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幕后功臣 智能手機背后的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

CNMO 【原創(chuàng)】 作者:馬俊杰,楊辰 2016-01-12 05:30
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  【手機中國 評測】2014年,三星S5和三星Note 4的銷量下滑讓三星敲響了警鐘,中低端手機的市場份額也被國產(chǎn)手機瓜分得所剩無幾,正當(dāng)消費者紛紛揣測三星是否會走上諾基亞、Moto的舊路之際,2015年,Exynos 7420、LPDDR4 RAM和UFS 2.0 ROM讓危機下的三星重新崛起。

  CES2015上,LG G Flex 2不僅全球首發(fā)了20nm工藝打造的Qualcomm驍龍810,還搭載了由SK海力士提供的LPDD4 RAM,讓這款LG的開年旗艦贏得了關(guān)注度。

  iPhone 6s如期在15年9月發(fā)布,自主架構(gòu)設(shè)計處理器A9采用了三星的14nm工藝和臺積電的16nm工藝聯(lián)合供貨,在性能和功耗上均衡極致。

  樂視的樂Max Pro搭載著14nm打造的Qualcomm驍龍820處理器現(xiàn)身在CES2016上,搶先在小米、OPPO、vivo、nubia等廠商前面發(fā)布這顆領(lǐng)先的半導(dǎo)體芯片。

  無論是處理器、RAM還是ROM,其實都是屬于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一部分,智能手機的背后,某種意義上來說其實就是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之間互相競爭角逐。

幕后功臣 智能手機背后的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

  三星的逆轉(zhuǎn)、LG尋求SK海力士支援、iPhone幾乎每年都在曬自家CPU和GPU的先進、樂視和各大國產(chǎn)廠商爭先搶發(fā)Qualcomm驍龍820,背后都是依靠半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)給出的底氣。像三星、Intel這些IDM廠商本身擁有半導(dǎo)體業(yè)務(wù),能夠自產(chǎn)自銷,而LG、蘋果、Qualcomm、樂視、小米等廠商縱然沒有自己的半導(dǎo)體業(yè)務(wù),想方設(shè)法也要和生產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)打好關(guān)系,必要時候還能夠憑借友商的幫忙逆襲三星和Intel,當(dāng)然,蘋果憑借行業(yè)的號召力和影響力,游刃有余地掌控著上下游廠商的重要資源,包括生產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)為自己服務(wù),臺積電和三星近年來紛紛搶占蘋果A系列處理器訂單最好說明這個問題。


  聯(lián)想先后成功收購IBM的個人電腦業(yè)務(wù),摩托羅拉移動,IBM的x86服務(wù)器業(yè)務(wù),在國人看來可能只是聯(lián)想特別喜歡收購?fù)馄螅鋵嵅蝗?,中國企業(yè)一直都垂延國外的不少企業(yè),例如半導(dǎo)體公司。而眾所周知的是,這些資源基本上都集中在韓國、美國等國家手上。下面我們先來看看最近的半導(dǎo)體行業(yè)新聞。

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仙童半導(dǎo)體

  熟悉半導(dǎo)體行業(yè)和美國硅谷歷史的讀者應(yīng)該聽說過仙童半導(dǎo)體(Fairchild Semiconductor),這家企業(yè)成立于1957年,為硅谷的成長奠定了堅實的基礎(chǔ),衍生出Intel、AMD等眾多科技巨頭。2015年11月,仙童和美國安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)達成了價值近24億美元(每股20美元)的并購協(xié)議。據(jù)彭博社報道,近日中國華潤集團、華創(chuàng)投資牽頭的財團向仙童半導(dǎo)體提出了新的收購要約,提出25億美元(每股21.7美元)這個更高的收購價。不日就會公開這一提議。但是美國對外資收購其高科技企業(yè)十分謹慎,中國更是最嚴格的審查對象。被否決的先例有清華紫光欲收購美光科技(15年年中),美光科技不僅是美國唯一生產(chǎn)個人電腦所需動態(tài)隨機存取存儲器芯片(DRAM)的制造商,也是和SK海力士、三星電子并稱的全球三大DRAM生產(chǎn)商之一??梢娐?lián)想這十幾年連續(xù)收購IBM部分業(yè)務(wù)和Moto的過程是多么艱辛。

  其它收購失敗個案還包括:華為欲收購美國網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商3Com、摩托羅拉無線網(wǎng)絡(luò)部門、美國私有寬帶互聯(lián)網(wǎng)軟件提供商2Wire。這里小編不禁要問,為什么半導(dǎo)體行業(yè)在國內(nèi)如此受歡迎?

