EMMC是啥、啥是eMMC

Posted 2023-05-17

参考技术A eMMC的技术演进

[什么是eMMC]

eMMC全称为embeded MultiMedia Card。eMMC为MMC协会所订立的内嵌式存储器标准规格，主要是针对手机和移动嵌入式产品为主。eMMC是一种嵌入式非易失性存储器系统，由闪存和闪存控制器两部组成。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个闪存控制器，它采用JEDEC标准BGA封装，并采用统一闪存接口管理闪存。

[eMMC的结构]

eMMC 结构由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC （多媒体卡）接口、快闪存储器设备及主控制器——所有在一个小型的BGA 封装。同时其接口电压可以是1.8v 或者是3.3v。接口速度高达每秒50MB甚至100MB以上。由于采用标准封装，eMMC也很容易升级，并不用改变硬件结构。

[eMMC的优势]

闪存Flash的制程和技术变化很快，特别是TLC技术和制程下降到20nm阶段后，对Flash的管理是个巨大挑战，使用eMMC产品，主芯片厂商和客户就无需关注Flash内部的制成和产品变化，只要通过eMMC的标准接口来管理闪存就可以了。这样可以大大的降低产品开发的难度和加快产品上市时间。eMMC可以很好的解决对MLC和TLC的管理，ECC除错机制(Error Correcting Code)、区块管理(Block Management)、平均抹写储存区块技术(Wear Leveling)、区块管理（Command Management），低功耗管理等。
　　eMMC核心优点在于生产厂商可节省许多管理NAND Flash芯片的时间，不必关心NAND Flash芯片的制程技术演变和产品更新换代，也不必考虑到底是采用哪家的NAND Flash闪存芯片，如此，eMMC可以加速产品上市的时间，保证产品的稳定性和一致性。

[eMMC技术演进趋势]

eMMC规格的标准逐渐从eMMC V4.3发展到V4.4，V4.41，eMMC V4.5也即将问世，据称eMMC下一个时代将会由三星电子(Samsung Electronics)主导的UFS(Universal Flash Storage)规格接棒。但在eMMC使用技术方面，似乎Toshiba和SanDisk技术更胜一筹，后者已经大规模量产TLC技术的eMMC产品。目前最通行的eMMC V4.41在原标准4.3基础上做了很多改进，包括两倍于前代产品的存储器接口性能、灵活的分区管理和完善的安全备选方案，高级终断接口（HPI）等。

eMMC厂商动态

[上游eMMC模块厂]

目前可以提供eMMC内存完整解决方案的主要还集中在闪存芯片原厂。主要供应商有三星电子(Samsung)的moviNAND，闪迪(SanDisk)的iNAND，美光的eMMC等。其设计其实都是大同小异，把NAND Flash芯片和1颗闪存控制芯片包裹在一起，利用eMMC标准接口与处理器(CPU)做沟通。
　　三星除使用自身闪存控制器外，也和台湾擎泰（skymedi）等公司合作，闪迪（SanDisk）则使用自己的控制芯片为主，并且可以支持到TLC的NAND Flash，为业界最先进，其合作伙伴东芝也有投资群联，在技术上合作紧密。美光也找上擎泰和群联合作eMMC产品，将eMMC视为2011年重点攻略产品，美光预计2014年应用端采用eMMC比重将会大幅超越其他解决方案。
　　金士顿对于eMMC也非常上心，与群联成立合资公司专攻eMMC市场，由金士顿负责NAND Flash芯片采购、后段营销、业务，力成负责封装测试、群联供应NAND Flash控制芯片和技术服务等。据金士顿表示，eMMC使用的NAND Flash芯片单月已达200万颗，预计第3季NAND Flash芯片消耗量上看250万颗 。
　　国内闪存大厂江波龙电子（Netcom）也于2011年8月初与三星和慧荣（SMI）联合召开新产品发布会，正式发布了其2-64GB全系列eMMC产品，主要针对手机和平板，工业等嵌入式存储市场。随着eMMC市场的快速发展，相信还会有更多供应厂商加入进来。

