推薦語
本次推薦的是朱老師寫的關于EMMC和Nand的科普性區(qū)分的文章，通過文章我們可以通俗易懂地理解Nand與EMMC的一些關聯(lián)及不同之處。下轉原文：
1.背景
今天偶然在一個群里看到有人聊EMMC和Nand，相信很多嵌入式er都用過或者至少聽說過這2種板載存儲芯片，但是很多人不清楚這2種的差異，也不明白什么時候應該用EMMC什么時候用Nand，如何選擇？今天我們就來聊聊這個問題。
2.Nand是這樣的
上圖中左側是一個NandFlash實物圖，大家可以看到有很多引腳。右側是NandFlash和STM32單片機的連接接線圖。
這些芯片上的引腳就是Nand和外界進行數(shù)據(jù)交流的通道。其中IO0-IO15是數(shù)據(jù)通道，通信時的地址和數(shù)據(jù)就是從這些引腳傳輸?shù)?。而CLE、ALE等剩余引腳就是時序控制線，用來做通信控制和同步。當然Nand工作時還需要供電的，圖中并沒有畫出電源引腳但是實際是有的。
這就是NandFlash，通過很多個引腳（圖中可見至少二三十個）和外界通信，很大的一個薄片狀芯片。能存儲數(shù)據(jù)。
常見Nand的容量一般幾十Mb到幾個Gb（注意存儲設備的容量都是b而不是B），應該說容量不算大。
Nand內部的存儲單元有兩大類，MLC和SLC。具體的細節(jié)暫不去管，大家只需要知道SLC Nand容量小價格高，但是質量好不容易壞。而MLC Nand容量大價格便宜，但是質量不好容易出現(xiàn)壞塊。其實不能說是質量好壞，而是工藝本身特性決定的，咱們反正是科普，就簡單粗暴給他歸個類吧。
3.Nand的優(yōu)勢和劣勢
Nand的優(yōu)勢都是相對于它的前代產(chǎn)品來說的。在Nand之前，人類使用的大容量存儲主要是磁性存儲（軟盤、硬盤）和光存儲（DVD光盤），這些東西都不太完美。譬如光盤不能反復擦寫而且讀盤設備和盤片都經(jīng)常壞（大家你想想家里老式光碟機是不是經(jīng)常讀不出盤），硬盤雖然今天也還在大量用，但是速度有極限并且體積太大，所以今天的高端筆記本電腦都不用機械硬盤改用SSD了（SSD其實也是Flash）。
我們主要講講Nand的劣勢。
Nand的第1大劣勢就是接口和時序不標準。大家可能沒意識到，NandFlash其實是一個品類而不是一個固定產(chǎn)品，你去看全世界有多家公司都在生產(chǎn)Nand，但是他們的產(chǎn)品并不能直接通用，也就是說你不能把一款Nand直接替換另一款而不需改動軟硬件。這就頭痛了，麻煩的要死。
Nand的第2大劣勢就是引腳太多，體積大。所以Nand芯片不能用在對體積要求很高的小型產(chǎn)品上，這極大限制了Nand的直接使用。
Nand的第3大劣勢就是容量不能靈活控制。就算你用同一家廠商的Nand芯片，但是不同容量的芯片引腳接口和封裝等也可能不同，這樣你如果做產(chǎn)品時有不同容量版本的產(chǎn)品，還得分開設計，分開生產(chǎn)，很麻煩。
Nand的第4大劣勢就是壞塊的管理。存儲設備其實就相當于有很多小房間的一個大倉庫，而這個倉庫的每個小房間都是獨立的。因為技術原因有時候一些小房間就會壞掉，沒法使用，那我們不可能因為一個小房間壞掉了就把整個倉庫都丟掉吧？
于是乎人們就發(fā)明了壞塊管理技術。也就是說我們去標記上每個房間是好的還是壞的，如果發(fā)現(xiàn)某個房間壞了那就標記成壞塊，就不再使用這個房間了，而其他的好塊還是可以繼續(xù)用的。這種壞塊管理技術可以很大程度延長Nand的整體壽命。