  究其原因還是國內(nèi)能夠自主生產(chǎn)半導(dǎo)體的企業(yè)確實不多,資源貧乏,正如文章開篇所說,這些資源核心技術(shù)基本上都掌控在韓國和美國等國家手上。類似的例子還有,手機和數(shù)碼相機中攝像頭傳感器生產(chǎn)商主要來源于日韓和美國企業(yè),液晶屏幕和OLED屏幕核心技術(shù)也是掌控在日韓企業(yè)手上,更別提x86架構(gòu)處理器和ARM架構(gòu)處理器授權(quán)全部都來源于美國Intel和英國ARM公司,所以中國企業(yè)才需要通過收購手段間接獲得這些資源和核心技術(shù)。當(dāng)然,華為、中興、清華紫光等高新技術(shù)企業(yè)如今也有自己的拳頭產(chǎn)品和獨當(dāng)一面的核心技術(shù),在某些領(lǐng)域已經(jīng)不需要大量進口外企的資源。

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美光LPDDR4芯片

半導(dǎo)體與手機

  回到半導(dǎo)體話題上,2015年,14nm的Exynos 7420處理器,LPDDR4 RAM,UFS 2.0 ROM三項半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)革新同時出現(xiàn)在智能手機上,為智能手機的系統(tǒng)運行速度和文件傳輸速度帶來的直接紅利就是響應(yīng)更快、游戲加載更迅速、更早完成傳輸任務(wù)。這也是智能手機越來越成熟和受歡迎,并且能夠?qū)崿F(xiàn)更多任務(wù)的幕后功臣。

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優(yōu)秀的軟件離不開先進硬件支持

  僅僅是處理器升級不行,根據(jù)木桶效應(yīng),RAM和ROM都會影響處理器極限性能的發(fā)揮,這就好比臺式機領(lǐng)域,每過幾年,輪到更新?lián)Q代的時候,家中電腦一般都不會僅僅更換處理器而已,換了處理器,可能由于主板和處理器接口不兼容,接著把主板一起更新了,然后發(fā)現(xiàn)RAM和ROM的配置成了整套平臺速度上的瓶頸,DDR4 RAM和SSD也會接著更換上。

  手機和PC其實有很多關(guān)聯(lián),工藝制程、架構(gòu)、總線、頻率等性能指標其實很多都是共通的。半導(dǎo)體貫穿著智能手機和PC的大部分元件,廠商們的軟件優(yōu)化很大程度上是為這些半導(dǎo)體而服務(wù)的。以半導(dǎo)體的技術(shù)革新為核心基礎(chǔ),Android、iOS、WP等系統(tǒng)平臺負責(zé)搞定如何驅(qū)動這些先進硬件的問題,搭建好軟件和硬件之間的交互平臺,讓軟件開發(fā)商能夠通過操作系統(tǒng)(API等)調(diào)用四核處理器、8核處理器、64bit指令集等每個時代的全新技術(shù),最后再讓這些紅利落在消費者用戶體驗上,不然那些跑分控為什么那么執(zhí)著安兔兔和魯大師呢?游戲控為什么那么沉迷一代又一代,動畫特效越來越贊,視覺沖擊堪比臺式機游戲的手游呢?

