隨著5G商用化進程的進一步推進，人工智能、自動駕駛與智能物流等行業(yè)進入上升期，這也對現有存儲產品與方案提出了新的要求。日前，華邦電子與媒體分享了公司三大創(chuàng)新型存儲解決方案及相關應用。

破除“不作即無惡”的安全悖論

人工智能、自動駕駛等前沿技術的發(fā)展，都離不開物聯網技術的普及，但隨著越來越多的嵌入式系統(tǒng)進入到物聯網之中，物聯網設備的安全正面臨極大的挑戰(zhàn)。華邦安全解決方案行銷處處長陳宏瑋援引多家分析機構的數據稱，僅在2019年，物聯網網絡攻擊的比例就上升了300%，其中41%是由于設備漏洞造成的中高度攻擊，每次終端攻擊會造成約九百萬美元的損失。預計到2020年，物聯網邊緣設備會到達58億的規(guī)模，考慮到新冠疫情的爆發(fā)，71%的安全專家認為安全威脅會隨之增加，95%的專家認為IT安全挑戰(zhàn)會與日俱增。

與此同時，電子產品面臨的安全法規(guī)監(jiān)管環(huán)境也越來越嚴格，多國政府都出臺了安全法規(guī)，不合規(guī)的產品不但面臨違規(guī)處罰、喪失核心競爭力的風險，同時也會造成企業(yè)品牌信任度的下降。

“物聯網設備正面臨一個安全悖論。從終端用戶的角度看，似乎‘不作即無惡’，于是往往選擇忽略；從制造商角度看，他們又面臨著無專業(yè)知識，需要為增加安全功能支付額外成本的挑戰(zhàn)。這就迫使安全功能的增加在產業(yè)鏈中不斷前移，上游的芯片公司將承擔更多的安全責任。”因此，陳宏瑋認為，要從根本上解決各種物聯網環(huán)境的安全問題，就必需在產品設計階段開始著手，注重設計的安全。

作為一家以存儲業(yè)務為主的公司，華邦更看重存儲安全，因為電子系統(tǒng)中的代碼和數據絕大部分都儲存在閃存中，如何增加閃存的安全性，成為其設計開發(fā)TrustME安全閃存產品的出發(fā)點之一。畢竟只有硬件安全，才有軟件、系統(tǒng)和網絡的安全，即所謂的“信任鏈（Chain of trust）”的概念。

安全認證、設計靈活、可擴展、多功能，被陳宏瑋視作華邦安全閃存的獨特價值所在，而最新推出的面向消費類與工業(yè)物聯網設備的W77Q安全閃存則是承載上述理念的最佳載體。W77Q安全閃存是與標準型閃存裝置兼容的即插即用型產品，支持安全啟動，提供硬件信任根（root-of-trust）以及優(yōu)秀的恢復能力、加密數據存儲能力和傳輸的能力，完全符合《歐盟網絡安全法》制定的Substantial與Basic認證級別所需的安全功能，以及共同安全準則的EAL2認證等級、SESIP認證、ARM平臺安全架構（PSA）規(guī)范。值得一提的是，考慮到物聯網設備都會連接在云端，如果主芯片受到攻擊，華邦的方案可以做到由云端對閃存固件進行重新設置。

完整的DRAM布局

近年來，人工智能與物聯網的整合，大幅度推升AIoT技術的進程，尤其是視頻監(jiān)控與多樣化的智能家庭使用范例產生了眾多的新型態(tài)的智能型應用。以新一代家居安防監(jiān)控攝像頭為例，它采用計算機型態(tài)的架構，并配備充足的高速DRAM內存以存儲容納復雜的推論引擎及其他應用程序代碼。但區(qū)別于平板計算機、智能手機或其他通用型計算機，制造商發(fā)現專用的低容量或中容量LPDRAM更符合家居安防攝像頭對節(jié)能、續(xù)航及可靠性的更高要求。

為了進一步簡化家居智能安防監(jiān)控系統(tǒng)制造商的系統(tǒng)整合，近日，華邦宣布了Kneron最新的KL720系統(tǒng)單芯片將搭載華邦的1Gb LPDDR3 KGD，為人工智能和機器學習技術開啟更多應用可能性。華邦LPDDR3 DRAM能支持KL720的高處理量和效能效率，最高帶寬達8.5GB/s，可在雙1.2V/1.8V供電下運作，且內含深度省電（Deep Power Down）和頻率停止（Clock Stop）等節(jié)能功能。據悉，華邦的1Gb LPDDR3 DRAM將以良品裸晶圓（KGD）供應，并與KL720中的全新Kneron神經網絡處理器（NPU）封裝在一起。

然而1Gb LPDDR3只是華邦面向邊緣人工智能的產品GP-Boost DRAM產品布局中的一員，根據華邦DRAM內存產品銷企劃處部經理曾一峻給出的解釋，GP代表Green Power，Boost意味著可以提供高帶寬的產品。

