万物互联趋势下eMMC为什么如此受欢迎，它有哪些优势

万物互联是大趋势，与之相关的应用场景之内的产品将成为存储器最重要的应用市场，对于这些产品，由于需要大容量和开发的便捷性，存储的首选便是eMMC。

在之前的文章中，我们提到过，随着移动设备基础性能的提升，更有发展潜力的UFS闪存显然比eMMC闪存更加适合移动设备，也更加符合移动设备的发展进程，所以到现在为止，在中高端手机中，基本上是USF3.0及USF2.0的天下，eMMC在移动设备消费电子产业城池接连失陷，几年前的华为“闪存门”也很直观的说明了市场的选择，这些内容都在之前eMMC相关的文章中提到过。

但eMMC闪存并不会退出历史舞台，eMMC闪存在如录音笔、汽车导航、智能后视镜、监控摄像机， AR/VR、智能手表、游戏机、机顶盒等领域甚至更吃香。 因为eMMC相当于Nand Flash+主控IC ，它的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器，提供标准接口并管理闪存，使得产品制造厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说，同样的重要。

eMMC为什么如此受欢迎，就需要回答eMMC是什么这个问题。本公众号在之前关于eMMC的推文中已经详细的从物理结构和软件结构（如图2和图3）两个方面介绍过，现在仅仅是稍微回顾一下。eMMC是符合EMMC接口的存储芯片，其实就是Nand进行一定的管理和封装后形成的。它的物理封装、硬件电平和脚位、软件时序都为兼容和可替换性考虑，现在基于成本考虑一般选用MLC NAND FLASH。一般内部内置了一个控制器，解决了NAND的时序、坏块和ECC问题。

软件方面，eMMC芯片中有几个分区，分别是Boot1、Boot2；RPMB partition；General Purpose Partition 1～4和User Area区，分别用于启动系统、保存指纹信息等安全相关的数据、存储系统或者用户数据。

图 2 eMMC 的硬件架构

图 3 eMMC 的软件架构

因为以上eMMC的特点，相对NAND FLASH 来说，eMMC在需要大容量存储的市场性价比更高，且软件处理方面更简单。对于更新迭代较快的消费电子市场来说，制造厂商可以缩短研发周期，大大加快了产品的迭代上市。

目前有工业级、工业宽温级和车规级eMMC，主要应用在高端家电、工业设备和汽车设备上，即手机平板除外的部分消费电子、工业产品和汽车电子领域。包括机顶盒(STB)、网络设备、智能电视/智能家电以及各种物联网(IoT)、可穿戴设备等。在这些产品的应用中，需要考虑的是：①容量；②应用年限（稳定性）；③ 安全性。

作为非易失性存储器市场的领导者，Macronix推出了e•MMC系列产品™ 内存满足大容量存储和高可靠性应用的需要，结合了多年来闪存设计经验及其先进的内部NAND闪存制造技术。（如图 4为旺宏eMMC 产品一览）

图 4 旺宏eMMC 产品一览表

凭借在嵌入式解决方案方面的丰富经验，Macronix能够开发优化的管理固件，以提供更长的产品寿命和可靠的数据完整性。解决方案优化了内存映射、块管理、损耗均衡和错误校正技术，以满足设计人员对可靠性的要求。面对苛刻的应用环境的挑战，Macronix的e•MMC™内存可以帮助设计人员提高系统可用性，减少维护工作。Macronix将其MLC NAND闪存和控制器集成在一个BGA软件包中，并提供到主机系统的标准接口。

在单一封装中整合了闪存与控制器的嵌入式多媒体存储卡(eMMC)规格储存方案，在目前的嵌入式系统，包括机顶盒(STB)、网络设备、智能电视/智能家电以及各种物联网(IoT)、可穿戴设备 中应用逐渐广泛。

eMMC方案在设备内主要是做为程序代码储存，因此嵌入式应用的容量需求一般在8GB以下，为避免eMMC 在产品中“大材小用”造成资源浪费、成本升高，旺宏规划eMMC产品线时，在主流的4GB容量以外，因应小容量eMMC产品需求缺口顺势推出2GB与1GB产品，不但帮助客户在应用eMMC时有更好的性价比选择，还依据嵌入式设备的应用特性，进一步强化产品可靠度。小容量的1-2GB产品在智能手表这样的应用方向是较为合适的，既没有浪费，也提升了整体的应用体验。