[eMMC拷贝机厂商]
面对大容量的eMMC，用老式的闪存卡拷贝机已经不能很好的满足emmc卡快速、稳定的拷贝需求及检验需求，目前市场上出现了专门拷贝eMMC卡的拷贝机，可以达到一拖八、一拖十六的水平。国内IC烧录行业的领头羊浦洛电子刚推出的PRO808 eMMC卡拷贝机是为满足eMMC/SD卡内容复制和校验的生产需求而设计的。PRO808具备高性能，独立操作的eMMC/SD卡槽设计，单母口和8个目标槽，支持主流多种样式的eMMC/SD卡。PRO808 提供分区（ Partition）, 自动（Auto）, 镜像（Mirror）, 文件（File）和用户定义(User)模式的拷贝与校验操作，适合各种应用场合。

[eMMC使用厂商]

目前针对全球主要手机大厂如诺基亚(Nokia)、三星电子(Samsung Electronics)、摩托罗拉(Motorola)、黑莓（RIM）和乐金电子(LG Electronics)等均已在智能手机或者3G手机等高端产品全面采用eMMC产品。对于苹果（Apple），其ipad，iphone等产品使用的16GB，32GB等高容量存储，其实规格上也和eMMC类似，内部采用苹果自己的闪存控制器，外加闪存BGA封装片。其后继产品也很有可能直接用eMMC芯片。由于高端智能手机使用eMMC的容量至少在8GB以上，主流16GB，32GB容量更是对市场需求的拉动非常巨大。2011年第一季度，更是一度传出eMMC缺货或供不应求的新闻。

eMMC市场发展趋势

[eMMC的市场应用]

在手机市场，从2009年开始，智能型手机内嵌风潮涌起，到2011年智能型手机需求仍然持续发烧，随着智能手机的普及，eMMC的使用将更加广泛。目前已经支持eMMC的手机芯片如高通的3G平台7000,8000系列，nVidia tegra2，Freescale iMAX，Marvell，TI OMAP等高端平台均已全面支持eMMC技术。
　　除了手机市场，eMMC也开始广泛渗透入更多的嵌入式应用领域，特别是那些对闪存性能要求较高，使用环境复杂的领域。
　　在MID，eBook等市场，由于高端平台采用的也是多媒体AP架构，因此采用Freescale，Marvell，nVidia，Telechips，Samsung等平台的部分MID高端客户已经开始设计或在使用eMMC产品。eMMC也有逐渐渗透中低端平板电脑市场的趋势，而其高端市场，则依然被SSD等占领。
　　在游戏机领域，任天堂和Sony已经全面采用eMMC产品，而在卫星定位系统领域，Garmin的很多产品也已经开始支持eMMC。
　　车载前装后装市场也在快速成长，包括卫星导航系统、无线电卫星广播、汽车音响、DVD影音系统、语音识别、远端资讯处理和多媒体系统等都将成为汽车的标准配备，因而带动记忆体解决方案的需求不断提升。车载市场对温度的要求也很严格，很多需要支持-40°C~+85°C的温度范围，eMMC都能很好的支持。此外由于体积很小，eMMC有很好的抗震性能，功耗很低，在成本不是特别敏感的情况下，eMMC和SSD产品正在车载行业迅速取代传统的机械式硬盘市场。
[eMMC市场的未来发展]
　　据iSuppli公司，2010年用于手机的嵌入式多媒体卡(eMMC) NAND闪存已出现爆炸性增长，预计出货量增长224%。iSuppli曾预测，2010年eMMC出货量将增长到7000万个，占总体NAND闪存出货量的10%。未来五年将继续强劲增长，保持86.4%的复合年度增长率。到2014年，eMMC出货量将达到4.8亿个，占总体NAND闪存出货量的40%左右。这个预测如今看来，可能过于乐观了，但eMMC的增长速度无疑是非常迅速的。
　　酒香不怕巷子深，其实eMMC的推广已经有些年头，近3,4年在消费类市场，则往往是雷声大，雨点小。真正使用的厂商还是以手机等国际一线大厂为主。之所以如此，除了eMMC技术还在逐步完善外，更重要的是其价格与传统的闪存卡或者闪存芯片的价格还有不小的差距。这些都阻碍了其在大众消费类电子领域的迅速普及。
　　但今非昔比，随着eMMC控制器厂商越来越多，技术支持也越来越成熟，而经过几年的历练，eMMC大厂如三星（Samsung），闪迪（Sandisk），美光（Micron）等eMMC生产的良率都大为改善。eMMC市场是否可以厚积薄发，则主要取决于这些核心上游厂商的产品报价和技术支持的力度。
　　随着电子产品核心芯片功能的日益加强，所以电子设备都有走向“智能化”的趋势，在电子产品“智能化”普及的大趋势下，eMMC作为闪存产品中质量最优异的家族成员，必将发挥更大的作用。在现阶段USB3.0由于主机Host端还没有全面支持，SSD由于尺寸原因，在小型化的电子产品中还无法使用的情况下，eMMC是否能够肩负起闪存市场救市的最后一棵稻草？让我们拭目以待。

