存储芯片 emmc、Nand flash、Nor flash之间有什么区别

随着存储领域的发展，有很多不同的存储介质，今天ICMAX就带大家来分一分emmc、Nand flash、Nor flash之间的区别。

一、定义及区别

emmc：全称为embeded MultiMedia Card，是一种嵌入式非易失性存储器系统，由Nand flash和Nand flash控制器组成，以BGA方式封装在一款chip上。

Nand flash：一种存储数据介质；若要读取其中的数据，需要外接的主控电路。

Nor flash：也是一种存储介质；它的存储空间一般比较小，但它可以不用初始化，可以在其内部运行程序，一般在其存储一些初始化内存的固件代码。

这里主要重点讲的是emmc 和Nand flash 之间的区别，主要区别如下：

(1) 在组成结构上：emmc存储芯片简化了存储器的设计，将NAND Flash芯片和控制芯片以MCP技术封装在一起，省去零组件耗用电路板的面积，同时也让手机厂商或是计算机厂商在设计新产品时的便利性大大提高。而NAND Flash仅仅只是一块存储设备，若要进行数据传输的话，只能通过主机端的控制器来进行操作，两者的结构图如下：

(2) 在功能上：eMMC则在其内部集成了 Flash Controller，包括了协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能。相比于直接将NAND Flash接入到Host 端，eMMC屏蔽了 NAND Flash 的物理特性，可以减少 Host 端软件的复杂度，让 Host 端专注于上层业务，省去对 NAND Flash 进行特殊的处理。同时，eMMC通过使用Cache、Memory Array 等技术，在读写性能上也比 NAND Flash要好很多。而NAND Flash 是直接接入 Host 端的，Host 端通常需要有 NAND Flash Translation Layer，即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系统来做坏块管理、ECC等的功能。另一方面，emmc的读写速度也比NAND Flash的读写速度快，emmc的读写可高达每秒50MB到100MB以上；

二、emmc的初始化和数据通信

emmc与主机之间通信的结构图：

其中包括Card Interface（CMD，DATA，CLK）、Memory core interface、总线接口控制（Card Interface Controller）、电源控制、寄存器组。

图中寄存器组的功能见下表：

CID: 卡身份识别寄存器 128bit,只读， 厂家号，产品号，串号，生产日期。

RCA: 卡地址寄存器，可写的16bit寄存器，存有Device identification模式由host分配的通信地址，host会在代码里面记录这个地址，MMC则存入RCA寄存器，默认值为0x0001。保留0x0000以用来将all device设置为等待CMD7命令状态。

CSD: 卡专有数据寄存器部分可读写128bit，卡容量，最大传输速率，读写操作的最大电流、电压，读写擦出块的最大长度等。

SCR: 卡配置寄存器， 可写的 64bit 是否用Security特性(LINUX不支持)，以及数据位宽（1bit或4bit）。

OCR: 卡操作电压寄存器 32位， 只读，每隔0.1V占1位， 第31位卡上电过程是否完成。

（5）Device Identification Mode和初始化

MMC通过发CMD的方式来实现卡的初始化和数据通信

Device Identification Mode包括3个阶段Idle State、Ready State、Identification State。

Idle State下，eMMC Device会进行内部初始化，Host需要持续发送CMD1命令，查询eMMC Device是否已经完成初始化，同时进行工作电压和寻址模式协商：eMMC Device 在接收到这些信息后，会将OCR的内容（MMC出厂就烧录在里面的卡的操作电压值）通过 Response 返回给 Host，其中包含了 eMMC Device 是否完成初始化的标志位、设备工作电压范围 Voltage Range 和存储访问模式 Memory Access Mode 信息。

如果 eMMC Devcie 和 Host 所支持的工作电压和寻址模式不匹配，那么 eMMC Device 会进入Inactive State。

Ready State，MMC完成初始化后，就会进入该阶段。

在该 State 下，Host 会发送 CMD2命令，获取eMMC Device 的CID。

CID，即 Device identification number，用于标识一个 eMMC Device。它包含了 eMMC Device 的制造商、OEM、设备名称、设备序列号、生产年份等信息，每一个 eMMC Device 的 CID 都是唯一的，不会与其他的 eMMC Device 完全相同。

eMMC Device 接收到CMD2后，会将 127 Bits 的CID的内容通过 Response返回给 Host。

Identification State，发送完 CID 后，eMMC Device就会进入该阶段。

Host 会发送参数包含 16 Bits RCA 的CMD3命令，为eMMC Device 分配 RCA。设定完 RCA 后，eMMC Devcie 就完成了 Devcie Identification，进入 Data Transfer Mode。

