浅谈华邦电子三大创新型存储解决方案及相关应用-电子发烧友网

随着5G商用化进程的进一步推进，人工智能、自动驾驶与智能物流等行业进入上升期，这也对现有存储产品与方案提出了新的要求。日前，华邦电子与媒体分享了公司三大创新型存储解决方案及相关应用。

破除“不作即无恶”的安全悖论

人工智能、自动驾驶等前沿技术的发展，都离不开物联网技术的普及，但随着越来越多的嵌入式系统进入到物联网之中，物联网设备的安全正面临极大的挑战。华邦安全解决方案行销处处长陈宏玮援引多家分析机构的数据称，仅在2019年，物联网网络攻击的比例就上升了300%，其中41%是由于设备漏洞造成的中高度攻击，每次终端攻击会造成约九百万美元的损失。预计到2020年，物联网边缘设备会到达58亿的规模，考虑到新冠疫情的爆发，71%的安全专家认为安全威胁会随之增加，95%的专家认为IT安全挑战会与日俱增。

与此同时，电子产品面临的安全法规监管环境也越来越严格，多国政府都出台了安全法规，不合规的产品不但面临违规处罚、丧失核心竞争力的风险，同时也会造成企业品牌信任度的下降。

“物联网设备正面临一个安全悖论。从终端用户的角度看，似乎‘不作即无恶’，于是往往选择忽略；从制造商角度看，他们又面临着无专业知识，需要为增加安全功能支付额外成本的挑战。这就迫使安全功能的增加在产业链中不断前移，上游的芯片公司将承担更多的安全责任。”因此，陈宏玮认为，要从根本上解决各种物联网环境的安全问题，就必需在产品设计阶段开始着手，注重设计的安全。

作为一家以存储业务为主的公司，华邦更看重存储安全，因为电子系统中的代码和数据绝大部分都储存在闪存中，如何增加闪存的安全性，成为其设计开发TrustME安全闪存产品的出发点之一。毕竟只有硬件安全，才有软件、系统和网络的安全，即所谓的“信任链（Chain of trust）”的概念。

安全认证、设计灵活、可扩展、多功能，被陈宏玮视作华邦安全闪存的独特价值所在，而最新推出的面向消费类与工业物联网设备的W77Q安全闪存则是承载上述理念的最佳载体。W77Q安全闪存是与标准型闪存装置兼容的即插即用型产品，支持安全启动，提供硬件信任根（root-of-trust）以及优秀的恢复能力、加密数据存储能力和传输的能力，完全符合《欧盟网络安全法》制定的Substantial与Basic认证级别所需的安全功能，以及共同安全准则的EAL2认证等级、SESIP认证、ARM平台安全架构（PSA）规范。值得一提的是，考虑到物联网设备都会连接在云端，如果主芯片受到攻击，华邦的方案可以做到由云端对闪存固件进行重新设置。

完整的DRAM布局

近年来，人工智能与物联网的整合，大幅度推升AIoT技术的进程，尤其是视频监控与多样化的智复古H5模板
能家庭使用范例产生了众多的新型态的智能型应用。以新一代家居安防监控摄像头为例，它采用计算机型态的架构，并配备充足的高速DRAM内存以存储容纳复杂的推论引擎及其他应用程序代码。但区别于平板计算机、智能手机或其他通用型计算机，制造商发现专用的低容量或中容量LPDRAM更符合家居安防摄像头对节能、续航及可靠性的更高要求。

为了进一步简化家居智能安防监控系统制造商的系统整合，近日，华邦宣布了Kneron最新的KL720系统单芯片将搭载华邦的1Gb LPDDR3 KGD，为人工智能和机器学习技术开启更多应用可能性。华邦LPDDR3 DRAM能支持KL720的高处理量和效能效率，最高中国风H5模板
带宽达8.5GB/s，可在双1.2V/1.8V供电下运作，且内含深度省电（Deep Power Down）和频率停止（Clock Stop）等节能功能。据悉，华邦的1Gb LPDDR3 DRAM将以良品裸晶圆（KGD）供应，并与KL720中的全新Kneron神经网络处理器（NPU）封装在一起。

然而1Gb LPDDR3只是华邦面向边缘人工智能的产品GP-Boost DRAM产品布局中的一员，根据华邦DRAM内存产品销企划处部经理曾一峻给出的解释，GP代表Green Power，Boost意味着可以提供高带宽的产品。

