EEVIA易维讯自2012年以来，连续主办了8年的“中国电子ICT媒体论坛暨产业和技术展望研讨会”已成为ICT传播与媒体界的一大盛会，受到历届参会媒体的广泛关注和赞助商的高度评价。
2019年4月11日，易维讯携手行业领先厂商和媒体（比如我爱存储网~），成功举办“第八届年度中国电子ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会”，在行业主流媒体和领先技术公司之间搭建了一个高效的交流平台。围绕当前市场和技术热点，结合厂商的领先技术和优势产品，为媒体全方位呈现出符合市场兴趣的素材和线索。
此次会议由英飞凌、ams、赛灵思、ADI、兆易创新、华虹宏力共计6家公司的大咖解读各自行业的趋势和最新技术。下面，我们一起来看一下兆易创新对于最新的xSPI NOR Falsh的解读
时间：2019年4月11日
地点：丽思卡尔顿酒店
演讲主题：SPI NOR Flash如何应对高性能应用领域的趋势和需求
演讲嘉宾：陈晖 兆易创新存储事业部资深产品市场总监
兆易创新也是世界第三大SPI NOR Flash供应商，累计出货量达到100亿颗。
陈晖：非常荣幸有机会和各家媒体和行业人士交流。
SPI NOR Flash是存储器大行业里面的一类产品，SPI中文叫做串行闪存，闪存还有一个很长的学名——非易挥发性存储器。我们在这个行业耕耘了十几年，今天借此机会给大家分享一下我们在这个行业取得的一些小小的成绩，也是为了符合各种应用、各种新兴的一些市场需求，对我们产品定义做出一些新的发展。
可以看到，手机方面大家都喜欢用X，海外有些品牌同样把X放在首位，这个X到底有什么样的含义呢？它有高性能、高品质的含义在里面，大家都习惯加一个X。所以今天我们把SPI和X加在一起，组成一个新的词叫xSPI，这个是我们新一代超高速SPI接口的规范。这个规范是在去年8月由国际规范组织JEDEC通过的在SPI NOR Flash领域的协议。虽然SPI NOR Flash发展了很长时间，但还在不停地更新换代，要把产品的性能再次提升上去，所以才会有这样一个由JEDEC组织制订的新的国际规范。
为什么SPI NOR Flash还是一个大的行业？从这张图可以看到，半导体芯片的制程基本分为两大类：逻辑制程和Flash制程，存储器制程永远落后在逻辑制程后面。最新的逻辑制程大家都知道，10nm、5nm、7nm都有，左边的Flash还在用十几二十几年前发明的FinFet，才能代表0和1，这样就限制了我们进一步缩小晶体管的尺寸，所以在上面这条红线上，制程从2004年的130nm发展到90nm、65nm、55nm、45nm几个主要的节点，再往下也很难到30nm以下。
这张图的意思就是说，逻辑制程和Flash制程不能混合放在一颗芯片上，非常高深的这些制程或是很高级的逻辑芯片，很遗憾它不能同时附属一个Flash，这时候需要一个外面的Flash支持它的代码存储。
这是SPI NOR Flash在全球的出货量，可以看到大概从2004年开始，它基本是从无到有，2004年大家刚刚开始推广SPI NOR Flash，达到60亿颗以上，平均地球上每人可以分到一颗。所以NOR Flash是高可靠性的系统代码存储媒介，优点是指令协议简单、信号引脚少、体积小，符合这些新的电子设备对体积的要求。
可以看到现在SPI NOR Flash的应用领域非常广泛，成百上千种应用，每一个新兴的电子设备里面，都是用数码设备，都需要有一颗Flash来存储代码，就是这一颗小小的代码，兆易创新去年出货量大概达到了20亿颗，而且只是一年的时间。如果累计来看，我们在八九年的时间里累计出货量超过了100亿颗！全球有一百亿颗电子设备都是靠着兆易创新的Flash来存储其启动代码。
再给大家回顾一下SPI接口，SPI接口的发明在80年代，这个商业用途始于2000年前后，那时大概有一个产品，2000年的时候，频率大概跑到20Mhz，数据吞吐率2.5MB/s，所以它是一个单通道，数据只能往外送，每八个时钟才能读出一个data，可想而知数据吞吐量非常低，如果用交通工具来比喻那就是牛车。
