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专访慧荣科技谢逸群:5G带动移动存储跨入新阶段
自5G标准完成制定,并逐步在全球各地开始商用后,5G高带宽、低时延的特性跨越性地提升了各行各业信息传输效率,但同时5G网络的巨大数据吞吐量也对终端产品提出了更苛刻的要求。目前新一代5G旗舰手机已经到来,关于手机内部存储介质的性能被广泛提及,也有越来越多的用户开始关注闪存标准、制造商技术、性能表现等等。
从近期发布的5G旗舰手机来看,UFS 3.0闪存标准已经成为标配,甚至一些些追求极致性能的手机还搭载了更先进的UFS 3.1闪存标准,为用户提供了更快速、低延迟、低功耗的存储体验。
慧荣科技作为全球最大的NAND闪存主控芯片供货商,在去年9月展示了面向5G手机产品的SM2754主控芯片,用来替换目前的UFS 3.0芯片。目前搭载SM2754主控芯片的旗舰机已经面世,本站有幸采访到了慧荣科技产品企划部经理谢逸群先生,听他解答新一代闪存的技术优势及前景。
以下为采访内容:
1、5G的来临对闪存行业带来了哪些影响?
在5G 网络、人工智能、物联网及大数据运算等时下热门技术催发下,带来更好的应用及加速容量需求的增加,也将会带来更快的下载速度,更低的网络延迟,一部4K电影可能短短数十秒就能下载完成,其产生的大量数据给存储行业带来的冲击也不容小觑,这对NAND来说是一个很重要的市场应用,NAND 闪存已从2D进入3D 时代,而国际闪存大厂在3D NAND技术上由96层来到128层技术堆栈, 3D NAND接口的速度也已经从800 Mbps,提升到1600 Mbps,接下来就上看2000 Mbps以上。 同时中国正大力发展存储产业生态链,在3D NAND及DRAM技术上急起直追,全球存储市场正处于一个急剧变化的阶段。
举例来说,在移动领域,基于视频内容和游戏的需求不断增长,智能手机比以往需要更高的 DRAM及闪存存储规格,以支持计算摄影、面部识别、增强现实等各种功能。
这些技术的部署需要内存和闪存存储支持,避免中断或故障产生,以实现实时决策和最优的用户体验,随着未来5G 网络的建成,将进而促进对内存和闪存存储的新需求。
2、为了满足手机厂商的定制化需求,慧荣科技在技术上做了哪些努力?
从最早先的SD,到eMMC,再到UFS,手机闪存的改变巨大,发展多年的eMMC界面,再到可实现全双工运行的UFS,主控芯片设计门坎越来越高,UFS提升到3.1后,高IOPS与低延迟的要求,复杂度与成本都将大幅提升。
为了低延迟,可能需要从硬件上解决;为了电池寿命,功耗或过热的问题,要有多种温度的管理,例如侦测到系统温度过热,需要通过降速等机制来解决,并且让不需要工作的模块省电;NAND Flash技术变化太快,国际闪存大厂在3D NAND技术上由96层来到128层技术堆栈,由于单位存储密度增加,出错的频率也会增多,这些原因都关系到产品的可靠度和竞争力。
行动存储应用的UFS主控芯片,需要重视高性能、低功耗及如何管理3D NAND让整个存储产品寿命延长。慧荣科技控制器会预先规划来支持最新UFS规格及下一代3D NAND,同时也将低功耗(low power)规格放进设计以达到高性能的要求。面对不同手机厂商的定制化需求,搭配不同的资料连接接口与存储的设定,都需要闪存主控芯片来加以量身订做与定制化设计,慧荣正是NAND Flash主控芯片的全球领导者,拥有超过20年的设计开发经验,凭藉丰富的主控芯片经验,广泛的支持各大厂3D NAND的硬件与固件,提供量身订做的定制化设计满足手机厂商全方位的需求。
3、高规格闪存能为手机哪些方面的体验提供帮助?
高规格闪存在手机体验中最显着的不外乎是「快速」、「低延迟」等特性,传输速度越快可以让游戏程序的应用可以更丰富,并且可以改善以往手机游戏常见的延迟问题,手机用户可以在几秒钟内下载整部电影,在没有网络. 延迟的情况下观看 360 度的全景内容和虚拟现实,还可以玩 4K 分辨率的在线游戏,以前在手机上一次只能开一个App,现在可以同时开也不卡顿。
4、最新的UFS 3.1闪存标准相比前代都有哪些提升?
