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NOR Flash在困境中尋找新出路

2019-11-27
隨著NOR快閃記憶體(NOR Flash)即將遭遇性能擴展的瓶頸,今年十月起從東芝記憶體(Toshiba Memory)更名的鎧俠株式會社(Kioxia Memory)認為,平面SLC NAND可望取而代之成為更多應用的理想選擇。另一方面,NOR Flash並不會真的消失,而只是轉移至滿足不同的應用需求。
Kioxia Memory最近推出一系列SLC NAND Flash記憶體產品,可用於需要高速資料傳輸的嵌入式應用,包括平面電視、印表機、穿戴式裝置以及機器人等。Kioxia的第二代序列介面NAND相容於目前普及的序列週邊介面(SPI),並一舉將傳輸速度從上一代的104MHz提升到133MHz。該新系列產品線一共有8種產品,分別支援從2.70~3.60V和1.70~1.95V的供電電壓。
據Kioxia記憶體業務部門總監Brian Kumagai表示,長久以來,儘管NOR Flash一直是儲存開機程式碼甚至於底層作業系統(OS)程式碼的首選記憶體,但隨著軟體要求變得越來越嚴格,並佔用更多的空間,使得NOR Flash的價格開始變得比NAND Flash更昂貴。
他說,即使NAND必須進行一些Flash管理的整合工作,一旦開始達到512MB或更高密度時,也有助於節省部份成本。因此,Kumagai補充說:「使用NAND Flash雖然要做更多的工作,但絕對具有成本優勢。」
在諸如企業級儲存等較大型系統中,儘管3D TLC NAND由於具有高密度而廣受關注,但Kioxia資深應用工程師Doug Wong表示,SLC為需要較小密度且長壽命裝置的嵌入式應用提供了最佳耐用性和數據保留特性,例如電視和遊戲系統。
Wong補充說:「事實上,這正是SLC得以持續存在的原因之一。」但NOR Flash也仍有其優勢。它的速度夠快,能夠實現就地執行(execute in place;XIP)作業。「只要給它一個位址,它就能以足夠快的速度取回指令,因此實際上不必將「影子」(shadow)程式碼從NAND Flash傳送至RAM。」
然而,Wong表示,由於人們期望目前使用NOR Flash的產品能夠提供更多功能,因此,在密度提升的要求下,將推動更多的替代產品被採用,無論是SPI SLC NAND元件還是MRAM,因為它既可以充當RAM或者作為一種揮發性記憶體。他說,「未來,由於人們持續要求更多功能,而這將會需要更多的軟體,因此而將在NOR Flash之外發展出一個重大的趨勢。」
Forward Insights首席分析師Gregory Wong說,NOR Flash的使用日益減少實際上可歸咎於其無法擴展,以及適於需要1GB或更高容量的應用。這不但價格昂貴,而且並沒有太多供應商可以選擇。而支援SPI介面的NAND選項更可能適於機上盒(STP)和電視等裝置,因為這些裝置日益變得更智慧而且需要儲存更多程式碼。
但是,無論是Kioxia還是Forward Insights的Wong都認為NOR並未完全消失。Forward Insights的Wong指出,隨著某些應用需求超出NOR所及,其他只需較小密度的應用需求則相繼出現。例如,許多物聯網(IoT)裝置可將NOR Flash用於儲存程式碼,而諸如無線耳塞式耳機(earbud)之類的小裝置以及帶有手指感測器的觸控螢幕應用也都選用了序列NOR。
Gregory Wong說,對於必須使用NAND Flash的應用,SLC是最佳選擇,因為它的密度仍然相對較小,例如耐久性和糾錯功能至關重要的應用,採用MLC或TLC都沒什麼成本優勢。「如果你採用了MLC或TLC,很可能造成性能和耐久性的退化,因此,這就是為什麼業界持續選擇使用SLC NAND的原因。」