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進入到物聯網之中，物聯網設備的安全正面臨極大的挑戰。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58億的規模，考慮到新冠疫情的爆發，71%的安全專家認為安全威脅會隨之增加，95%的專家認為IT安全挑戰會與日俱增。

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

“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知識，需要為增加安全功能支付額外成本的挑戰。這就迫使安全功能的增加在產業鏈中不斷前移，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。

作為一家以存儲業務為主的公司，華邦更看重存儲安全，因為電子系統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TrustME安全閃存產品的出發點之一。畢竟只有硬件安全，才有軟件、系統和網絡的安全，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，尤其是視頻監控與多樣化的智能家庭使用范例產生了眾多的新型態的智能型應用。以新一代家居安防監控攝像頭為例，它采用計算機型態的架構，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。但區別于平板計算機、智能手機或其他通用型計算機，制造商發現專用的低容量或中容量LPDRAM更符合家居安防攝像頭對節能、續航及可靠性的更高要求。

為了進一步簡化家居智能安防監控系統制造商的系統整合，近日，華邦宣布了Kneron最新的KL720系統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。”曾一峻說1Gb DDR3除了用于人工智能領域外，也開始被陸續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更優的價格提供車用電子與工業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（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OEM廠商得以在采用業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OctalNAND Flash。

由于管腳數少、封裝面積小等優點，NAND閃存從并口式轉成串口式正成為行業趨勢。例如為了要控制數據輸出，傳統并口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的成本，采用NAND方案還會更加有優勢。然而，傳統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，比如在讀取一些區塊小于18KB以下的情況時，OctaINAND甚至快于eMMC。

結語

“創新，是領導者和追隨者最大的區別”，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，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，開發出自己獨有的技術，避免跟風式開發標準化產品，就能始終保持創新活力。而這，也是他給中國大陸存儲產業同行提出的建議。
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