详解eMMC的前世今生和优劣势

讨论到eMMC的发展历程，必须要从介绍Flash的历史开始

Flash分为两种规格：NOR Flash和NAND Flash，两者均为非易失性闪存模块。

1988年，Intel首次发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。NOR类似于DRAM, 以存储程序代码为主，可以让微处理器直接读取。因为读取速度较快，但晶片容量较低，所以多应用在通讯产品中，如手机。 
1989年，东芝公司发表NAND flash结构，强调降低每比特的成本,更高的性能，并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。因为NAND flash的晶片容量相对于NOR大，更像硬盘，写入与清除资料的速度远快于NOR，所以当时多应用在小型机以储存资料为主。目前已广泛应用在各种存储设备上, 可存储代码和资料。

eMMC在NOR, NAND存储芯片里的定位

关于这点，我们有过介绍，想详细了解的朋友可以参考如下链接：http://www.longsto.com/news/27.html

这里大家可以在如下的分类图中了解到eMMC的产品定位。

可以看到eMMC内部使用的是NAND Flash晶圆，属于NAND Flash产品的一种。

NAND Flash的存储单元发展:从 SLC, MLC到TLC/QLC，超越摩尔定律

SLC=Single-Level Cell, 即1bit/cell，读写速度快，寿命长，价格是MLC三倍以上，约10万次读写寿命。

MLC=Multi-Level Cell, 即2bit/cell ,速度一般，寿命一般，价格一般，月3000-10000次读写寿命。

TLC=Triple-Level Cell, 
即3bit/cell，速度慢，寿命短，价格便宜，约500次读写寿命，技术在逐渐成长中。

QLC= Quad-Level Cell,

即4bit/cell，这是2019下半年才刚开始推广，主要是为了满足更大的容量，更便宜的成本。性能，速度，寿命都低于TLC。

摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。而NAND Flash行业的摩尔定律周期则只有12个月。

NAND Flash的存储单元从最初的SLC（ Single Layer Cell）, 到2003年开始兴起MLC (Multi-Layer Cell), 发展至今，后来主流存储单元从MLC向TLC（Triple Layer Cell）甚至QLC迈进。2017年开始，主流生产工艺也从之前的2D转向3D。纳米制程工艺和存储单元的发展，使得同样大小的芯片有更高密度和更多的存储单元，Flash得以在容量迅速增加的同时，还大幅降低了单位存储容量的成本。
但其弊端也轻易显现，从原来的1bit/cell发展到后来4bit/cell, 计算更为复杂，出错率不免更高，读写次数和寿命也会更短。在这种情况下现有MLC 和 TLC Flash 都需要搭配一颗高性能的控制芯片来提供EDC和ECC、平均擦写等Flash管理。

随着近年平板电脑和智能手机等在全球热潮来袭，嵌入式存储eMMC即营运而生

iphone，iPAD带动了智能手机和平板电脑行业的迅猛发展，引发了电子产品更新换代，对存储硬件提出了更高的要求。多媒体播放、高清摄像，GPS，各色各样的应用以及外观轻薄小巧的发展趋势，要求存储硬件拥有高容量、高稳定性和高读写速度的同时，需要存储芯片在主板中占有更小的空间。然而NAND Flash 随着纳米制程和存储技术的主流趋势发展，性能却在不断下降。可擦写寿命短，出错概率高，读写速度慢，稳定性差。嵌入式存储芯片eMMC就可以弥补这个市场需求和NAND Flash发展的缺口。

eMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用统一的MMC标准接口， 把高密度NAND Flash以及MMC Controller封装在一颗BGA芯片中。针对Flash的特性，产品内部已经包含了Flash管理技术，包括错误探测和纠正，flash平均擦写，坏块管理，掉电保护等技术。用户无需担心产品内部flash晶圆制程和工艺的变化。同时eMMC单颗芯片为主板内部节省更多的空间。

eMMC未来的发展

接口：eMMC接口慢慢会切换到UFS接口。UFS的接口速度更快。目前新推出的主流手机和平板产品都已经采用了UFS接口内部材质：市面上还是少量有MLC晶圆的eMMC，主要针对行业市场。主流的都已切换到3D TLC晶圆。

容量：128GB算是eMMC最大容量了。更高容量产品会切换到UFS。

大小：eMMC早期有12*18mm，目前主流切换成11.5*13。这两年智能手表的兴起，导致了ATO这种存储公司推出了目前最小尺寸的eMMC， 大小:7.5*9 具体链接可参考： http://www.longsto.com/product/34.html

另外CS创世推出的SD NAND也可以理解为mini型eMMC，大小只有6*8，只有8个pin脚. 有兴趣朋友可以参考：http://www.longsto.com/product/31.html。

eMMC优缺点

eMMC能成为消费类电子产品的主流存储芯片，一定有它的优势。主要体现在：

1， 容量大；2，速度快；3，兼容性好。无论内部使用哪种晶圆，内置的固件都已处理好。

随着物联网的兴起， eMMC的一些缺点也显露出来了：

1， 成本高。eMMC主流起跳容量16GB，客户即使只用128MB，也需要付出16GB的成本。

2， 尺寸大。11.5*13的尺寸对于很多穿戴式或者物联网设备来说还是太大了。

3， Pin脚多，不方便焊接。eMMC是BGA153封装，153个pin脚，pin间距0.5mm。焊接是个问题，特别是PCB板比较小的时候。另外使eMMC必须要用4层板。

4， 通用性。对于新推出的大核CPU来说，基本都支持eMMC。但物联网由于使用场景限制，很多还是采用MCU平台。而这些平台基本都不支持eMMC接口。

5， 擦写寿命。主流eMMC内部采用都是TLC NAND, 擦写寿命只有500次左右。在需要频繁擦写的应用场景会比较吃力。

也是基于eMMC在物联网和穿戴式行业的应用短板，CS创世独家推出了SD NAND产品，可以完美解决以上问题。具体可以参考如下链接：

SD NAND与eMMC对比: http://www.longsto.com/news/7.html     CS创世 SD NAND详情页: http://www.longsto.com/product/31.html

主要区别如下：

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