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三星宣布量产eMRAM芯片,这明摆着是全球存储芯片老大在亮肌肉啊,对存储芯片的新人比如紫光等国产厂商来说,正埋头汗流浃背地在 3D NAND的地里耕耘,期望3D NAND Flash(属于eFlash) 闪存能有个好收成(国产SSD硬盘开始量产),一抬头,三星、英特尔等大户又开始玩更高级的了,国产闪存又成为落后淘汰产品。
下面我们一一细说。
eFlash(嵌入式闪存)从SLC、MLC、TLC一路发展到OLC,密度越来越高,寿命越来越短,全靠主控和算法进行复杂度越来越高的补偿为其续命。
相比之下,eFlash的缺点在eMRAM这里,几乎都被克服:写入速度是eFlash的大约1000倍,低电压低功耗,甚至待机时完全不耗电,非易失性、寿命耐久性等关键指标方面,也远远超过eFlash。
以寿命为例,英特尔工程师在提交的一篇论文中介绍,eMRAM可在200摄氏度下实现长达10年的记忆期,并获得超过100万次开关寿命(TLC只有1000次)
5G时代,不仅仅是我们的手机上网速度提升,而是万物互联时代,人和物都联入互联网,对存储芯片有较高要求:能耗低、寿命长、速度快。这么说比较抽象,以无人驾驶汽车为例,要提高其安全性,除了算法先进,还要低网络延迟、低数据读取/写入时间,以便减少无人驾驶汽车的反应时间,提高安全性。
相比eFlash技术,eMRAM的优势被认为更适合5G时代。三星量产eMRAM意味着这家韩国公司已经站上5G潮头。
在2011年三星收购了Grandis公司,这家公司发明了STT MRAM。借此收购,三星得以获得eMRAM技术。
掌握了eMRAM的还有英特尔、高通、IBM,但三星是最早量产的,紧随其后的是英特尔。目前,国产存储芯片厂还在eFlash技术领域努力,在eMRAM并未布局,等于一片空白,在即将到来的5G时代,不是落下一个身位,而是落下一层楼。
三星在昨日宣布正式量产首款商用的eMRAM(嵌入式磁随机存取存储器),***用三星的28FDS(28nm FD-SOI,耗尽型绝缘层上硅)工艺制造。作为常用的eFlash闪存技术的发展到了瓶颈期,这种基于电荷存储方式的存储器已经面临了很多挑战。而eMRAM作为基于电阻的存储方式在非易失性,随机访问等方面拥有比eFlash更好的表现。
eMRAM利用磁致电阻的变化表示二进制0或1,通过测量一个存储单元的电阻来实现读取操作。这种芯片拥有SRAM的高速读取能力和DRAM的高集成度。同时由于其特殊的存储方式,所以也拥有非常高的P/E次数。可谓未来最好的存储芯片选择。三星宣称他们基于28FDS工艺的eMRAM技术能提供更低的成本和功耗,在写入速度上也更具优势。其物理特性决定在写入数据前不需要擦除周期,写入速度比现在的eFlash快1000倍。eMRAM在工作时电压比eFlash更低,所以功耗更低。
三星展示eMRAM结构
工作原理
三星能将eMRAM的成本控制得较低的原因是这次他们可以轻松地与现有逻辑芯片制造工艺进行集成,仅需要在流程工艺后端添加少量的几个层即可完成制造。通过这种模块化的设计既可以享受现有制造工艺带来的低成本优势,又可以享受到新技术带来的性能提升。
三星宣布将在今年扩大其高密度非易失性存储器解决方案的选择范围,包括在今年推出1Gb的eMRAM的测试芯片。而在此之前,Intel也在不久前宣布他们也已做好eMRAM芯片的大批量生产的准备。随着存储器大厂逐渐开始量产eMRAM芯片,不久后我们将能够用上这种低功耗高性能的存储芯片。
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