Emmc กระดูกสันหลังที่ถูกมองข้ามของระบบเก็บข้อมูลมือถือ

ในโลกปัจจุบัน ที่มีการเคลื่อนไหวอย่างมาก โทรศัพท์สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์พกพาอื่น ๆ ได้กลายเป็นสิ่งจําเป็นในชีวิตประจําวันของเราการทํางานที่เรียบร้อยและความสามารถในการทํางานที่รวยของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบสําคัญ - eMMC (MultiMediaCard ที่ติดตั้ง)ในฐานะของคําตอบที่บูรณาการในการเก็บของรวมความจําแฟลชและตัวควบคุม eMMC ได้กลายเป็นองค์ประกอบหลักในอุปกรณ์มือถือที่ทันสมัย เนื่องจากขนาดคอมแพ็คต์, ผลงานที่แข็งแรง, ความมั่นคงที่ดี,และการใช้พลังงานต่ํา

eMMC เป็นโซลูชั่นที่ใช้ในการเก็บข้อมูลในระบบจําหน่ายที่บูรณาการความจําแบบฟลัช (มักจะเป็น NAND flash) และตัวควบคุมการเก็บข้อมูลบนชิปเดียว ส่วนประกอบหลักของ eMMC ได้แก่

• แฟลช NANDแมมมรี่ที่ไม่ลุกลุกสําหรับการเก็บข้อมูล ที่ให้ความเร็วในการเข้าถึงที่เร็วขึ้น การใช้พลังงานที่ต่ํากว่า และความทนต่อการกระแทกที่ดีกว่าฮาร์ดดิสก์แบบดั้งเดิม
• เครื่องควบคุมการเก็บข้อมูล:บริหารการทํางาน NAND flash รวมถึงฟังก์ชันอ่าน / เขียน / ลบ และการแก้ไขความผิดพลาด
• อินเตอร์เฟซ:ใช้อินเตอร์เฟซ MMC (MultiMediaCard) มาตรฐานสําหรับการสื่อสารของเครื่องรับ.
• แฟร์มแวร์:ควบคุมการทํางานของเครื่องควบคุมและบริหาร NAND flash ทําการแก้ไขความผิดพลาดและการปรับระดับการใช้งาน

eMMC มีประโยชน์สําคัญหลายอย่าง:

• ขนาดคอมแพคต์ พร้อมบรรจุ BGA (Ball Grid Array)
• การบริโภคพลังงานต่ํา เพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
• ความสามารถสูงกับความเร็วการอ่าน / เขียนที่เร็ว
• ความมั่นคงและความน่าเชื่อถือที่ดี
• การบูรณาการง่ายกับอินเตอร์เฟซ MMC มาตรฐาน
• การแก้ไขที่คุ้มค่าสําหรับอุปกรณ์มือถือ

การพัฒนา eMMC มีรอยย้อนกลับไปสู่การแก้ไขการเก็บข้อมูลก่อนหน้านี้ เช่น การ์ด MMC และการ์ด SD. ข้อจํากัดทางเทคนิคปัจจุบันประกอบด้วย:

• ความจุ:ตั้งแต่ไม่กี่กิโลกรัม ถึงหลายร้อยกิโลกรัม
• อินเตอร์เฟซ:มาตรฐาน eMMC 5.1 ล่าสุดรองรับความเร็วการโอนถึง 400MB/s
• ประเภทของไฟล็อค:ตัวเลือก SLC, MLC และ TLC NAND flash
• ความดันการทํางาน:โดยทั่วไประหว่าง 1.8V ถึง 3.3V
• ระยะอุณหภูมิ-25°C ถึง 85°C

eMMC ถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบเคลื่อนที่และระบบจําแนกต่างๆ รวมถึง

• สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต (ระบบปฏิบัติการ, แอพและการเก็บข้อมูลของผู้ใช้)
• โทรทัศน์ฉลาดและเซ็ทท็อปบ๊อกซ์
• อุปกรณ์ IoT (ระบบบ้านฉลาด, เครื่องสวมใส่, เซ็นเซอร์อุตสาหกรรม)
• อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์ (ดัชแคม, ระบบอินโฟเทิร์นเมนต์, แผ่นนําทาง)

การพัฒนา eMMC ในอนาคตเน้นใน:

• ความจุในการเก็บของที่สูงขึ้น
• ความเร็วในการโอนที่เร็วขึ้น
• การบริโภคพลังงานที่ต่ํากว่า
• ความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้น
• ปัจจัยรูปร่างที่เล็กกว่า
• ฟังก์ชันส์ที่ฉลาดกว่า (การเข้ารหัสข้อมูล การปรับระดับการสวมเสื้อแบบพัฒนา)

แฟลชเมมรี่ NAND มีการจัดทําเป็น:

• หน้า:หน่วยอ่าน / เขียนขนาดเล็กที่สุด (โดยทั่วไป 2KB-8KB)
• คล็อค:หน่วยลบที่เล็กที่สุด (ที่มีหลายหน้า)
• เครื่องบิน:พื้นที่เก็บของอิสระที่อนุญาตให้ดําเนินงานพร้อมกัน

เครื่องควบคุมการเก็บรักษาทําหน้าที่สําคัญรวมถึง:

• การผนวกที่อยู่ (การแปลงที่อยู่ทางตรรกะเป็นที่อยู่ทางกายภาพ)
• การอ่าน/เขียนข้อมูล
• การจัดการแบล็อกและการลบ
• การแก้ไขความผิดพลาดโดยใช้อัลการิทึม ECC
• การปรับระดับการสวมใส่เพื่อขยายอายุการใช้งานของฟลัชเมมรี่

อัลกอริทึม ECC ที่สําคัญที่ใช้ใน eMMC ได้แก่

• รหัสแฮมมิง (การแก้ไขความผิดพลาดในหนึ่งบิต)
• รีด-โซโลมอนโค้ด (แก้ไขความผิดพลาดหลายบิต)
• รหัส BCH (แก้ไขความผิดพลาดที่สามารถตั้งค่า)
• รหัส LDPC (การแก้ไขการทํางานสูง)

ขณะที่ eMMC ยังคงมีอํานาจเหนือกว่า เทคโนโลยีใหม่ ๆ กําลังปรากฏขึ้น:

• UFS (Universal Flash Storage) ระบบเก็บข้อมูลให้ความเร็วสูงขึ้นและใช้พลังงานต่ํากว่า
• 3D NAND:เพิ่มความหนาแน่นในการเก็บผ่านการก้อนตั้ง
• NVMe:โปรต็อกอลอินเตอร์เฟซความสามารถสูงสําหรับ SSDs