到2004年，单通道已经满足不了市场需求了，我们作为SPI领域的研发人员，希望加大数据吞吐量，从一根数据线变成两根数据线，而且把频率也加高到50MHz，这时能达到12.5MB。不过以现在的标准看顶多也就是电单车的水平。
这张图在座的很多工程师应该非常熟悉，这就是一个标准的四通道SPI接口，可以看到四根红线，四个数据通道，底下写了2009年104MHz，这就是十年前SPI行业达到的标准，直到十年后的今天，还有很多设计工程师，在用这个标准来进行他们的SPI的应用。这个时候数据吞吐量可以看到达到52MB/s，这时候两个时钟，通过四口可以得到一个数据data，所以这个时候基本上已经从两轮变到四轮了，开始开汽车了。
后来在四口的基础上又进行了一些改进，在这边有DDR的概念，在四口的基础上又加入了一个DTR的概念，在上升和下降沿都可以采集数据，这样的话数据吞吐量可以达到80MB/s，这大概是从2015、2016年开始逐渐实现的。当然它还是一部汽车，只是比刚才那辆会跑得更快一些。
这张图大家一目了然，从刚才的四个IO变到了八个IO，而且它也是DTR，频率一下子跳到了200MHz，数据吞吐率达到了400MB/s，这就是我刚才提到的2018年通过的新规范。这时已经不是汽车了，而是属于SPI里面战斗机的级别了。这是前几代产品一个非常革命性的改革。
但这时可能在座的工程师同事又有些问题了：我已经习惯开车了，还没有飞行员的驾照怎么办？我说你可以去学，但是学这个飞行执照还是需要一些时间。基于这种考量，在今年我们基于四口的通道协议把频率加到了200MHz，这时数据吞吐量达到200MB/s。我们基本上认为这个产品定义是属于赛车的级别，是为了照顾一些老司机怀旧的情绪，也是为了他们更容易上手。所以你可能暂时不需要去考飞行员执照，如果你会开车，至少还可以驰骋在赛场上。
自80年代发明SPI这个协议，经过了大概四五代到第六代产品，基本上是这样一个顺序：数据吞吐量从最初的2.5MB发展到今天的200或400MB，我们这样做的目的是什么？因为有客户的需求，有市场上系统的要求，要求我们把这个数据吞吐量加到这么快。这几个交通工具暂时先用到这儿，飞行员执照你可以慢慢考，当然考上了最好，你的系统如果能够用到八口，能够用到200MHz，就可以最大程度上发挥Flash的读取性能。
在应用端如何让新的SPI Flash使你的应用能够受益呢？今天我主要从车载、AI和IoT热点应用来讲。前面几位专家也从不同的芯片行业阐述了对应用领域的一些需求的分析，我觉得大家分析得基本上都有些相同点，不管是AI、5G或是车载、IoT，都希望产品性能越来越好、越来越快，这其实跟人的本质有关系，我们用什么东西总希望它反应越快越好。
这是一个很新的车，可以看到这是超大的显示屏，为什么把这个显示屏拿出来？因为它直接涉及到我们SPI NOR Flash的应用。设想一下，如果用前一代的104MHz四口来存储所有显示屏的数据，把显示屏里面的数据从Flash里面读出来，需要超过五秒钟，让你用五秒钟时间等待这么一个画面，可能你会有点不耐烦。如果用最新的八口协议，用200MHzDTR来读，不到一秒钟时间这么大的屏幕就会点亮，这个速度才能满足人的需求，谁也不希望按了一下按钮半天才反应，那就没有什么意义了。
再看一下这个框图，在汽车里面MCU是核心，会有一个外挂的Flash，Flash是存储代码，Flash上线以后要有一个启动的过程，黄色的箭头就是要把显示屏的数据从Flash全部存到DRAM里面去，然后通过图形控制器把图点亮，现在的仪表盘也是分辨率越来越高，有2K甚至4K的显示屏都在研发当中。这边就是一个很简单的Flash的分区，里面有一大部分是要放图像的数据。
再直观地看一下，汽车现在按钮一按，显示屏有动画、有导航，各种各样的信息都要显示出来。用前一代产品来做，需要等待超过五秒钟，用新一代八口的产品来处理就可以达到一个人能接受的速度，非常快的速度，能够把这个汽车启动的工作完成。