和壞塊相似的還有個ECC（錯誤校驗）問題。正常情況下Nand中每個好塊中存儲的數(shù)據(jù)都會一直保持正確，即使過了幾年時間你去讀他還是原來的數(shù)據(jù)。但是事實往往沒有這么理想，有時候一些塊中的某些特定位就是會在隔了一段時間去讀取時發(fā)生了翻轉，這里原來存進去是1結果讀出來是0了。
這就難受了啊，最痛苦的是你也不知道原來存進去到底是1還是0，也不確定讀出來的還是不是原來的數(shù)，所以搞得你沒法相信任何一個數(shù)據(jù)，因為任何一個數(shù)據(jù)都有可能會翻轉啊，那豈不是整個數(shù)據(jù)都不可信了。
解決辦法就是ECC，我們寫入時先用算法計算得到數(shù)據(jù)的ECC值，把ECC值和塊內數(shù)據(jù)一起存入Nand中。待讀出時也是把塊內數(shù)據(jù)和ECC一起讀出，然后再用相同的算法計算塊內數(shù)據(jù)的ECC，和讀出的ECC進行比較，如果相同就認為數(shù)據(jù)未發(fā)生任何反轉，如果不同就認為數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生變質，沒法相信了。
本來有壞塊標記和ECC技術，Nand已經(jīng)挺好用了，也確實可以用了。但是麻煩的是Nand的ECC和壞塊標記都需要主控CPU來做，Nand自己是不管的。所以使用Nand很麻煩，你得編程解決很多細節(jié)問題（時序、ECC、壞塊管理）。
所以Nand最大的問題，其實就是不夠好用。那怎么辦呢？進化。
4.EMMC其實是從Nand進化而來
EMMC其實就是Nand包了一層后形成的。
EMMC內部真正用來存儲的倉庫就是Nand，而且EMMC基本都是MLC Nand，因為便宜啊。那EMMC解決了Nand的什么問題呢？
首先，EMMC是封裝和引腳都是標準的。什么標準？就叫EMMC標準。所以EMMC這個詞其實本來就是個接口標準名，符合EMMC接口的存儲芯片就叫EMMC芯片。
這個標準體現(xiàn)在至少三個方面：物理封裝、硬件電平和腳位、軟件時序。所以所有的EMMC芯片，不管是哪家廠家的，不管是多大容量的，都可以直接替換使用。因為人家設計EMMC標準的時候就已經(jīng)考慮到這種兼容和替換了（當然了，實際上EMMC也有好幾種封裝，但是一般硬件工程師做封裝時都會考慮幾種兼容的）。
所以EMMC解決了Nand的一個大問題，就是不同廠家和容量的存儲芯片之間的替換問題，這個非常厲害。因為兼容可以方便備貨，方便采購，方便替換，所以極大降低了產(chǎn)品設計和備貨上的難度，極大降低了成本。
舉個栗子，大家買手機都會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的手機發(fā)布都有不同容量版本選擇，什么256G、128G、64G版。你想想廠商和經(jīng)銷商要備貨這么多種，多難受？但是如果用EMMC呢？所有的手機主板其實都是完全一樣的，只是實際生產(chǎn)時貼上了不同容量的EMMC芯片而已。而且最重要的是軟件上不用做任何改動，軟件可以自適應不同容量的EMMC芯片。這樣手機廠商就不用給不同容量的手機適配不同的操作系統(tǒng)鏡像了啊，多省心。所以你明白為什么手機都用EMMC而不用Nand了吧
EMMC的引腳比Nand也更少，體積也更小。當然了EMMC體積小也有很重要原因是因為他采用了更先進的BGA封裝方式。所以體積的優(yōu)勢也不算根本優(yōu)勢，如果Nand也用BGA封裝也可以做的小，只是說Nand沒這個必要性了。
