一文看懂 NAND、DDR、LPDDR、eMMC、UFS、eMCP、uMCP 存储器的区别
一文看懂 NAND、DDR、LPDDR、eMMC、UFS、eMCP、uMCP 存储器的区别
- 1. NAND
- 2. DDR、LPDDR
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- DDR和LPDDR的区别？
- 3. eMMC、UFS
- 4. eMCP、uMCP
- 综上所述简单总结一下：
Reference:
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存储领域发展至今，已有很多不同种类的存储器产品。下面给大家介绍几款常见的存储器及其应用：
1. NAND
NAND Flash 存储器是 Flash 存储器的一种，属于非易失性存储器，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NAND Flash 存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如闪存盘、固态硬盘、eMMC、UFS 等。
根据其不同的工艺技术，NAND 已经从最早的 SLC 一路发展到如今的 MLC、TLC、QLC 和 PLC。
- 按速度价格比排序：SLC>MLC>TLC>QLC>PLC
- 按容量大小排序：PLC>QLC>TLC>MLC>SLC
目前主流的应用解决方案为 TLC 和 QLC。SLC 和 MLC 主要针对军工，企业级等应用，有着高速写入，低出错率，长耐久度特性。
除此，NAND Flash 根据对应不同的空间结构来看，可分为2D结构和3D结构两大类：
下面是各大 NAND Flash 芯片生产厂商在 3D NAND Flash 产品的量产状况：
2. DDR、LPDDR
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，它是一种易失性存储器。虽然JEDEC于2018年宣布正式发布DDR5标准，但实际上最终的规范到2020年才完成，其目标是将内存带宽在DDR4基础上翻倍，速率3200MT/s起，最高可达6400MT/s，电压则从1.2V降至1.1V，功耗减少30%。
LPDDR是在DDR的基础上多了LP(Low Power)前缀，全称是Low Power Double Data Rate SDRAM，简称“低功耗内存”，是DDR的一种，以低功耗和小体积著称。目前最新的标准LPDDR5被称为5G时代的标配，但目前市场上的主流依然是LPDDR3/4X。
DDR和LPDDR的区别？
应用领域不同。DDR 因其更高的数据速率、更低的能耗和更高的密度广泛应用于平板电脑、机顶盒、汽车电子、数字电视等各种智能产品中，尤其是在疫情期间，由于在家办公、网课和娱乐的增加，平板电脑、智能盒子的需求也逐步攀升，这对 DDR3、DDR4 的存储性能要求更高、更稳定。
而 LPDDR 拥有比同代 DDR 内存更低的功耗和更小的体积，该类型芯片主要应用于移动式电子产品等低功耗设备上。
LPDDR 和 DDR 之间的关系非常密切，简单来说，LPDDR 就是在 DDR 的基础上面演化而来的，LPDDR2 是在 DDR2 的基础上演化而来的，LPDDR3 则是在 DDR3的 基础上面演化而来的，以此类推。但是从第四代开始，两者之间有了差别或者说走上了不同的发展，主要因为 DDR 内存是通过提高核心频率从而提升性能，而 LPDDR 则是通过提高 Prefetch 预读取位数而提高使用体验。同时在商用方面，LPDDR4 首次先于 DDR4 登陆消费者市场。
3. eMMC、UFS
eMMC ( Embedded Multi Media Card) 采用统一的MMC标准接口， 把高密度 NAND Flash 以及 MMC Controller 封装在一颗 BGA 芯片中。针对 Flash 的特性，产品内部已经包含了 Flash 管理技术，包括错误探测和纠正，flash 平均擦写，坏块管理，掉电保护等技术。用户无需担心产品内部 flash 晶圆制程和工艺的变化。同时 eMMC 单颗芯片为主板内部节省更多的空间。
简单地说，eMMC=Nand Flash+控制器+标准封装
eMMC具有以下优势：
- 简化类手机产品存储器的设计。
- 更新速度快。
- 加速产品研发效率。
UFS：全称Universal Flash Storage，我们可以将它视为eMMC的进阶版，同样是由多个闪存芯片、主控组成的阵列式存储模块。
UFS 弥补了 eMMC 仅支持半双工运行（读写必须分开执行）的缺陷，可以实现全双工运行，所以性能得到翻番。
4. eMCP、uMCP
eMCP 是结合 eMMC 和 LPDDR 封装而成的智慧型手机记忆体标准，与传统的 MCP 相较之下，eMCP 因为有内建的 NAND Flash 控制芯片，可以减少主芯片运算的负担，并且管理更大容量的快闪记忆体。以外形设计来看，不论是 eMCP 或是 eMMC 内嵌式记忆体设计概念，都是为了让智慧型手机的外形厚度更薄，更省空间。
uMCP 是结合了 UFS 和 LPDDR 封装而成的智慧型手机记忆体标准，与 eMCP 相比，国产的 uMCP 在性能上更为突出，提供了更高的性能和功率节省。
eMMC 是将 NAND Flash 芯片和控制芯片都封装在一起，eMCP 则是 eMMC 和 LPDDR 封装在一起。对于手机厂商而言，在存储产业陷入缺货潮的关键时期，既要保证手机出货所需的 Mobile DRAM，又要保证 eMMC 货源，库存把控的难度相当大，所以 eMCP 自然成为大部分中低端手机首选方案。
uMCP 是顺应 UFS 发展的趋势，满足5G手机的需求。
高端智能型手机基于对性能的高要求，CPU 处理器需要与 DRAM 高频通讯，所以高端旗舰手机客户更青睐采用 CPU 和 LPDDR 进行 POP 封装，这样线路设计简单，可以减轻工程师设计 PCB 的难度，减少 CPU 与 DRAM 通讯信号的干扰，提高终端产品性能，随之生产难度增大，生产成本也会增加。
5G手机的发展将从高端机向低端机不断渗透，从而实现全面普及，同样是对大容量高性能提出更高的要求，uMCP 是顺应 eMMC 向 UFS 发展的趋势。
uMCP 结合 LPDDR 和 UFS，不仅具有高性能和大容量，同时比 PoP +分立式eMMC 或 UFS 的解决方案占用的空间减少了40%，减少存储芯片占用并实现了更灵活的系统设计，并实现智能手机设计的高密度、低功耗存储解决方案。
综上所述简单总结一下：
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eMMC=Nand Flash+控制器（Controller）+标准封装
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UFS=eMMC的进阶版
- eMMC：半双工模式
- UFS：全双工模式
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eMCP=eMMC+LPDDR+标准封装
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uMCP=UFS+LPDDR+标准封装
