对更密集内存的渴望为八进制 NAND 打开了大门

消费者对智能电子产品的更多功能有着永不满足的需求——无论是手机、消费电子设备还是汽车娱乐系统。这就是存储选择一直并将继续是绝对关键的地方。在过去十年中，所有这些系统都变得极其复杂，设计人员不断需要更高的闪存密度来存储代码，以提供下一波创新功能和特性。然而，挑战在于在不增加太多设备或系统成本的情况下增加这种密度。正如历史所证明的那样，消费者想要更多的特性和功能，但他们不愿意为此付出更多。

市场和应用

今天所有的电子系统都使用某种类型的闪存，并且由于新的和令人兴奋的应用程序的出现，对更高性能存储器的需求正在以惊人的速度增长。特别是，下面重点介绍的市场和应用正在经历快速发展，只有通过能够处理更快读取、编程、擦除功能和即时启动的新的更好的内存子系统才能实现。

汽车– 高级驾驶员辅助系统 (ADAS)、仪表板、按钮

人工智能——训练模型、数据库存储、自动驾驶

无线 ( OTA) – 消费者、汽车、游戏机

在汽车市场中，吞吐量在选择内存时非常重要，特别是在高级驾驶员辅助系统等应用中。添加到汽车数字显示器中的仪表组旨在确保驾驶员始终获得全面可靠的信息。这些显示器需要立即打开并快速准确地渲染 2D/3D 图像。当前的集群用户通常利用 SPI NOR（八进制或四路）或 SPI NOR（八进制或四路）+eMMC 进行集群使用。然而，特性/功能变得越来越复杂，这使得代码大小呈指数级增长。这种不断扩大的代码大小需要更高的内存密度，从而增加了成本。

此外，虽然代码量更大，但启动时间需要和以前一样，甚至更短。这对于汽车市场中的功能非常重要，例如当用户按下按钮时需要立即显示多个屏幕的按钮。

对于 OTA 应用程序，主要要求是擦除/编程时间，因为 OTA 的目的是更新代码，以便更高的擦除/编程速度更好。由于 OTA 的灵活性和用户易用性，如今汽车（例如 E-cars 和许多消费类设备）越来越多地利用 OTA。这些设备都是移动设备，它们需要一种简单有效的方式来接收关键更新。

其他也需要快速数据和高吞吐量的应用包括人工智能和人脸识别。AI 应用程序通常需要运行各种各样的训练模型来为终端设备做出决定，然后告诉终端设备它需要做什么。为此，他们需要将训练模型存储在内部，而且这些模型通常非常大，需要处理。在自动驾驶的情况下，这些模型需要从非常高吞吐量的 NAND 加载到 DRAM 中，因为它们需要在很短的时间内（以毫秒为单位）做出决定——而且它们需要做出准确的决定，例如避免行人或汽车。这里的数据吞吐量是绝对关键的，它也必须是即时的。

NOR 与 NAND

当今大多数系统在其设计中都使用 NOR 闪存。一些应用，如汽车和工业，正在达到 NOR 闪存技术在以行业标准封装进行组装时有效扩展成本的能力的极限。在汽车图形显示器和高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等应用中，引导代码大小通常大于 512Mbits。客户传统上使用 NOR Flash 进行代码存储，因为它高度可靠，并且其快速读取吞吐量支持快速启动性能。然而，在 512Mbits 以上的密度下，NOR 闪存的扩展性很差，并且芯片尺寸和成本变得过高。由于 NAND 闪存技术具有良好的扩展性，其成本在 1Gbit 及更高的密度下更具吸引力，但传统的 NAND 闪存对于诸如将引导代码映射到 DRAM 等功能来说太慢了。

 

一些供应商正试图通过为NOR引入八进制接口来解决这个问题，该接口提供8个I/O而不是4个I/O。然而，事实证明，这些解决方案成本太高，因为NOR内存的成本太高。然而，通过切换到NAND的八进制接口，制造商可以通过具有更好的成本结构和更高的吞吐量来解决这些问题。NAND闪存的八进制接口实现了比一般NAND闪存更高的数据吞吐量和比NOR更高的编程/擦除速度。它也更便宜，因为NAND的芯片尺寸比NOR小得多。事实上，1GB的NOR Flash 8输入/输出是8输入/输出NAND解决方案成本的两倍。

NOR 和 NAND 之间的另一个优势是编程速度。NAND 始终具有比 NOR 更短的编程时间，这在汽车应用中的 OTA 等应用中至关重要，因为它们需要很短的时间来对系统内的代码和固件进行编程。

市场机会

显然，可以消除密度、性能和成本之间的权衡的解决方案存在巨大的市场。根据 IDC 的数据，2024 年将有 5000 万辆 L1/L2 汽车。电动汽车的复合年增长率约为 18%，这意味着对内存 IC 的需求将是巨大的，因为每个系统都需要一个启动序列来启用系统。更不用说除了启动之外，还需要为每个系统加载其他功能。

游戏市场也是一个重大机遇，2020 年游戏机总出货量约为 4780 万台。为了获得更好的游戏玩家体验，游戏机的固件更新速度至关重要，这需要内存子系统的性能和吞吐量。

利用 NAND 闪存的八通道接口将使汽车、人工智能、消费电子和工业制造商能够通过提供高密度代码存储来利用这一市场增长机会，而无需为 NOR 闪存支付溢价，这是一种扩展性较差的快速存储器技术在 512Mbits 以上的密度。

Wilson Huang 是华邦的闪存营销经理。

审核编辑 黄昊宇