ofrecen una vida útil prolongada y un rendimiento estable.

Consideraciones de compra: evaluación comparativa y planificación de capacidad

Independientemente de la tecnología, la evaluación comparativa es esencial: el rendimiento varía entre los productos eMMC y SSD. Además, resulta prudente seleccionar una capacidad ligeramente superior a la necesaria inmediatamente, especialmente para el almacenamiento flash NAND con capacidades limitadas de nivelación de desgaste.

Análisis técnico profundo: eMMC

Arquitectura interna

eMMC integra flash NAND y un controlador en un solo paquete, lo que simplifica el diseño del sistema host. Los componentes clave incluyen:

• Flash NAND:Normalmente de tipo TLC o MLC, con 3D NAND que aumenta la capacidad y la durabilidad.
• Controlador:Gestiona operaciones como E/S de datos, nivelación de desgaste y gestión de bloques defectuosos.
• Interfaz:Interfaz paralela que admite hasta 400 MB/s (eMMC 5.1).

Características clave

• Diseño integrado que reduce la complejidad del desarrollo.
• Estandarización JEDEC que garantiza la compatibilidad
• Rendimiento equilibrado y eficiencia energética
• Funciones integradas de confiabilidad y seguridad

Análisis técnico profundo: SSD

Arquitectura interna

Los SSD emplean múltiples chips flash NAND controlados por un procesador sofisticado. Los elementos críticos incluyen:

• Flash NAND:Tipos SLC, MLC o TLC, con densidad mejorada 3D NAND.
• Controlador:A menudo, varios núcleos con caché DRAM para un alto rendimiento.
• Interfaz:SATA, PCIe o NVMe (este último maximiza el ancho de banda PCIe).

Características clave

• Velocidad excepcional que supera los accionamientos mecánicos.
• Resistencia a los golpes y funcionamiento silencioso
• Nivelación de desgaste avanzada y recolección de basura
• Factores de forma compactos para aplicaciones con espacio limitado

Análisis comparativo: eMMC frente a SSD

Tendencias futuras

Ambas tecnologías continúan evolucionando: eMMC hacia densidades más altas y controladores más inteligentes, SSD hacia interfaces PCIe 5.0/6.0 y tecnologías de memoria emergentes como 3D XPoint. Estos avances diversificarán aún más el panorama de sus aplicaciones.