讓系統(tǒng)流暢的秘訣

  要讓手機運行起來十分流暢,手機廠商可以從很多方面入手,下面小編簡單介紹一下其中6個方面。

  1、iOS假后臺

  iPhone部分機型直到如今依然能夠憑借1GB甚至512MB RAM運行iOS,或多或少與其“假后臺”的設(shè)計有關(guān),和Android系統(tǒng)不同,iOS無須把應(yīng)用緩存在RAM中隨時調(diào)用,在多任務(wù)切換時能夠直接關(guān)閉上一個應(yīng)用,在切換到上一個應(yīng)用時候,其實是重新開啟該應(yīng)用,這一點和Android或者桌面系統(tǒng)Windows都有很大區(qū)別。但是iOS憑借先進的硬件設(shè)備和深度的系統(tǒng)優(yōu)化,讓重新開啟應(yīng)用的時間縮短到就像Android平臺切換多任務(wù)時候的迅速,這就是iOS和iPhone神奇的地方。

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iOS假后臺

  假后臺能夠讓系統(tǒng)RAM得到進一步釋放,RAM的余量充足了,系統(tǒng)運行起來自然流暢了。

  2、提高處理器綜合實力(核心數(shù)目、制程、架構(gòu)、主頻、兼容性)

  一般來說,其它配置相差無幾的情況下,Qualcomm驍龍810處理器機型都會比Qualcomm驍龍615處理器機型流暢,而Qualcomm驍龍615處理器又會比Qualcomm驍龍410處理器機型流暢,這里面牽扯到核心數(shù)目、工藝制程、處理器架構(gòu)和主頻的區(qū)別,還有不同平臺處理器對應(yīng)用和游戲的兼容性也是不同的。所有這些處理器因素交叉在一起之后,最終就會反映為張三的手機總是比李四的手機流暢,一點都不卡,而且還能夠多開幾個程序等現(xiàn)象。

  3、RAM(容量、頻率、位寬、通道數(shù)、代數(shù))

  提高處理器性能是系統(tǒng)流暢運行的一個因素,但是存儲系統(tǒng)也很重要,Android平臺的消費者肯定比iOS平臺腦殘粉體驗得更加深刻。單純提高RAM的容量,例如從昔日的1GB RAM提高到如今的4GB RAM,能夠提高系統(tǒng)程序的并發(fā)量,緩沖更多的程序進后臺,方便消費者在多款應(yīng)用中頻繁切換,減少重新開啟應(yīng)用時需要等待時間。

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iPhone 6s其實也采用了LPDDR4 RAM

  當(dāng)然,RAM可不僅僅在容量上對系統(tǒng)運行速度有影響,和PC的內(nèi)存類似,RAM(手機中運存)綜合水平同樣受頻率、位寬、通道數(shù)和產(chǎn)品代數(shù)(LPDDR3、LPDDR4等)影響,而頻率、位寬、通道數(shù)、代數(shù)剛好就是決定RAM帶寬的四個維度,至于計算公式嘛,免得大伙關(guān)閉瀏覽器,所以不公布了。簡而言之,RAM容量和RAM帶寬對于系統(tǒng)運行速度都有一定的影響。前者表現(xiàn)為多任務(wù)切換時候是否卡頓,后者表現(xiàn)為4K視頻播放時候是否流暢等更多綜合場景。

  4、ROM(UFS、eMMC等)

  存儲系統(tǒng)除了RAM還包括ROM,而手機中ROM又分為常見的eMMC和UFS,詳細區(qū)別下文會介紹。eMMC 5.0讀寫速度其實相比以往機型已經(jīng)有一定的提升,但是相比UFS 2.0,在加載絕大部分應(yīng)用和大型游戲的時候,總是慢一點,當(dāng)然,單獨測試隨機小文件讀寫速度和單個大容量文件讀寫速度,相比eMMC 5.0還是快上不少。那么問題來了,既然UFS 2.0那么厲害,和三星S5(eMMC 5.0)上面的USB 3.0接口相比,哪一項措施對于提高文件傳輸速度更有效呢?