UFS 3.1主要改善效能存取与省电性能,在UFS 3.0基础上进一步优化:HPB(Host Performance Booster)此技术概念类似SSD的主控端内存缓冲 (Host Memory Buffer, HMB),让SSD可以直接把映像表放在主机端的DRAM上,透过PCIe接口来存取主机上的内存。这样一来,便可以直接在主机内存上读写SSD映像表,以提升速度和效能。与HPB的运作原理类似,同一笔数据存储的时候尽量同一区,读取时透过映像表改善数据性能。
性能调整通知(Performance Throttling Notification)该功能可在UFS 3.1设备因为某些情况导致存储性能受到影响时,及时通知主机有关性能限制的信息。
Write Booster技术是在符合UFS 3.1标准的设备上引入一个SLC非易失性缓存,从而进一步提高写入速度;深度睡眠(Deep Sleep)技术则是在存储器没有读写动作时,进入深层睡眠模式,从而达到最低耗电量,并且耗电量比UFS3.0 hibernate更低30~50%,可以利用reset 或重新起电叫醒UFS。尤其在手机容量进入512GB与1TB之后,更多有效管理的技术,除了可以提高存储器的效率,还能降低耗电量。5G的明显应用如在线游戏、AR/VR都是需要快速读写数据与大量记忆存储的应用,UFS 3.1的高性能表现会更加相得益彰。
5、SM2754闪存相比竞品有哪些技术优势?
慧荣科技的SM2754可以同时支持UFS 3.0/3.1规格,领先支持UFS3.1 规格, 支持HS-Gear4-2L标准、SCSI体系结构模型(SAM)和UniPro 1.8标准,可实现高性能存储、更高的性能和更简易的系统设计门坎。SM2754整合了专用硬件和控制器技术,采用了更优秀的算法,以提高随机顺序读与写性能,顺序读取速度可达2,000 MB/s,顺序写入速度在Write Booster的支持下可达1000 MB/s以上,并且在写入增强器(Write Booster)和主机性能提升器(Host Performance Booster)两大特点和不断优化的固件方案的加持下,读写性能还将进一步提高。超高的读写速度,将会带给移动设备在5G网络时代更出色的性能,更高的数据吞吐量也将带来手机应用的下一代革命。
数据安全性方面,慧荣科技在SM2754解决方案中试用SRAM来进行数据错误检测,可防止发生软错误事件,并且提高数据的可靠性。此外还采用了慧荣科技自主研发的MIPI M-PHY及独创的高可靠低功耗LDPC算法,多方面提高安全性,为移动设备数据保驾护航。
6、传输速度、存储容量、功耗控制这些哪个才是闪存行业的发展方向?行业内的普遍难题是什么?
为因应手机用户在游戏体验不卡顿,场景切换更加流畅,在主控开发时我们更看重功耗控制及传输速度如何达到完美的配置,更高性能的UFS 3.1标准存储产品将会给5G智能手机带来更加卓越的性能,更低的功率设计也毫无疑问是为5G智能手机所准备的。SM2754解决方案的卓越性能、多任务支持和高稳定性,将会是各种移动设备和急剧发展的嵌入式/便携式应用的理想选择。
UFS 存储产品已经在手机市场上取得了成绩。同时,伴随着 5G 的爆发,UFS 产品还拥有着巨大的市场潜力,UFS存储产品的普及是否只存在手机,是否可以应用在其他发展,是行业对于UFS的运用最关注的事,现在很多手机都开始达到了128GB,接下来还会看到更多1TB存储的手机。这对于存储行业来说,都是新的需求和挑战。
7、UFS 3.1闪存在今年的产能大致在什么水平?慧荣科技预计可以占据大多市场份额?
2019第四季度手机新品纷纷登场,UFS 3.0带来了高速读写的优势,不仅表现在读写速度的差别,也体现在在应用的启动速度上。今年JEDEC发布了最新标准—UFS 3.1,我们预估今年UFS3.1产能会占UFS的10~15%左右,并会使用在主打性能表现的新旗舰机中。
旦由于今年初受大环境影响,延迟了手机出货,也影响5G手机渗透速度, 5G手机出货放量时间点递延,保守预估消费市场可望在下半年回温,将有助带动UFS 3.1闪存的产能。
展望未来,在5G的带动之下,智能手机的各项技术规格都有升级的需求,发展已经进入第三代的UFS接口,跟5G可说是最相得益彰的搭配,尤其是最新的UFS 3.1规格,未来将成为5G手机闪存接口的主流,慧荣是闪存独立主控芯片的主要厂商,也看好此一发展趋势,预先做好准备,帮助客户快速导入市场,提高产品在市场上的竞争力,在5G智能手机市场实现双赢。

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