從下圖來看，GP-Boost DRAM全系列功耗覆蓋0.05-0.4W，帶寬覆蓋2.13GB/s-17.04GB/s范圍。最左側是32Mb-256Mb ULP HyperRAM，對應算力0.3-0.5TOPS，以“Cortex-M7/M55微控制器+U55 NPU”為主，主要用于簡單的聲音處理或者圖像識別；接下來是算力0.5-1TOPS，以“Arm Cortex-Ax CPU+N37/客戶自研NPU”為主，對應512Mb/1Gb LP2 DRAM，應用場景包括智能門鈴、智能家居或人臉識別；上文提及的1Gb LP3主要面向實時圖像識別、圖形偵測應用，算力1.0-4TOPS；如果算力增加到4.0TOPS以上，方案以“Cortex-A5+N77 NPU”為主，應用場景為智能攝像頭或邊緣計算時，就要用到1-2Gb LPDDR4低容量DRAM。

“華邦GP-Boost DRAM布局在中低容量是相對完整的，客戶如果需要一站式采購，這是一個很好的DRAM解決方案?！痹痪f1Gb DDR3除了用于人工智能領域外，也開始被陸續(xù)導入一些高清面板的設計方案中，以8K設計為例，前期方案可能需要4-8顆1Gb DDR3，但如果更換成GP-Boost系列，只需2-3顆1Gb LPDDR3，從而在功耗、散熱、成本方面帶來極大競爭優(yōu)勢。

HyperRAM產線也被華邦寄予厚望，30/60/128Mb系列均已實現量產，即將于年底推出的256Mb將成為全系列的容量之最。低功耗是HyperRAM系列的核心賣點，以64Mb為例，在1.8V電壓下，待機功耗可以達到45mW，總管腳只有17個，這對電動自行車、穿戴式手表、TWS耳機等應用來說極為合適。

NOR閃存的“天敵”

除了智能家居、智能安防應用外，自動駕駛也是近年來人工智能和機器學習的熱門應用之一。作為全球首款采用x8串口的NAND Flash，華邦OctalNAND Flash產品有望以比同級NOR更優(yōu)的價格提供車用電子與工業(yè)制造商高容量的存儲內存產品。

作為當前世界上最快的串口NAND閃存，W35N-JW OctalNAND Flash采用華邦通過驗證的46nm SLC NAND制程，能在1Gb至4Gb容量裝置上獲得每秒240MB讀寫效能，相較華邦先前發(fā)表的高效能W25N-JW QspiNAND Flash系列產品，速度高出3倍，相較市面上一般的Quad Serial NAND Flash產品，讀取速度更是快了將近10倍。此外，該產品的寫入/抹除次數達到了10萬次以上，能夠確保10年以上的數據保存期。

在華邦電子閃存產品企劃經理黃信偉看來，由于NOR Flash技術可靠性高且讀寫速度快，可支持快速啟動，因而不少用戶都以此技術作為內存存儲方案。然而，以目前業(yè)界的晶圓制程技術，在內存容量達512Mb的情況下，NOR Flash芯片大小已經到達了業(yè)界標準封裝的極限，超過512Mb之后，擴充效益低落，大幅推升晶粒尺寸與封裝成本。尤其是在車用圖形顯示器、先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等應用上，啟動程序所需內存通常大于512Mb，為了使車用與工業(yè)OEM廠商得以在采用業(yè)界標準封裝且合乎成本效益的儲存方案，華邦開始著手研發(fā)OctalNAND Flash。

由于管腳數少、封裝面積小等優(yōu)點，NAND閃存從并口式轉成串口式正成為行業(yè)趨勢。例如為了要控制數據輸出，傳統(tǒng)并口NAND一般會采用15或23條線，但如果使用串口的話，只需使用6條線而已，大幅節(jié)省了電子產品在未接電源時存儲代碼的空間和成本。而且NAND Flash技術可擴充性強，在儲存容量達到1Gb以上時，就更具備成本吸引力。與相同容量的NOR相比，NAND會比NOR少50%的成本，如果再考慮整個系統(tǒng)的成本，采用NAND方案還會更加有優(yōu)勢。然而，傳統(tǒng)NAND Flash在將啟動程序映像至DRAM等功能上顯得過于緩慢。但OctalNAND Flash每秒240MB的讀寫效能很好地解決了這一難題，不但遠超普通串口20-30MB/S的讀取速度，即便面對小容量NOR Flash+EMMC方案時，OctaINAND在某些情況下也不會比eMMC慢，比如在讀取一些區(qū)塊小于18KB以下的情況時，OctaINAND甚至快于eMMC。

結語

“創(chuàng)新，是領導者和追隨者最大的區(qū)別”，黃信偉在接受采訪時援引喬布斯的這句名言稱，如果墨守成規(guī)，始終和別人一樣做標準型的產品，勢必會落入降價競爭的圈套中。但如果能傾聽市場的動向，開發(fā)出自己獨有的技術，避免跟風式開發(fā)標準化產品，就能始終保持創(chuàng)新活力。而這，也是他給中國大陸存儲產業(yè)同行提出的建議。
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