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截圖來源于一加手機官網(wǎng)

  5、USB 3.0(三星、ZUK)

  USB 3.0接口在三星Note 3首次引入到手機領(lǐng)域,之后在三星S5上配合eMMC 5.0存儲讓文件傳輸速度得到了一定的提升,三星S6回歸到USB 2.0接口,但是配備了UFS 2.0存儲介質(zhì),究竟是USB 3.0和eMMC 5.0的組合,還是USB 2.0和UFS 2.0的組合,為文件傳輸速度帶來更大的提升呢?答案是后者。當(dāng)然如果在技術(shù)上突破瓶頸,能夠同時兼?zhèn)銾SB 3.0接口和UFS 2.0 ROM,那么文件傳輸速度和系統(tǒng)運行速度又會進一步提升。

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ZUK Z1上的USB 3.0接口

  打個比方,將USB 2.0更換成USB 3.0接口,對于傳輸速度來說其實是改善外因,消除手機和外界的傳輸瓶頸,而采用UFS 2.0替換掉eMMC 5.0存儲介質(zhì),其實就是改善內(nèi)因,消除手機自身內(nèi)部ROM和處理器、RAM之間的傳輸瓶頸,從而做到內(nèi)外兼修,合力優(yōu)化手機的整體文件傳輸速度和系統(tǒng)運行速度。

  6、系統(tǒng)優(yōu)化(做“減法”)

  這兩年尤其多廠商采納這種方法,畢竟不是每家廠商都能夠掌控著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,反而從自身角度出發(fā)優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部,對手機廠商來說更顯得輕松。一加手機的“氫OS”、ZUK的ZUI、IUNI的IUNI OS、魅族的Flyme都是對Android系統(tǒng)做“減法”的經(jīng)典代表。

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做“減法”的系統(tǒng)

  所謂“減法”其實就是閹割掉那些無關(guān)痛癢的功能,減少系統(tǒng)預(yù)裝應(yīng)用,減少系統(tǒng)過于復(fù)雜的動畫效果和人機交互,減少后臺應(yīng)用經(jīng)常自啟動頻率,減少開啟一個應(yīng)用(例如百度瀏覽器)順帶將其家族應(yīng)用全部一并開啟(百度客戶端、糯米網(wǎng)、百度外賣、百度地圖等),諸如此類的措施,其實都是為了減少系統(tǒng)的卡頓,減少刷微博和玩大型游戲時候突如其來的停頓。

  配合今期文章重點討論的“半導(dǎo)體”主題,同時,由于之前在Qualcomm驍龍820相關(guān)文章中和各位分享過手機處理器架構(gòu)和工藝制程等歷史。今天的文章小編重點介紹一下半導(dǎo)體領(lǐng)域的另外兩種很重要的芯片——RAM和ROM(也就是上面第三和第四點內(nèi)容)。


RAM和ROM發(fā)展歷史回顧

  LPDDR4和UFS 2.0分別屬于RAM和ROM兩種不同存儲介質(zhì)技術(shù),接下來我們分別回顧一下這兩種技術(shù)和PC上DDR內(nèi)存、SSD硬盤之間的歷史演進關(guān)系。

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三星DDR和LPDDR里程碑節(jié)點

  DDR和LPDDR其實都是DRAM,而全球三大DRAM廠商之中,又以三星和智能手機關(guān)系頗為密切,為了方便讀者理解,以三星為例看看DRAM歷史的演進過程。美光和SK海力士的歷史演進也類似。半導(dǎo)體更新迭代大致按照摩爾定律推測,而架構(gòu)和工藝制程的更新成為了最主要的兩條主線,處理器如此,RAM和ROM也如此。從上面表格可得,DDR和LPDDR除了在架構(gòu)上從DDR逐步更新到如今的DDR4和LPDDR4,工藝制程上也從5xnm一路更新到如今的2xnm。

  和處理器類似,18nm和20nm只是不同廠商在同一代工藝節(jié)點上表現(xiàn)出來的數(shù)值誤差,實則上并沒有跨越兩代工藝制程,另一方面,10nm和Post-DDR4只是三星的愿景,暫時還沒有實現(xiàn)。

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LPDDR和DDR重大歷史回顧

  縱觀LPDDR和DDR歷史,制定固態(tài)技術(shù)標準的JEDEC協(xié)會對DDR和LPDDR兩種技術(shù)提出了標準規(guī)范。將智能手機和行業(yè)標準發(fā)展關(guān)聯(lián)起來,12年5月發(fā)布的LPDDR3標準規(guī)范,13年3月的三星S4正式用上了,同年7月,三星Note 3也沖上了3GB RAM的高度。14年8月,JEDEC發(fā)布了LPDDR4標準規(guī)范,并定義最高頻率為3200MHz。15年3月,MWC上三星發(fā)布了搭載LPDDR4 RAM的三星S6和三星S6 Edge,同年8月,三星發(fā)布的另外兩款旗艦——三星Note 5和三星S6 edge+將RAM容量提高到4GB。

