銀燦科技(Innostor)資深副總經理邱創隆首先介紹應用於快閃記憶體儲存裝置上的各種的高速傳輸接口,都將用上SerDes PHY(串列╱解串器實體層電路),以滿足未來大量資料傳輸的需求。
  邱創隆指出隨著平板電腦、智能手機螢幕解析度的提昇,行動儲存裝置接口規格也必須往前推進。JEDEC於2008年推出eMMC4.3、2009年eMMC4.41;到2011年eMMC4.5之後將轉向SerDes串列化的UFS 1.0規格。
  應用於行動儲存裝置的高速傳輸介面
  UFS使用到MIPI(Mobile Industry Processor Interface行動產業行業處理器接口)中的M-PHY實體層接口技術,提供手機╱產業鍊業者共同遵循的軟硬體接口規範。M-PHY已整合無線射頻DigiRFv4、LLI、UniPro(CSI-3、DSI-2、UFS)與SSIC(USB 3.0)等符合各種應用的通訊協定堆疊。
  其中UFS的目標是希望將NOR/XIP、NAND、SD Card、eMMC等接口整合,簡化未來手機對儲存接口規格的需求;UFS1.0規格已提供3Gbps、300MB/s傳輸速率,未來UFS2.0規格將進一步提升到6Gbps、600MB/s的傳輸速率。而關於UFS用到的實體層M-PHY,2011年Q1的M-PHY v1為1.45Gbps,同年Q2納入UFS、CSI-3規格的M-PHY v2傳輸速率提升到2.9Gbps;2012年Q2加入LLI接口的M-PHY v3將提升到5.8Gbps,未來M-PHY v4預料提昇至11.6Gbps。
  應用於PC/NB的嵌入式儲存接口
  有關應用於PC/NB的嵌入式儲存接口,邱創隆指出:從NB/Ultrabook使用USB、PATA、SATA,到高階Server使用的SATA、SAS、PCIe與FC光纖等高速接口呈現多樣化的選項。
  他提到眾所皆知SATA3.0 6G可提供600MB/s理論傳輸頻寬,為目前高階高效能SSD所採用,但之後尚未有接替的下一代規格。另一個是PCI Express,從2002年提出PCIe v1.0的單通道2.5Gbps,2006年底PCIe v2.0提供單通道5Gbps,到2010年11月PCIe v3.0,雖然時脈8Gbps只有原先5Gbps的1.6倍,但因以新的128b/130bit編碼,傳輸頻寬可倍增到1GB/s,若以16條雙通道設計,傳輸頻寬達到32GB/s。
  PC/NB的外接可移動儲存媒體接口
  邱創隆接著提到PC/NB所使用的USB 3.0 U盤部份,銀燦自2010年Q1就推出USB 3.0接口的U盤解決方案,歷經華碩、HP、Dell等大廠推出USB 3.0規格的主機板,接著2011年Q1 AMD原生USB 3.0芯片組的推出;以及隨後聯想、宏碁、東芝等NB在 USB 3.0接口的陸續支援。到今年第一季Intel正式推出原生USB 3.0芯片組為止,銀燦USB 3.0相關方案在過程中因學習曲線所獲得在相容性的出色表現是無庸置疑的。
  他也指出在U盤市場區隔若分為分主流(Main Stream)、高階(Hi-end)與頂級(Extreme)三大塊,早期主流區塊採用2xnm製程單通道(1-CH) MLC/TLC記憶體,讀取速度50~100MB/s、寫入速度5~30MB/s;在高階部份採雙通道(2-CH) MLC記憶體,讀取速度80~200MB/s、寫入速度20~150MB/s,更高階的採取四通道(4-CH)設計且容量大於128GB。
  由於採用銀燦USB 3.0主控芯片效能的提昇,整個市場將新增使用2ynm製程MLC/TLC快閃記憶體的中階市場(Mid-end),可在2CH/2die架構下達到讀取速度200MB/s、寫入速度40MB/s;或在1CH/4 die架構下,擁有讀取速度100MB/s、寫入速度30~40MB/s的效能。原先高階市場仍舊採MLC 2CH/4~8 die,讀取速度提升到200MB/s以上,寫入速度也提高到80~150MB/s。至於採4CH設計的頂級(Extreme)U盤,因需求性不高將被擠壓而不復存在。
  除USB3.0的接口滿足高速的需求外,Intel的Thunderbolt匯流排技術也是ㄧ個可以被關注的焦點,其整合PCI express及DisplayPort接口二合一,傳輸速率可達10Gbps。但由於成本因素,以及沒有向前相容於USB 3.0接頭的設計,在快閃儲存裝置上的應用,優勢並不明顯,因此未來數年內仍會在其他應用上著力而跟USB 3.0共存。
  銀燦USB 3.0控制芯片產品藍圖
  邱創隆指出銀燦預計在2012年Q2將推出支援2ynm/1xnm製程MLC/TLC快閃記憶體的IS903A雙通道(2-CH)U盤控制芯片。以及推出支援2ynm/1xnm製程TLC快閃記憶體的IS916EN單通道(1-CH)U盤控制芯片。
  IS903A控制芯片採雙通道(2-CH)設計、支援Toggle v1.0/ONFI v2.3規範,43bit/1KB ECC以及8CE 。可搭配2ynm/1xnm MLC快閃記憶體,支援16K Page+2 Plane以及8K Page+4 plane模式,並與上ㄧ代IS902芯片腳位相容。其搭配MLC的效能可達220MB/s的讀取速度、160MB/s寫入速度。銀燦也提供ㄧ系列可套用客戶既有USB 2.0 U盤Housing的PCB線路設計、COB(Chip on Board)設計建議,以及僅12x30mm大小的全鐵殼包覆之USB 3.0 U盤設計。
  在eMMC/UFS產品發展藍圖方面,2012年Q2將發表支援eMMC 4.5規範的IS511控制芯片, 其IOPS在4KB資料下,可達讀取4000與寫入1000的效能,且滿足Windows8的測試規範,適合最新智能手機與平板電腦對新ㄧ代嵌入式記憶體的需求;預計2012年七月開始送樣。<擷錄電子>

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