Flash会和各种应用打交道，今天我们要谈到一些AI领域涉及到Flash的应用。同样的道理，用前一代产品，在调用算法、AI数据库时，速度会受到限制，只有用了新一代八口的高速率的传输，才能够保证这颗AI芯片真正地动起来，能够达到一个接近人脑的水平。
这是一些AI方面的框图，可以看到AI非常复杂，一个MPU的功能图，其实在AI应用里面，会经常要调用不同的算法，从你的数据库里进行各种的比对。
上午赛灵思的专家也说了，要通过对人、车、物的识别，背后其实就是对一些算法、数据库的及时调用。所以作为Flash我们会支持它的操作，这样看它不光是有存储的系统代码，同样也会存储算法和一个大的数据库。但这并不需要一上电就把所有的算法或数据库都加载到系统里面，在需要的时候才会从flash临时来调用，所以就要求flash提供一个高的数据吞吐率。
同样的对比，8口高性能的xSPI能让系统响应非常迅速，真正实现AI功能。
下面讲一下IoT这个应用，早上有一位媒体朋友说好像并没有发展起来。2016、2017年时，突然一下全球性缺货，为什么呢？我们觉得IoT是主要的原因，因为它太分散，每一家出货量都不是很大，但大家都在做，有各种各样的IoT应用，累计起来量非常地大，我们可能无法预测到每一家对IoT应用的理解，也不可能覆盖到每一个IoT的客户。昨天大家朋友圈里都在传黑洞的照片，我这张图还没有用到那张照片，但也想用一个黑洞的概念，IoT这些设备如果反应得慢，有任何的迟缓，都会被吸到这个黑洞里面，实际上IoT就等于是瘫痪了。当然也是借助于我们新一代产品，高性能flash的数据吞吐率，才能保证每个终端设备的及时响应，才能保证欣欣向荣的生态系统。
IoT的系框图跟前两个框图不太一样，你看到有Flash、有DRAM，但DRAM是用虚线画的，另外SoC和Sensor是必不可少的部分，DRAM为什么画成虚线呢？
因为DRAM，IoT应用受到系统成本的约束非常大，因为它非常多、非常小，不希望把DRAM作为一个负担，所以这时主芯片会从flash里直接调用系统代码，直接进行本地执行，这就是一个XiP的概念，就是把flash里面存储的系统代码按指令把它读到指定的Cache里面去执行。这样，在flash这个分区里的系统代码部分，就可以看到它有不同的指令，在不同的地址，是可以支持随机读取指令的器件。
再对比一下xSPI，用传统的四通道器件来做的话，在正常的时间内，需要从Flash里面读第一个指令，绿色这段时间是SOC要执行这个指令，同样的第二条指令要花蓝色的这段时间来读，绿色的时间是执行，如果用了八口的新一代的高速Flash，你可以看到在同样的时间之内，原来两次执行指令变成了三次执行指令，蓝色部分虽然同样是读32Byte可以读三次，因为它的时间非常短，所以新一代产品可以帮助IoT的本地代码执行，更高效地提高SoC的运行效率，这样IoT器件反应非常快，还有穿戴式的产品，同样也会得到很多好处。
前几天我有一个北京的同事新戴了一个运动型手表，他说按一下按钮过了足足十秒钟，屏幕上才会有一些变化，才会显示一些新的功能。我说，这里面肯定没有一个好的Xip，因为SoC一直在等Flash里的数据，把这些指令传到SoC里面，SoC再往下跑，这样一步步非常慢。
刚才从三个应用层面讲了一下我们新产品带来的一些好处。最后是数据吞吐量的比较，当然也是根据我们不同的产品系列，最高能达到400MB/s或者200MB/s
今天我想关于SPI NOR Flash主要讲产品性能，除了产品性能还有什么其它方面呢？我在这里留了几个填空题，如果大家感兴趣的话，可以去想一想，Flash产品还有什么发展前途，还有什么新的一些发展的趋势，基本上都在这张图里可以概括了。针对六个大的市场应用方向，不同的产品定义方向又是什么，这个也是一个值得深思的命题。
希望以后有机会再和大家一起交流另外五个话题，还是有很多可以和大家交流。谢谢大家
后记：笔者本想着对兆易创新的分享内容进行二次编辑和提取，但又发现演讲本身已经讲的很深入浅出了，所以，索性直接把速记发出来，供大家交流。