USB 3.0U盘与eMMC的市场趋势
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随着NAND Flash存储器单位成本不断下降，以及高效能/主流/入门市场UFD容量需求的向上挪移，如何使用目前最具备单位容量成本竞争力的TLC NAND存储器，同时发挥USB 3.0高速传输的效益，U盘控制器厂商开发出以USB 2.0 UFD成本结构、设计相同，可搭配TLC且提供高容量、高性价比的USB 3.0 UFD解决方案，同时针对eMMC的发展趋势提出对应的产品…
银灿科技(innostor)副总经理詹政峰指出，随着NAND Flash容量增加与单位成本的下降，在2010年高端效能UFD(USB Flash Drive)容量为32GB，主流UFD为8〜16GB，低于10美元的入门市场为4GB，2GB以下为礼品市场。2011年高端效能UFD为64GB，主流UFD为16〜32GB，入门市场为8GB，4GB以下为礼品市场。预料2012年高端效能UFD容量为128GB，主流UFD为32〜64GB，入门市场UFD普遍为16GB，8GB与4GB以下则为礼品市场。
以1CH、2ynm甚至1xnm的 TLC存储器组合来看，4GB容量(32Gb Die,SDPx1)的循序读、写为60、7MB/s，8GB(64Gb Die,SDPx1)则为60、6MB/s，16GB(64Gb Die DDPx1, SDP x2, 128Gb SDPx1)循序读、写为80、10MB/s，32GB(64Gb Die QDPx1, DDP x2, 128Gb DDPx1, SDPx2)循序读、写为80、20MB/s，主流效能的64GB (64Gb Die QDPx2, 128Gb Die QDPx1,DDPx2)与128GB容量(128GB Die QDPx2)的循序读、写速度都可达到80、30MB/s；若搭上USB 2.0的UFD控制器，则循序读、写速度仅20 ~ 25 MB/s、3〜7MB/s。
银灿提出弹性化单通道配置(Flexible 1 Channel Configuration)设计，PCB大小仅14 x 33mm，且不含Flash的BOM表成本仅0.6美元。他也展示以各种单通道TLC Flash矽晶组合下，Crystal DiskMark v3测试的循序读取速度可达到64〜65、76、82.4MB/s，写入速度达到10.28〜35.39MB/s，4K QD随机读取速度在3.711〜5.358MB/s，4K QD随机写入速度在0.113〜0.255MB/s。目前USB 3.0 COB UFD尺寸，可以做到跟USB 2.0 COB UFD一样的11.3mm x 24.8mm，仅厚度略增为2mm。银灿针对1CH MLC/TLC入门COB以及2CH MLC高效能COB，提出了超过30种COB基板解决方案。并通过各式Intel/AMD南桥主控与多家USB 3.0主控芯片的验证。
以成本╱效能做USB 3.0 UFD市场规划
目前1CH MLC循序读取速度达70〜110MB，写入速度则是12MB * CE# 数(例如4CE颗粒就是48MB/s)，而1CH TLC循序读取速度达55〜100MB/s，写入速度为5MB * CE#数(例如4CE颗粒就是20MB/s)。采2CH MLC的循序读取速度150〜280MB/s，循序写入速度为12/20MB * CE#*2ch数(例如2CH 2CE颗粒就是48〜80MB/s)；而2CH TLC循序读速度达140〜220MB/s，循序写可达5/7MB * CE# * 2ch(例如2CH 4CE颗粒就是40〜56MB/s)。在市场比较注重写入速度下，可藉由较高CE#的颗粒与双通道搭配，提昇产品的写入速度。另外采较高DDR时脉的NAND Flash颗粒，可以增加读取速度，但相对的整个UFD功耗也跟着提昇，设计者在效能与功耗上必须做取舍。
银灿对USB 3.0 UFD市场规划上，大于128GB的UFD属顶级市场，而循序读>200MB/s、写80〜150MB/s定位在高端市场，仅需使用2CH MLC 4〜8Die即可达成；循序读80〜200MB/s、写30〜80MB/s定位在中端市场，仅需搭配1CH 4Die 或2CH 2Die MLC/TLC颗粒即可达成；循序读50〜100MB/s、写5〜30MB/s则定位主流市场，仅搭配1CH 1~2Die MLC/TLC颗粒即可；USB 2.0 UFD仅在极低成本的礼品市场上存活。
应用于WTG的UFD加速方案
詹政峰提到微软Windows 8提供了WTG(Windows To Go)的应用，做为课程训练、信息站(Kiosk)、学校、网络咖啡店与实验室装置的启动应用，使这些数码装置无须硬盘，能直接以U盘开机运作。要启用WTG，UFD容量至少要32GB，安装完OS之后须预留8GB空间做为磁碟快取，另外装置不支持USB Attach SCSI Protocal(UASP)，且随机4KB Read IOPS大于2,000，而随机4KB Write IOPS大于200，UFD的随机读写IOPS数值，是用户操作体验的关键。
他指出当前许多32GB USB 3.0 UFD可轻易达到40 ~ 100 MB/s循序写入速度，但是导入用户体验，像是复制、播放MP3音乐档案时，传输效能降到15〜24MB/s，这是因为低价U盘架构上，其随机读写效能普遍都太慢；若采用类似SSD的方案来设计，随机档案读写效能虽然改善，但用户不一定能接受这多出来的成本。
