存儲技術大揭曉:設計開發的你了解多少(一)

串行端口內存技術（SPMT）聯盟正在采用另一種差分技術。其解決方案針對移動設備，采用低壓差分信令（LVDS）系統，這種系統像PCI Express一樣可以通過增加通道進行擴展。與PCI Express一樣，SPMT是一種自同步技術。20引腳的方案具有6GBps的帶寬。

非易失性存儲器

NAND和NOR閃存技術仍是非易失性存儲器的核心，但磁阻（MRAM）、鐵電RAM（FRAM）和相變存儲器（PCM）等其他技術正在逐步普及。單個系統一般都融合了多種技術。基于微控制器的獨立冗余磁盤陣列（RAID）系統可能將NAND或NOR閃存用于程序存儲器，而將MRAM、FRAM或PCM用于RAID數據表，來替代帶蓄電池后備電源的動態RAM（DRAM）。

所有這些技術的存儲容量都在日益增長，其中以NAND的容量最大，這是因為NAND更多地使用了多級單元（MLC），盡管單級單元（SLC）NAND閃存仍可提供比較理想的成本、吞吐能力、使用壽命和可靠性。MLC也可與NOR技術配合使用。

大多數USB閃存驅動器和其他移動存儲卡都將采用MLC NAND閃存。與高級閃存控制器配合使用時，它甚至還可以用于高容量企業驅動器中。企業級產品的最佳使用壽命是五年，因此系統設計人員一般都要求閃存驅動器的“保質期”至少有五年。

盡管閃存的速度很快，但是6Gbps SATA和多通道PCI Express等接口正在推動著SSD控制器技術的發展。除了性能和可靠性之外，MLC閃存控制器還面臨著諸多挑戰。

區塊循環和負載均衡是驅動器具有長使用壽命的關鍵。甚至溫度管理對使用壽命也有影響。SandForce是一家閃存控制器供應商。該公司的DuraClass RAISE（獨立硅元素冗余陣列）技術采用了RAID架構來實現閃存區塊故障的恢復。

NOR閃存的應用范圍已經覆蓋到更嚴苛的環境中。Spansion公司的65nm MirrorBit GL-s 2Gb技術，可用于溫度范圍為–40°C至105°C的汽車車內應用。它現在采用9mm×9mm BGA封裝。

此外，NOR閃存還擁有支持直接從閃存執行代碼的優勢。三星等公司正在結合使用SRAM和NAND閃存，從而向NOR閃存提出挑戰。三星的OneNAND在其NAND控制器中集成了3KB SRAM緩沖器。必要時，開發人員可以通過此控制器的接口連接外部NOR閃存。

兩線和四線串行外設接口（SPI）也會影響非易失性存儲器的應用領域，非易失性存儲器一般用來替代并行存儲器芯片。大多數非易失性存儲器都附帶這類接口。

NXP公司基于Cortex-M3的LPC1800微處理器甚至可以從四線SPI存儲器運行，而不僅僅是引導。最近，LPC1800還強調在微控制器中混合使用存儲器。此器件具有片上ROM、一次性可編程（OTP）存儲器、閃存和SRAM。

圖3：SFF-SIG的RS-RIMM模塊可將移動存儲器應用到耐用型應用中。

OTP存儲器是另一種往往被人們所忽略的非易失性存儲器技術。Kilopass和Sidense等公司可以為各種應用提供反熔絲OTP技術。OTP可以實現安全和低功耗的運行，還能夠方便地整合到大多數廠商支持的現有CMOS制造流程中。該技術通常用于密鑰或配置存儲器，還可以用來替代ROM。