一臺(tái)智能機(jī)背后的秘密

　　接著我們對(duì)比一下LPDDR3和LPDDR4之間區(qū)別，前者和LPDDR2類似，采用單通道設(shè)計(jì)，而且位寬只有16bit，理論上最高工作頻率為2133MHz。LPDDR4采用了雙通道設(shè)計(jì)，即使依然是16bit的位寬，但是由于引入了雙通道的概念，所以最終能夠?qū)崿F(xiàn)32bit的位寬，同時(shí)最高工作頻率提升到3200MHz，上文小編提及過，決定RAM傳輸帶寬的幾個(gè)要素之中，LPDDR4都有針對(duì)性地提高，所以帶來的系統(tǒng)運(yùn)行速度和文件傳輸速度的提升也會(huì)比較明顯。

　　UFS 2.0

　　目前市面上主流的ROM標(biāo)準(zhǔn)有兩種——eMMC 5.0和UFS 2.0，它們都屬于NAND Flash。前者有更成熟的生產(chǎn)工藝，后者有更強(qiáng)大的性能。換句話說，上面兩種存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)可以看作是SD存儲(chǔ)卡和U盤的近親，不過相比micro-SD卡，eMMC 5.0和UFS 2.0無論是傳輸速度還是可靠性上都要高上不少。

　　eMMC (Embedded Multi Media Card) 為MMC協(xié)會(huì)所訂立的、主要是針對(duì)手機(jī)或平板電腦等產(chǎn)品的內(nèi)嵌式存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。eMMC目前是主流的便攜移動(dòng)產(chǎn)品解決方案，目的在于簡(jiǎn)化終端產(chǎn)品存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。由于手機(jī)內(nèi)部NAND Flash芯片來自不同廠牌，包括三星、東芝、海力士、美光等，當(dāng)設(shè)計(jì)廠商在導(dǎo)入時(shí)，都需要根據(jù)每家公司的產(chǎn)品和技術(shù)特性來重新設(shè)計(jì)，過去并沒有一種技術(shù)能夠通用所有廠牌的NAND Flash芯片。

　　eMMC的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就是為了簡(jiǎn)化NAND Flash的使用，將NAND Flash芯片和控制芯片設(shè)計(jì)成1顆MCP芯片，手機(jī)客戶只需要采購(gòu)MCP芯片并放進(jìn)新手機(jī)中，無須處理其它繁復(fù)的NAND Flash兼容性和管理問題，最大優(yōu)點(diǎn)是縮短新產(chǎn)品的上市周期和研發(fā)成本，讓其更快地推出市場(chǎng)。

　　eMMC 4.4的讀取速度大約為104MB/s，eMMC 4.5則為200MB/s，eMMC 5.0為400MB/s，但是因?yàn)槭褂玫氖?位并行總線，因此性能潛力已經(jīng)基本到達(dá)瓶頸，以最新的eMMC 5.1規(guī)范來說，其理論讀取速度為600MB/s左右，性能的大提升基本是不可能的了。

　　UFS是未來的主流存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

　　2011年JEDEC發(fā)布了第一代通用閃存存儲(chǔ)(Universal Flash Storage，簡(jiǎn)稱UFS)標(biāo)準(zhǔn)，希望能夠替代eMMC。然而，第一代的UFS并不受歡迎。2013年9月，JEDEC發(fā)布了新一代的通用閃存存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)UFS 2.0，該標(biāo)準(zhǔn)下的閃存讀寫速度可以高達(dá)1400MB/s，這相當(dāng)于在2s內(nèi)讀寫兩個(gè)CD光盤的數(shù)據(jù)。