从下图来看，GP-Boost DRAM全系列功耗覆盖0.05-0.4W，带宽覆盖2.13GB/s-17.04GB/s范围。最左侧是32Mb-256Mb ULP HyperRAM，对应算力0.3-0.5TOPS，以“Cortex-M7/M55微控制器+U55 NPU”为主，主要用于简单的声音处理或者图像识别；接下来是算力0.5-1TOPS，以“Arm Cortex-Ax CPU+N37/客户自研NPU”为主，对应512Mb/1Gb LP2 DRAM，应用场景包括智能门铃、智能家居或人脸识别；上文提及的1Gb LP3主要面向实时图像识别、图形侦测应用，算力1.0-4TOPS；如果算力增加到4.0TOPS以上，方案以“Cortex-A5+N77 NPU”为主，应用场景为智能摄像头或边缘计算时，就要用到1-2Gb LPDDR4低容量DRAM。

“华邦GP-Boost DRAM布局在中低容量是相对完整的，客户如果需要一站式采购，这是一个很好的DRAM解决方案。”曾一峻说1Gb DDR3除了用于人工智能领域外，也开始被陆续导入一些高清面板的设计方案中，以8K设计为例，前期方案可能需要4-8颗1Gb DDR3，但如果更换成GP-Boost系列，只需2-3颗1Gb LPDDR3，从而在功耗、散热、成本方面带来极大竞争优势。

HyperRAM产线也被华邦寄予厚望，30/60/128Mb系列均已实现量产，即将于年底推出的256Mb将成为全系列的容量之最。低功耗是HyperRAM系列的核心卖点，以64Mb为例，在1.8V电压下，待机功耗可以达到45mW，总管脚只有17个，这对电动自行车、穿戴式手表、TWS耳机等应用来说极为合适。

NOR闪存的“天敌”

除了智能家居、智能安防应用外，自动驾驶也是近年来人工智能和机器学习的热门应用之一。作为全球首款采用x8串口的NAND Flash，华邦OctalNAND Flash产品有望以比同级NOR更优的价格提供车用电子与工业制造商高容量的存储内存产品。

作为当前世界上最快的串口NAND闪存，W35N-JW OctalNAND Flash采用华邦通过验证的46nm SLC NAND制程，能在1Gb至4Gb容量装置上获得每秒240MB读写效能，相较华邦先前发表的高效能W25N-JW QspiNAND Flash系列产品，速度高出3倍，相较市面上一般的Quad Serial NAND Flash产品，读取速度更是快了将近10倍。此外，该产品的写入/抹除次数达到了10万次以上，能够确保10年以上的数据保存期。

在华邦电子闪存产品企划经理黄信伟看来，由于NOR Flash技术可靠性高且读写速度快，可支持快速启动，因而不少用户都以此技术作为内存存储方案。然而，以目前业界的晶圆制程技术，在内存容量达512Mb的情况下，NOR Flash芯片大小已经到达了业界标准封装的极限，超过512Mb之后，扩充效益低落，大幅推升晶粒尺寸与封装成本。尤其是在车用图形显示器、先进驾驶辅助系统（ADAS）等应用上，启动程序所需内存通常大于512Mb，为了使车用与工业OEM厂商得以在采用业界标准封装且合乎成本效益的储存方案，华邦开始着手研发OctalNAND Flash。

由于管脚数少、封装面积小等优点，NAND闪存从并口式转成串口式正成为行业趋势。例如为了要控制数据输出，传统并口NAND一般会采用15或23条线，但如果使用串口的话，只需使用6条线而已，大幅节省了电子产品在未接电源时存储代码的空间和成本。而且NAND Flash技术可扩充性强，在储存容量达到1Gb以上时，就更具备成本吸引力。与相同容量的NOR相比，NAND会比NOR少50%的成本，如果再考虑整个系统的成本，采用NAND方案还会更加有优势。然而，传统NAND Flash在将启动程序映像至DRAM等功能上显得过于缓慢。但OctalNAND Flash每秒240MB的读写效能很好地解决了这一难题，不但远超普通串口20-30MB/S的读取速度，即便面对小容量NOR Flash+EMMC方案时，OctaINAND在某些情况下也不会比eMMC慢，比如在读取一些区块小于18KB以下的情况时，OctaINAND甚至快于eMMC。

结语

“创新，是领导者和追随者最大的区别”，黄信伟在接受采访时援引乔布斯的这句名言称，如果墨守成规，始终和别人一样做标准型的产品，势必会落入降价竞争的圈套中。但如果能倾听市场的动向，开发出自己独有的技术，避免跟风式开发标准化产品，就能始终保持创新活力。而这，也是他给中国大陆存储产业同行提出的建议。
责任编辑:tzh