从前端到后端 依应用选择物联网存储器方案

旺宏针对穿戴式装置推出宽电压、低功耗快闪存储器方案。旺宏

根据研究机构统计，到了2020年全世界联网设备预估将达500亿个。从智能手表、智能手环等穿戴式装置，到智能家庭中各种联网家电，企业当中智能建筑、智能工厂的应用，在马路上跑的联网汽车，以及智能城市的各种监控装置等，无数的联网装置将随时在产生数据，可以想见未来不只万物联网更代表万物储存的时代来临。

以物联网的架构来看，从前端联网设备到后端应用分析，都需要大量储存设备。尤其前端联网装置将随着应用领域的不同而有不同的数据储存需求，以下先从前端装置的存储器需求与解决方案谈起，最后谈后端做应用分析的储存设备。

物联网存储器市场竞争激烈

以下从物联网热门应用说明。

1.穿戴式装置与智能家庭

对穿戴式装置来说，NOR flash(编码型快闪存储器)可以说是绝佳选择。由于NOR flash可支持随机存取，程序码可不先复制到另外的RAM快取就原地执行，也就是说NOR flash可以有高速的读取效率，在Serial NOR是20MB/秒，在parallel的NOR达250MB/秒。此外，NOR flash直接执行程序码也大大降低开机时间，让装置可立即开机使用，这麽一来不需要用到存储器也就能减少耗电。再加上对一般型穿戴式装置来说，经常会将搜集到的健康或健身数据上传到云端数据库，因此在本地端不需要储存太多数据。

基于上述原因，NOR flash与MCP(多芯片封装存储器)的组合适合多数穿戴式装置使用。然而对于走高端路线的穿戴式设备来说，例如有储存影像功能的装置或Apple Watch，就会使用NAND flash(储存型快闪存储器)或eMMC规格的存储器，或同时搭配Mobile DDR此类低耗电存储器。

至于智能家庭中的产品应用相当多元，从家庭电源管理、恒温器、智能家电，到安控系统、家庭娱乐设备、智能闸道器等，需要不同的存储器？储存方案。NOR flash与NAND flash一样在智能家庭联网设备中不可或缺，因为需要迅速开机的性能以及高容量。此外，许多智能闸道器也都已配备有NAS等级的储存功能，希望成为智能家庭云端中心，但各家推出的智能家电等联网产品则是会将数据传送到厂商的云端数据库存放并做分析，在本地端没有存放太多数据。

旺宏在1月推出针对穿戴式产品的新款NOR flash解决方案「MX25R产品家族」，采用Serial NOR界面，强调超小体积、宽电压、低耗电等特色。而大厂美光也与华邦电合作开发超高速Serial NOR flash，将可比NAND flash更快速度，以及东芝等都有针对穿戴式或智能家庭的存储器解决方案。

2.工控应用市场

由于在智能工厂或工控领域的应用也相当广泛，各种嵌入式系统包括工业自动化控制机台、POS机、游戏机或医疗设备等不同属性设备，因此会使用各式各样存储器，如NAND flash、EEPROM(电子抹除式可复写唯读存储器)、磁碟模块(DOM)、新的非挥发性存储器ReRAM(电阻存储器)/PCM，并使用SATA/SATA express界面的固态硬盘SSD，或是各种界面插槽mSATA、half-slim SATA、M.2来安装SSD模块卡或是新的Micro SSD等，SSD除了上述模块卡外，还有封装成硬盘外观的SSD以及封装成单一芯片外观的SSD芯片等。由于SSD具备多样外观、高耐用性、高可靠度、低耗电、可定制化等特性，因而成为工控领域储存方案的首选。

近期此一市场需求热烈，各家厂商也不断投入技术研发体积更小、更省电、读写速度更快的方案。包括宜鼎国际日前针对工控应用推出UDIMM/SODIMM/ECC和UDIMM/SODIMM DDR4动态存储器模块，其推出完整产品线并符合JEDEC最新规范。而宇瞻则是以软硬件整合的服务模式，提供SSD监控软件App，让使用者可透过移动设备随时监看SSD运作情形，并提供告警以降低SSD突然损坏的风险。其他还包括威刚、Memoright等都有针对工控应用推出储存方案。

3. 车载系统

联网汽车内的各式应用不少，举凡导航系统的3D地图、增实境的技术、车载娱乐系统、先进辅助驾驶系统(ADAS)及行车记录器等，均需要使用大量的挥发性与非挥发性存储器。

以现阶段来说，车载资通讯娱乐系统所使用的存储器占市场上最高比重，但未来随着各国政府法规对安全性需求的驱动下，先进辅助驾驶系统所使用的存储器方案相信会超越娱乐系统，其次是对于环保引擎监控类的应用也会快速成长。此外，各式的新应用均有带宽需求，因此如4Gb以上的DDR3高效能DRAM需求将不断成长。

进一步来看ADAS系统所使用的存储器类型，DRAM主要用于汽车对汽车网络以及汽车对基础设施网络等需要高密度与快速的存储器，而低功耗DRAM(LPDRAM)则用于需要维持待机状态下让信息显示在仪表板上的车用电子当中。另外，许多车内应用会透过无线连线存取，这时通讯上就需要采用认证以防遭侧录窜改数据，适合采用SLC NAND flash来存放安全认证。至于其他像3D地图、路况监控、语音识别等导航与资通讯娱乐系统则需要大容量的非挥发性存储器，适合采用eMMC存储器。

车载系统对于储存产品的需求相当严苛，除了低耗电外，还需抗高温、耐震动、防潮、防尘、抗酸，面对极端环境对储存系统的挑战。目前包括宇瞻、宜鼎、美光、SanDisk等都有针对车载系统推出储存方案，而慧荣也看好车载市场，从单纯的芯片供应商延伸为解决方案供应商，日前推出FerriSSD车用级解决方案，提供硬件及韧体解决方案。

云端平台省去自建储存系统

前端各种联网设备搜集数据后，多数会传送到后端平台进行分析与储存，而这部分则与大数据储存技术有关。目前也有许多新创公司如Xively、Ayla、2lemetry以及IT大厂如微软的Azure、IBM的Bluemix等针对物联网推出云端管理平台，台湾厂商则有物联智能的KALAY平台，此类平台可将传感器的数据汇集到云端进行分析、告警与储存，企业不需自行建置储存系统。

面对物联网技术导入企业环境，对企业的储存架构也产生了挑战与变化。数据中心必须处理序列存取与随机存取等两种型态的数据，并且需要不同储存系统。对于网络摄影机等有传输图档、影像数据需求且以序列方式存取的装置，过去经常储存在大容量的NAS系统，如今看到转向物件导向的储存技术，因为其高系统扩充性与数据共享能力。至于从传感器传来的日志档数据，属于随机存取类型的装置，过去也储存在高性能的NAS系统，则转而采用全快闪的储存阵列(All flash arrays)以便于进行快速的分析。

物联网兴起，各领域厂商莫不积极研究物联网技术可以如何为企业既有营运加分，而对设备制造商来说快速进入市场也成为重要关键，因此选择适合的存储器方案善用云端平台进行大数据储存分析，才能将资源集中在主力产品开发上。