　　eMMC和UFS對(duì)比

　　eMMC和UFS對(duì)比

　　與eMMC不同，UFS 2.0的閃存規(guī)格采用了新的標(biāo)準(zhǔn)，它使用的是串行總線，類似機(jī)械硬盤的PATA接口向SATA接口的轉(zhuǎn)變，并行總線就是每一次能夠傳輸多個(gè)二進(jìn)制位數(shù)據(jù)，而串行總線就是每一次只能夠傳輸一個(gè)二進(jìn)制位數(shù)據(jù)，看樣子好像并行總線更好，實(shí)則不然，雖然上面提及到eMMC擁有8位并行總線，每一次能夠傳輸8個(gè)二進(jìn)制位，但是如果串行總線每一次傳輸數(shù)據(jù)的速度足夠快，并行總線傳輸一次的時(shí)間，串行總線已經(jīng)傳輸了10次甚至20次，這樣的話，串行總線就能夠在相同時(shí)間內(nèi)傳輸10位甚至20位數(shù)據(jù)。

　　另一方面，UFS 2.0支持全雙工運(yùn)行，可同時(shí)進(jìn)行讀寫操作，讀取和寫入操作都有專門的通道，還支持指令隊(duì)列。相比之下，eMMC是半雙工，讀寫必須分開執(zhí)行，讀取和寫入操作共用同一條通道，指令也是打包的，在速度上就已經(jīng)略遜一籌了。打個(gè)比方，單車道和雙車道的區(qū)別不用多解釋也知道哪條車道的行車更加順暢，關(guān)鍵是，那條單車道還是分時(shí)復(fù)用車道，這段時(shí)間全部車輛只能自西向東行駛，下一段時(shí)間全部車輛只能自東向西行駛，工作效率不如兩條獨(dú)立車道，分別引導(dǎo)兩個(gè)不同方向的車流。而且UFS 2.0芯片不僅傳輸速度快，功耗也要比eMMC 5.0低一半，可以說是日后旗艦手機(jī)閃存的理想搭配。

　　eMMC和SSD關(guān)系

　　eMMC和SSD區(qū)別

　　最后讓我們看看臺(tái)式機(jī)/筆記本/服務(wù)器上SSD和智能手機(jī)中ROM的共同點(diǎn)和不同之處。

　　眾所周知，SSD是固態(tài)硬盤，主要由主控制器、閃存芯片陣列(陣列、陣列、陣列，重要事情說三遍)和緩存組成。緩存有時(shí)候也能夠集成在主控芯片內(nèi)。主控制器作用等同于手機(jī)中的處理器，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)閃存芯片陣列中單個(gè)閃存芯片之間，閃存芯片陣列和緩存之間，還有協(xié)調(diào)SSD和外部電路(例如臺(tái)式機(jī)內(nèi)存、處理器)的數(shù)據(jù)傳輸。

　　eMMC更像是微型版的SSD，將主控、緩存和閃存同時(shí)集合在一塊芯片中，注意，只有一塊閃存而不是閃存陣列，這就是SSD和eMMC最明顯的區(qū)別，另外，主控、緩存和閃存一般是通過BGA封裝方式封裝成一塊MCP芯片，這種芯片集成度相當(dāng)高，更適合塞進(jìn)去體積較小的手機(jī)中。

　　總結(jié)：

　　我們要意識(shí)到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的尷尬地位，這也是如今國(guó)產(chǎn)廠商經(jīng)常說支持“新國(guó)貨運(yùn)動(dòng)”的最大難關(guān)，在信息化時(shí)代，除了手機(jī)，身邊電子數(shù)碼產(chǎn)品、智能穿戴設(shè)備、家庭影音系統(tǒng)等設(shè)備基本上都是以半導(dǎo)體為核心元件的，只有掌握了半導(dǎo)體核心技術(shù)，擁有自己的晶圓廠，真正做到制霸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，才有資格擺脫半導(dǎo)體領(lǐng)域那些巨鱷對(duì)上游供應(yīng)商的把控，做到自產(chǎn)自銷，降低成本，將最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)推向全球，從做產(chǎn)品、再到做服務(wù)、最后制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。也只有在那個(gè)時(shí)候，“新國(guó)貨運(yùn)動(dòng)”才能夠真正打響。