最后，EMMC也解決了Nand的時序、壞塊和ECC問題。本質上因為EMMC內部也是用Nand存儲顆粒（而且是MLC Nand更容易壞）的所以也逃不過Nand的這些麻煩。但是EMMC芯片在內部內置了一個控制器（你可以理解為內部有個CPU且跑了一段固件代碼），這個控制器解決了這幾個問題，尤其是壞塊管理和ECC的問題。
所以你做產(chǎn)品用Nand就麻煩，得自己操這些心。而你做產(chǎn)品用EMMC就省心了，自己不用管這些破事，EMMC全部幫你搞定了，何樂而不為呢？從這個角度講EMMC好像自動擋汽車，而Nand好像手動擋汽車。（我發(fā)現(xiàn)我好喜歡用自動擋和手動擋的對比·····）
5.EMMC和Nand的性價比
有人說不對呀，看你說的EMMC明顯比Nand好啊，為什么我發(fā)現(xiàn)EMMC好像還比Nand便宜呢？
EMMC從技術上確實比Nand好，但是也確實比Nand便宜。主要原因是成本并不只是由硬性成本決定的，還和市場、規(guī)模等因素有關。
EMMC便宜的一大原因就是因為標準化。標準就可以大規(guī)模生產(chǎn)，大規(guī)模流通，大規(guī)模壓貨，大規(guī)模使用。而用的多了產(chǎn)量大了，自然成本就低了。所以EMMC的大規(guī)模性就決定了他的成本很有優(yōu)勢。
EMMC便宜的另一大原因是內部使用MLC而不是SLC。實際上SLC的成本要遠高于MLC的，但是市場上流通的Nand很多還是SLC，為什么？因為MLC“質量”太差了，太容量出現(xiàn)壞塊和翻轉等，所以廣泛使用的Nand還都是SLC的。你如果直接用MLC Nand，那你的管理成本又很高，太麻煩了。而EMMC解決了這個問題，他內置的控制器很好的管理了MLC Nand，因此可以做到容量很大、使用簡單，還便宜。
所以說，能干臟活就是生產(chǎn)力啊。
6.如何選擇用哪個
實際項目中我們是用EMMC還是Nand呢？
實際上如果你的產(chǎn)品需要大容量（譬如超過8Gb也就是1GB或更大），那一定是EMMC更合適。性價比更高，且軟件上更簡單。
那什么時候用Nand呢？需要容量在幾十MB（譬如64MB）到幾百個MB（譬如512MB）之間的存儲，且不在意體積，且對穩(wěn)定性要求高的情況下，可以用SLC Nand。
那工業(yè)級和抗干擾方面呢？我并沒有專業(yè)研究過，但是簡單分析也知道，Nand在這方面肯定比EMMC好一些。畢竟EMMC是串行的要保證高速肯定總線速度高，而Nand是并行的總線速度肯定低。所以Nand應該要比EMMC皮實一些吧？
但是EMMC也是有工業(yè)級和消費級之分的，你做的產(chǎn)品真的是工業(yè)環(huán)境使用完全是可以用EMMC的，所以也不要鼓吹什么消費電子用EMMC，軍工用Nand這種說法。
7.最后
實際上存儲市場除了Nand和EMMC之外還有很多其他角色也都很厲害。
譬如Norflash、譬如近年來很火的spiflash（常見的是spinor，但是現(xiàn)在也有大容量的spinand了），譬如這兩年創(chuàng)新設計的SDnand（相當于是貼片芯片樣式的SD卡）。
技術其實一直都在創(chuàng)新。
最后，本文完全是從我的經(jīng)驗和積累來寫，并沒有嚴格查閱資料。限于水平和專業(yè)性，里面如果有錯漏或者表達不當?shù)牡胤?，希望大家指正，共同進步。
end
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