注：emmc初始化和数据通信的过程，有点类似USB协议，USB控制器去发送请求给USB设备，以IN包和OUT包的形式去建立与USB设备之间的通信，默认状态下，USB设备也是0地址的，与控制器分配设备地址。（感兴趣的可以看一下USB2.0的协议，主要是第8和9章内容）

三、eMMC工作电压和上电过程

根据工作电压的不同，MMC卡可以分为两类：

High Voltage MultiMediaCard，工作电压为3.3V左右。

Dual Voltage MultiMediaCard，工作电压有两种，1.70V~1.95V和2.7V~3.6V，CPU可以根据需要切换

我所使用的eMMC实测工作电压VCC为2.80V~2.96V，VCCQ为1.70V~1.82V。

其中VCC为MMC Controller/Flash Controller的供电电压，VCCQ为Memory和Controller之间I/O的供电。

上电初始化阶段MMC时钟频率为400KHz，需要等电压调整到它要求的VCC时（host去获取OCR中记录的电压值，上面有说），MMC时钟才会调整到更高的正常工作频率。

首发英特尔锐炫A730M独显！机械师曙光16是否值得选？

机械师曙光16是一款非常特别的游戏本，它采用了全新的模具，外观设计颇有几分联想拯救者的味道，而且还加入了象限开机键、十字灯带、阵列布局、手机无线充电功能，炫酷非常。同时，该产品还首发英特尔锐炫A730M高性能显卡，只要显卡实际表现不拉垮，应该会成6.18期间的爆款候选游戏本之一。

机械师曙光16的外观设计非常酷，它将屏幕转轴前移，棱角分明的机身刚毅十足。官方称其灵感来源于无量象限的坐标元素，电源键和转轴侧面都加入了象限十字灯带，结合RGB四区背光键盘可以带来炫酷的神光同步灯效。

机械师曙光16的键盘布局和拯救者非常像，全尺寸方向键也被独立了出来，触控板面积偏小，掌托右侧内隐藏了无线充电模块，如果你的手机和鼠标支持无线充电，平时只需放在上面就能随时补电了。

机械师曙光16的屏幕可以开合180度，采用16：10显示比例的面板，拥有2560×1600高分辨率，100% sRGB高色域和165Hz高刷新率，屏占比非常高。

机械师曙光16搭载第12代酷睿i7-12700H处理器（未来还有i9版），标配16GB DDR5-4800内存和512GB PCIe 4.0 SSD。

此外，它还首发英特尔最新的锐炫A730M独显，属于锐炫家族的“次旗舰”，拥有包含24个Xe核心和24个光追单元，核心频率为1100MHz，显存192bit位宽和12GB，功耗范围80W~120W（英特尔官方参数）。

机械师曙光16并没有公布具体的功耗释放情况，理论上满血的锐炫A730M独显应该可以达到RTX 3060的水准。和NVIDIA独显相比，锐炫A730M独显是英特尔首次实现AV1编码的硬件加速，直接的作用是视频采集、编码、传输速率全面升级，使得视频制作、传输，直播等场景下效率飞速升级。

换句话说，锐炫A730M独显可能更适合视频创作者。

机械师曙光16支持Wi-Fi 6，预装新版控制中心软件，支持Nahimic音效。

机械师曙光16的接口非常丰富，包括USB3.1 Gen1、2×USB3.1 Gen2、2×全功能USB Type-C、HDMI2.0、RJ45、音频接口、电源插孔。可惜，该产品的USB-C都是全功能（官方没有标注是否支持PD充电），并不是雷电4，扩展潜力有所降低。

总的来说，机械师曙光16是一款高颜值的游戏本新秀，外在设计较之机械师过去的产品更显档次，甚至具备和拯救者Y9000P竞争的资质。标配DDR5内存和PCIe 4.0 SSD，核心配置无缩水，现在的关键问题是不知道曙光16能为酷睿i7-12700H处理器和锐炫A730M独显开放多少功耗，单双烤机时能否满血运行，以及英特尔的新版驱动是否会拖累锐炫显卡的发挥，充满了未知。这款产品的首发价是7499元，恢复原价后则是8499元，如果锐炫A730M独显的实际性能符合预期，7499元的首发价堪称无敌，颜值性能均在线。如果不符合预期，恢复原价后的竞争力就不如RTX 3060独显版的拯救者、暗影精灵等热门产品了。

说起来机械师为曙光16搭配锐炫显卡还是有些“赌一把”的成分，首发锐炫A730M的卖点不见得可以转换成实际的销量，如果能直接标配满血版的RTX 3060无疑会更稳一些。

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