银灿科技开发出效能强化软件AI Copying Boost，原本IS916 UFD复制1,000个4KB档案需时13秒，复制1,000个1MB档案需82秒，启用AI Copying Boost软件后，复制时间降为2秒、66秒，跟一般USB外接SSD复制时间3秒、72秒相比，两者复制效能在伯仲之间甚至更快。以Crystal DiskMark v3.0测试，原始IS916 UFD循序读、写取速度为149.7、45.55MB/s，4K QD32为7.852、0.174MB/s；以AI Copying Boost进行软件优化后，循序读、写取速度提升到176.2、50.59MB/s、特别4K与4KQD32随机写入速度提昇为48.48、49.11MB/s，较原先提昇了270倍，提供了进入Windows 8环境下，无停滞的畅快操作体验。
eMMC的技术及市场趋势
银灿科技副总经理魏智泛，提到MMC是JEDEC所订立，采用多芯片封装(MCP)将Flash Memory和Controller控制芯片包装在一颗BGA封装内。eMMC适用于嵌入式系统产品，特别以手机产品为大宗。MMCA与JEDEC组织于2006年宣布eMMC商标与规范定义，在2008年公布eMMC v4.3规格，该年MMCA亦并入JEDEC组织；2009年eMMC v4.4追加DDR50、BGA封装与编码防护，2010年eMMC v4.41追加了HPI界面与背景操作；2011年UFS 1.0与eMMC v4.5规格出现，后者追加HS200等多项功能；在2012年eMMC v4.51仅有少许更动，同年将推出UFS 1.1规格。
eMMC多应用于像是手机、平板等嵌入式系统，厂商无须因为NAND Flash供应商或制程时代的不同，而去重新设计并解决NAND Flash兼容性问题。把eMMC芯片放入手机，可缩短新产品的上市周期和研发成本，加速产品的推出速度。跟SDA协会的eSD规格相比，eMMC还具备了还有三大优点：1.将Boot做法规格化，解决Boot的兼容性问题。2.在现有parallel interface情况下，提供两倍快的效能。3.eSD和SD卡一样要收6%权利金，eMMC则免费。他认为eMMC是一个很好的解决方案，来处理NAND Flash兼容性问题。
目前eMMC规格已发展到eMMC v4.5，追加了像Extended Partition、RTC 与Discard等功能，未来会由UFS (Universal Flash Storage)标准来接棒。UFS规格主要诉求是更快传输速度，更低功耗，以期望陆续获得各手机大厂或是平板电脑大厂的认证。目前市场对eMMC的应用，以ARM Based+Android OS的平板╱智能手机，ARM Based的Windows RT平板╱智能手机，Intel Medfield+ Android OS的平板╱智能手机，均支持eMMC而不使用Flash与SATA界面。
而苹果A5/A6+iOS平台，仅采用单一Flash界面，而不使用eMMC或SATA界面，而Intel x86+Windows 8或Intel x86+iOS平台则使用SATA界面，而不使用eMMC或单一Flash界面。他认为eMMC已涵括大部分Consumer的要求，再加上Intel与Microsoft的支持，将会是未来业界共通的标准。可期待eMMC出货量逐年的成长，同时在Flash制程演进下，eMMC要支持最新的Flash，并且寿命不能打折。eMMC与eMCP将会同时并存于市场。
银灿eMMC产品规划
魏智泛介绍银灿eMMC产品规划时程表，2012年Q3将以130nm制程推出支持eMMC 4.5、19nm MLC，采单矽晶堆叠的IS510 eMMC芯片；随后将在Q4推出支持19nm MLC的多矽晶堆叠的IS511 eMMC芯片；2013年Q3将以65/55nm制程技术，支持1ynm MLC/TLC与BCH/LDPC解码的IS521 eMMC芯片；2014年下半则会推出支持UFS 1.0规格、高速Toggle 2.0 / ONFI 3.0工作模式的1ynm MLC/TLC存储器矽晶，与BCH/LDPC解码的IS551 eMMC芯片。
目前IS510 eMMC已经送样，采12mm x16mm BGA169封装，内嵌19nm MLC(6DCJ) 64Gbit矽晶，提供SDR50与HS200 eMMC工作模式，并通过HS200高速读卡机的读写验证。Crystal Diskmark v3测试出循序读、写速度为79.4、12.33MB/s，4K随机读、写速度为12.71、3.11MB/s。
IS510在配置Toshiba 19nm 6DCJ x1die，Win7环境跑IO Meter选100MB区块做平均3分钟读写测试，4K随机读取2,650IOPS、4K随机写入750IOPS的效能；若以相同配置x1/x2/x4 6DCJ Die，Win7环境以IO Meter选择1GB区块做平均3分钟读写，IS510的4K随机读取约3,000IOPS、4K随机写入为140 x Die数(如4die为560)，也胜过 S公司同样1CH 2 Die配置的eMMC产品。整体说来IS510能较竞争对手产品，在随机读取效能提昇200%，随机写入效能提昇150%。
Q4推出的IS511，搭三星K9GCGD8U0A，与S公司同样配K9GCGD8U0A的eMMC产品相比，IS511 32GB(x4 GCG)的4K随机写入IOPS为580.6，4K随机读取IOPS为2472，超过S公司32GB(x4 GCG) 的表现；均符合Windows To Go(WTG)的4K随机写200以上。4K读取IOPS大于2,000的效能规范。
