具有更多闪存的控制器是不是消耗更多能量

Posted 2023-03-05

【中文标题】具有更多闪存的控制器是不是消耗更多能量

【英文标题】：Is controller with more flash memory consume more energy具有更多闪存的控制器是否消耗更多能量

【发布时间】：2019-12-10 21:17:38

【问题描述】：

我有这个问题。控制器是否有更多的闪存从控制器消耗更多的能源，而类型的闪存更少，并且所有其他参数都相等。这个问题是理论上的。我对 RAM 也有同样的要求？

【参考方案1】：

通常情况下，更高密度（容量）的存储器采用更小的（即 14nm）工艺制造，工艺越小，获得的 (DC) 泄漏电流就越大。这是通过硅泄漏的未使用能量。这也取决于硅芯片的物理尺寸和芯片数量。当存储芯片堆叠时，面积是累加的（直流电源）。因此，堆叠 8 层的旧 1MB 闪存芯片的泄漏电流比 1 层 8MB 芯片高得多。

较大的能量消耗是电压 * 电流 * 频率 (AC) 项。这个功耗在 DRAM 上是 75% 左右，但不知道 flash 的比例是多少，可能差不多。

在增加功率方面通常是空闲、读取、列更改 (DRAM)、写入、刷新 (DRAM)，然后是擦除 (Flash)。

最新的记忆在空闲时变得非常有效。所以以上75%目前可能高达85%以上。我有一段时间没有计算或测量了，抱歉。

SRAM 仅使用每次读取或写入的功率。其余时间几乎没有。

【讨论】：

电压 * 电流 * 频率 (AT) 究竟是什么？ DRAM 的功耗为 75%。 75% 什么？

对不起，大脑 f@rt。更正：信号功率 = 电压^2 * 电流 * 数据传输频率。这是“交流”功耗。将外部电线从 0 更改为 1 需要这种类型的电流。 75% 的功耗是芯片不处于待机状态时（直流电流），25% 是信号功率（交流）。即有源 DRAM，无流量，是最大功率的 75%。

对不起，你的回答很好，但我仍然需要澄清。对于外部线，你的意思是外部的控制器，例如引脚。第二个澄清：75% 是最大功率是直流（如漏电）？

在芯片内部，您可以通过短细线以低廉的价格在 GHz 下摆动。主要是因为内部电压低（800mV），使用 10 的 uA。在外部，由于接收器的阻抗匹配，电压摆幅更高，电线更长，电流更高。内存的内部和外部都很少有电线摆动，因此交流电源非常小。是的，75% 是 30% 的泄漏和 45% 的栅极功率。

另外，内存的外部电线越少，就越省电

【参考方案2】：

一些说明：

动态功耗与<data change frequency> x <Capacitance> x <Voltage^2>成正比，这里的C代表电容，而不是电流。这是执行 READ/WRITE/ERASE 操作时的主要因素。

泄漏功率与面积或逻辑/SRAM/FLASH 成正比。这是逻辑/SRAM/FLASH空闲时的主要因素。

与片上 SRAM 的通信比片外 FLASH 更节能，因为在通信中会消耗额外的功率：信号通过通常以标准逻辑电压的两到四倍工作的焊盘单元驱动。板载线的电容比片上路由高几个数量级，数据需要多次复制到FLASH接口主从侧的内部触发器，以支持通信协议和同步信号。这意味着 SRAM 访问延迟低于访问 FLASH。

除了更便宜之外，带有闪存的系统也是模块化的 - 同一个芯片可以用于不同闪存大小的多个板上。

FLASH 块在变得不可用之前可以支持的写入/擦除周期数是有限的。更大的 FLASH 设备可以将写入/擦除操作分散到更大的内存块集合中，从而延长有效寿命和有效大小。