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SSD和ROM領(lǐng)域

  先來解釋一下上面表格出現(xiàn)的一些專業(yè)術(shù)語,SSD是固態(tài)硬盤,ROM是手機存儲。它們兩者歸根到底其實都是NAND Flash,下文會詳細介紹SSD和ROM之間的關(guān)聯(lián)。SSD根據(jù)成本和存儲顆粒壽命再細分為TLC SSD、MLC SSD、SLC SSD(相同容量前提下,上述三者一般來說成本和壽命依次提高),而U盤和SD存儲卡其實也是TLC SSD的一種形態(tài)。2D NAND是早期的一種SSD內(nèi)部顆粒排列技術(shù),而V-NAND則是如今由三星主導(dǎo)的3D平面上全新的顆粒排列技術(shù),通過把內(nèi)存顆粒堆疊在一起來解決2D NAND閃存帶來的容量限制等問題。類似技術(shù)還有3D NAND,則是由Intel和美光合資的IMFT主導(dǎo)。

  熟悉固態(tài)硬盤的消費者應(yīng)該知道早期的消費級SSD主要是以MLC顆粒為主流的,SLC比較昂貴,TLC未成氣候,所以成本上始終無法進一步降低。TLC壽命短和易損壞的弊病導(dǎo)致在2012年以前,它們一般只用在U盤和SD存儲卡上,但是由于技術(shù)進步,TLC顆粒壽命得到了控制,從此出現(xiàn)了采用TLC顆粒的840和840 EVO SSD,進一步將成本降低,也讓SSD開始走近平民百姓。

  如今除了三星,浦科特、金士頓、SK海力士等廠商也紛紛推出采用TLC顆粒的SSD。另一方面,除了存儲顆粒本身的不同,存儲顆粒之間排列方式也發(fā)生了改變,從剛開始的2D平面排列上升到立體空間3D排列,也就是如今的V-NAND排列方式。不知不覺,這種排列方式已經(jīng)經(jīng)歷了3代產(chǎn)品,850 PRO和850 EVO在較早前也成功升級換代,分別換上了第三代V-NAND排列的MLC芯片和TLC芯片,進一步增大了存儲容量,突破4TB級別的里程碑。Intel和美光合資公司IMFT則稱類似技術(shù)為3D NAND。

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eMMC和UFS重要歷史回顧

  在ROM領(lǐng)域,2013年10月,JEDEC發(fā)布eMMC 5.0標準,其實同年7月底,三星已經(jīng)能夠量產(chǎn)eMMC 5.0存儲產(chǎn)品。在業(yè)界開始準備采用UFS這種新的存儲介質(zhì)取代eMMC的時候,在13年9月JEDEC發(fā)布UFS 2.0標準之后,相隔不到兩年,15年3月,三星就在MWC上正式發(fā)布搭載了UFS 2.0的手機。

LPDDR4

  在介紹LPDDR4和UFS 2.0兩項在RAM和ROM領(lǐng)域最新技術(shù)之前,我們先來介紹一下JEDEC這個組織。

  根據(jù)百度百科的定義,JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(JEDEC Solid State Technology Association)是微電子產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)標準機構(gòu),作為一個全球性的組織,JEDEC所制定的標準在過去50余年的時間里,已經(jīng)被全行業(yè)廣泛接受和采納。JEDEC的主要功能包括術(shù)語、定義、產(chǎn)品特征描述與操作、測試方法、生產(chǎn)支持功能、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性、機械外形、固態(tài)存儲器、DRAM、閃存卡及模塊、以及射頻識別(RFID)標簽等的確定與標準化。所以才會有今天的LPDDR4和UFS 2.0標準出臺。

  JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會在14年8月發(fā)布的新一代低功耗內(nèi)存標準LPDDR4(Low Power Double Data Rate 4),是面向低功耗內(nèi)存而制定的通信標準,以低功耗和小體積著稱,專門用于移動式電子產(chǎn)品,例如智能手機。下面我們看看臺式機、筆記本和服務(wù)器領(lǐng)域的DDR標準和LPDDR標準的一些區(qū)別。

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DDR和LPDDR區(qū)別

  如上圖所示,LPDDR的運行電壓(工作電壓)相比DDR的標準電壓要低,這也符合了低功耗小體積的身份和定位,另一方面,兩種標準版本迭代時間并不是一致的,DDR4相比LPDDR4標準制定和出臺要早上不少。

  接著我們對比一下LPDDR3和LPDDR4之間區(qū)別,前者和LPDDR2類似,采用單通道設(shè)計,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,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傳輸帶寬的幾個要素之中,LPDDR4都有針對性地提高,所以帶來的系統(tǒng)運行速度和文件傳輸速度的提升也會比較明顯。

UFS 2.0

  目前市面上主流的ROM標準有兩種——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,后者有更強大的性能。換句話說,上面兩種存儲標準其實可以看作是SD存儲卡和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)會所訂立的、主要是針對手機或平板電腦等產(chǎn)品的內(nèi)嵌式存儲器標準規(guī)格。eMMC目前是主流的便攜移動產(chǎn)品解決方案,目的在于簡化終端產(chǎn)品存儲器的設(shè)計。由于手機內(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)計廠商在導(dǎo)入時,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,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)計標準,就是為了簡化NAND Flash的使用,將NAND Flash芯片和控制芯片設(shè)計成1顆MCP芯片,手機客戶只需要采購MCP芯片并放進新手機中,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。

  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,但是因為使用的是8位并行總線,因此性能潛力已經(jīng)基本到達瓶頸,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。

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UFS是未來的主流存儲標準

  2011年JEDEC發(fā)布了第一代通用閃存存儲(Universal Flash Storage,簡稱UFS)標準,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標準UFS 2.0,該標準下的閃存讀寫速度可以高達1400MB/s,這相當(dāng)于在2s內(nèi)讀寫兩個CD光盤的數(shù)據(jù)。

eMMC和UFS對比

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eMMC和UFS對比

  與eMMC不同,UFS 2.0的閃存規(guī)格采用了新的標準,它使用的是串行總線,類似機械硬盤的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二進制位數(shù)據(jù),而串行總線就是每一次只能夠傳輸一個二進制位數(shù)據(jù),看樣子好像并行總線更好,實則不然,雖然上面提及到eMMC擁有8位并行總線,每一次能夠傳輸8個二進制位,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支持全雙工運行,可同時進行讀寫操作,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復(fù)用車道,這段時間全部車輛只能自西向東行駛,下一段時間全部車輛只能自東向西行駛,工作效率不如兩條獨立車道,分別引導(dǎo)兩個不同方向的車流。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閃存的理想搭配。

eMMC和SSD關(guān)系

幕后功臣 智能手機背后的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
eMMC和SSD區(qū)別

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

  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。緩存有時候也能夠集成在主控芯片內(nèi)。主控制器作用等同于手機中的處理器,負責(zé)協(xié)調(diào)閃存芯片陣列中單個閃存芯片之間,閃存芯片陣列和緩存之間,還有協(xié)調(diào)SSD和外部電路(例如臺式機內(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,更適合塞進去體積較小的手機中。

  總結(jié):簡簡單單的一臺智能手機,背后卻隱藏著強大的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),毫不夸張地說,處理器、RAM、ROM、基帶芯片、攝像頭CMOS,還有SoC主板上大大小小功能不同的芯片,其實都來源于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對智能手機的發(fā)展起到推波助瀾的重要作用。

  同時我們也要意識到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在我國的尷尬地位,這也是如今國產(chǎn)廠商經(jīng)常說支持“新國貨運動”的最大難關(guān),在信息化時代,除了手機,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)域那些巨鱷對上游供應(yīng)商的把控,做到自產(chǎn)自銷,降低成本,將最先進的半導(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)標準。也只有在那個時候,“新國貨運動”才能夠真正打響。

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