eMMC和DDR的区别是啥？国产存储芯片有什么优点？

相信很多人在购买手机等电子设备时，都会接触到像eMMC、DDR这样的存储器，为什么有的用eMMC、有的用DDR呢？这两者有什么区别？

宏旺半导体之前说过，eMMC全称为“embedded Multi Media Card”，即嵌入式的多媒体存储卡。对于eMMC，我们其实可以按照它名字的字面意思进行理解，实际上就是将Flash存储器和控制芯片封装到了一起。最新的eMMC 5.1规范来说，其理论带宽为600MB/s左右，速度越来越快。

eMMC已成为最当红的手机解决方案之一。宏旺半导体推出的嵌入式存储eMMC，不仅是移动设备、车载电子、数字电视等智能设备中的热门存储产品，还广泛应用于卫星导航、安防监控、无线电卫星广播等领域。eMMC 具有高效、高速、高兼容、高带宽、持续稳定等特性，11.5×13.0×1.0mm的尺寸规格，能适用于不同规格的产品；容量范围广泛，最高可达128GB；-25~85 oC的应用温宽，能满足各种严苛环境下的存储需求。

DDR全称Double Data Rate双倍速率同步动态随机存储器，严格的来讲，DDR应该叫DDR SDRAM。根据宏旺半导体对存储市场的观察，DDR一代与DDR2在市面上已将很少见了，台式机的内存条普遍已经使用DDR4了，DDR3在机顶盒、光猫、智能电视等领域依旧能见到。以宏旺半导体为代表的国产 DDR因性能优越、性价比高，拥有极高竞争力，能服务多样的终端产品需求。

关于两者的不同，首先是存储性质不同，eMMC是非易失性存储，关电以后，内容是可以存储的，通常叫做闪存；DDR是易失性存储器，关电以后，数据内容是丢失的，通常我们叫做内存。本质上来说，DDR内存的目的就是加快系统的运行速度，加载文件更快，而eMMC就是去存储更多的信息。

其次是容量不同，eMMC的容量比DDR都大3-4倍，因为被存放的数据是积累下来的，而DDR是需要用的时候才去取数的存储介质，不需要那么大。宏旺半导体推出的DDR能够以出色的速度传输数据，更高的数据带宽可以快速、轻松地处理大量工作负载，可以在提高性能、降低总拥有成本的同时减少能耗。无论是游戏、办公，还是存储海量数据，DDR能有效减少发热引起的降频现象。

目前，不论是eMMC还是DDR，都在智能手机、平板电脑、机顶盒、汽车电子等设备中，并且国产eMMC、DDR已成为替代的一个趋势。相比于国外的供应不稳定，国产替代已成为当前的一个趋势。以宏旺半导体为例，我们的总部和研发实验室位于深圳，IC设计中心、封测中心位于台湾，物流仓库中心位于香港，这些都是当前受疫情影响较小的地区，供应链、设备与原物料供应都没有太大问题，所有的生产线也都在正常运转。

此外，国产存储芯片有着较为完善的售前售后保障。譬如宏旺半导体，配备了专业的FAE团队进行专业的一对一技术支持，能够随时跟进客户项目，解决问题及时有效，服务优势是国外厂商无法比拟的。