不同于手机约只有两年的汰换周期（如图5 应用于不同产品的Emmc 需要满足不同的要求），嵌入式设备寿命至少三到五年，因此旺宏的eMMC产品特别强调读写寿命、数据完整性、断电保护机制等方面的性能，并提供更长的供应期(五年以上)，以确保终端客户无后顾之忧，使用者使用串口命令查看擦写次数即可判断eMMC的使用寿命。

图 5

旺宏自主开发的eMMC控制IC与固件能够确保每一环节的质量，也能针对客户不同的应用需求进行客制化调整。比如智能家电、工业物联网设备等产品特别着重于数据保存（Data Retention）能力的要求，此时就能透过提供强化设计的eMMC固件来满足长期可靠性的要求。

质量为先，无论是在旺宏eMMC主打的针对小容量便携设备、家电和工业设备的eMMC，还是汽车电子，质量和稳定性才是王道。比如特斯拉的老款Model S和Model X曾经出现过“eMMC 故障”，即因由于大量的日志被写入eMMC，导致芯片损耗过快才最终崩溃，于是出现触摸屏反应迟钝、开机时间变长、屏幕死机、重启，甚至MCU单元完全失效等问题。所以eMMC的车规级认证和足够用户产品使用的擦写次数、多种极端环境下保持的稳定性，对于汽车应用来说尤其重要。对于高端家电也是如此，虽然没有汽车的大量日志的写入，然而，汽车电子产业对存储的需求主要来自于IVI、TBOX和数字仪表盘等产品，据统计，每台车对存储的需求量在32GB左右，高端家电使用的8GB 的eMMC 产品，对于日常的日志写入和统计相对而言也需要不小的优化率和不错的稳定性，以使得长期使用无忧。

旺宏的eMMC产品主要应用于工业电子、高端家电，除此以外，eMMC在现在和未来的一大应用市场汽车电子还尚未涉足。但是，旺宏具有通过AEC-Q100 Grade 2/3级品质考核认证的NAND FLASH，未来是否会推出符合车用市场的eMMC产品，我们拭目以待。

车用电子蓬勃发展，其应用也从影音娱乐系统、智能仪表板及主动式先进驾驶辅助系统，转向为智能汽车、车联网，及自动驾驶车等新进技术，随着新科技的运用与发展趋势，未来的汽车宛如拥有人工智能的电脑服务器，对存储器需求将大幅跃增。

如今万物互联的趋势愈加鲜明，在万物互联的框架下，以汽车驱动的车联网，会持续带来巨大的数据增量。将来汽车的存储数据主要来自信息娱乐系统、仪表盘、ADAS系统、通信和动力系统五大方面（如图6为车载部件架构图），尤其是通信和ADAS系统，它的自适应巡航、自适应灯光控制、交通标志识别等等许多功能都需要极大的数据存储运算来维持其正常的运行，这就需要汽车存储器能够提供大量数据的存储和实时传输，以及更快的读写速度。再加上车载中控、车载后视镜、车载导航仪、行车记录仪等标准化配置，总体都对汽车数据存储提了更高的要求——数据传输更快，码流要更大，以及数据运算的准确性。未来预计每辆汽车每天将生成72GB数据量，车联网将和周边的设施进行多项互联，整体与车相关的车联网每年将达到5000EB数据量。这对于存储的存储量和吞吐效率要求将会越来越高。

图 6 车载部件架构图

ADAS系统的流畅性、稳定性与汽车存储主控技术的迭代更新都有着密切的关系，需要提供稳定的数据和码流。车辆在录制和调取信息的过程中，要保证数据的稳定性和及时性，如果在行驶过程中，出现卡顿或数据不稳定不仅会影响到汽车的正常行驶，甚至引发交通事故。在智能汽车领域，笔者认为，数年内，在完全实现类似智能手机一样的大移动互联之前，在汽车完全完成车联网，在智慧交通物联网的建设更加完善之前，在真正的万物互联到来之前，eMMC都仍然是汽车领域当之无愧的存储之王。因此eMMC产品在汽车市场仍然占据极大的份额。

在极速的智能化面前，UFS将成为主流，然而，在完成一切基础构建以使得万物互联成为可能之前，eMMC仍然具有不可撼动的地位。或许，当电子设备更加智能化那一天到来时，UFS也会被取代，毕竟智能化社会终将要到来。离开智能机，eMMC还会一切还需要它的场合。

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