Emmc Cột sống bị bỏ qua của bộ lưu trữ di động

Trong thế giới di động ngày nay, điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị di động khác đã trở nên không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.Hoạt động trơn tru và chức năng phong phú của các thiết bị này phần lớn phụ thuộc vào một thành phần quan trọng - eMMC (MultiMediaCard nhúng)Là một giải pháp lưu trữ tích hợp kết hợp bộ nhớ flash và bộ điều khiển, eMMC đã trở thành một thành phần cốt lõi trong các thiết bị di động hiện đại do kích thước nhỏ gọn, hiệu suất mạnh mẽ, độ ổn định tuyệt vời,và tiêu thụ năng lượng thấp.

eMMC là một giải pháp lưu trữ nhúng tích hợp bộ nhớ flash (thường là flash NAND) và bộ điều khiển lưu trữ trên một con chip duy nhất.

• NAND Flash:Một bộ nhớ không dễ bay hơi để lưu trữ dữ liệu, cung cấp tốc độ truy cập nhanh hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và khả năng chống va chạm tốt hơn so với ổ cứng truyền thống.
• Bộ điều khiển lưu trữ:Quản lý các hoạt động flash NAND bao gồm các chức năng đọc / ghi / xóa và sửa lỗi.
• Giao diện:Sử dụng giao diện MMC tiêu chuẩn (MultiMediaCard) để liên lạc thiết bị máy chủ.
• Ứng dụng phần mềm:Điều khiển các hoạt động của bộ điều khiển và quản lý đèn flash NAND, thực hiện sửa lỗi và làm bằng mài mòn.

eMMC cung cấp một số lợi ích đáng kể:

• Kích thước nhỏ gọn với bao bì BGA (Ball Grid Array)
• Tiêu thụ năng lượng thấp kéo dài tuổi thọ pin
• Hiệu suất cao với tốc độ đọc / ghi nhanh
• Sự ổn định và độ tin cậy tuyệt vời
• Tích hợp dễ dàng với giao diện MMC tiêu chuẩn
• Giải pháp hiệu quả về chi phí cho thiết bị di động

Sự phát triển của eMMC bắt nguồn từ các giải pháp lưu trữ trước đây như thẻ MMC và thẻ SD. Các thông số kỹ thuật hiện tại bao gồm:

• Công suất:Từ vài GB đến vài trăm GB
• Giao diện:Tiêu chuẩn eMMC 5.1 mới nhất hỗ trợ tốc độ truyền lên đến 400MB / s
• Loại đèn flash:SLC, MLC, và TLC NAND flash tùy chọn
• Điện áp hoạt động:Thông thường từ 1,8V đến 3,3V
• Phạm vi nhiệt độ:-25°C đến 85°C

eMMC được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống di động và nhúng bao gồm:

• Điện thoại thông minh và máy tính bảng (hệ điều hành, ứng dụng và lưu trữ dữ liệu người dùng)
• Tivi thông minh và hộp set-top
• Thiết bị IoT (hệ thống nhà thông minh, thiết bị đeo, cảm biến công nghiệp)
• Điện tử ô tô (cám bảng điều khiển, hệ thống thông tin giải trí, bảng điều hướng)

Sự phát triển trong tương lai của eMMC tập trung vào:

• Công suất lưu trữ cao hơn
• Tốc độ chuyển nhanh hơn
• Tiêu thụ năng lượng thấp hơn
• Tăng độ tin cậy
• Các yếu tố hình thức nhỏ hơn
• Các chức năng thông minh hơn (mã hóa dữ liệu, làm bằng mài cao cấp)

Bộ nhớ flash NAND được tổ chức thành:

• Trang:Đơn vị đọc / ghi nhỏ nhất (thường là 2KB-8KB)
• Các khối:Đơn vị xóa nhỏ nhất (có chứa nhiều trang)
• Máy bay:Các khu vực lưu trữ độc lập cho phép hoạt động song song

Người kiểm soát lưu trữ thực hiện các nhiệm vụ quan trọng bao gồm:

• Bản đồ địa chỉ (chuyển đổi địa chỉ logic sang địa chỉ vật lý)
• Hoạt động đọc/viết dữ liệu
• Quản lý khối và xóa các hoạt động
• Sửa lỗi bằng các thuật toán ECC
• Thiết lập mức độ mặc để kéo dài tuổi thọ của bộ nhớ flash

Các thuật toán ECC chính được sử dụng trong eMMC bao gồm:

• Mã Hamming (sửa lỗi một bit)
• Mã Reed-Solomon (sửa lỗi nhiều bit)
• Mã BCH (sửa lỗi có thể cấu hình)
• Mã LDPC (sửa đổi hiệu suất cao)

Trong khi eMMC vẫn chiếm ưu thế, các công nghệ mới hơn đang nổi lên:

• UFS (Universal Flash Storage):Cung cấp tốc độ cao hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn
• 3D NAND:Tăng mật độ lưu trữ thông qua xếp chồng dọc
• NVMe:Giao thức giao diện hiệu suất cao cho SSD