western digital industrial eMMC Embedded Flash iNand

Già da diversi anni, le memorie Flash, come le Western Digital e.MMC Embedded Flash, rappresentano una componente fondamentale nei dispositivi elettronici che necessitano di un ampio supporto di archiviazione per la memorizzazione di dati (smartphone, computer, tablet, tv, fotocamere, ecc.), tanto che oggi risulta difficile trovare un dispositivo che ne sia sprovvisto.

Con l’avanzare dei tempi e lo svilupparsi delle tecnologie risulta indispensabile poter archiviare ed elaborare un maggiore quantitativo di dati su un singolo dispositivo.

Inoltre, con l’aumento della potenza di calcolo – si pensi all’intelligenza artificiale – e la diffusione di tecnologie volte a migliorare l’esperienza dell’utente e agevolarlo nelle operazioni, l’elaborazione dei dati deve, spesso, necessariamente avvenire in locale, senza dover passare da un computer o dal cloud. Per tale motivo, in questi casi, si rende necessaria la presenza di una soluzione di memoria abbastanza veloce da essere in grado di scrivere e leggere grandi volumi di dati in un tempo ridotto.

Le memorie e.MMC (embedded MultiMediaCard) rappresentano una soluzione molto compatta e, soprattutto, dalle ottime prestazioni. Una e.MMC è un particolare modulo di memoria composto da una memoria Flash, di tipo NAND e dal relativo controller, entrambi contenuti in un circuito integrato compatto e saldabile direttamente su una scheda elettronica.  

e.MMC Embedded Flash: memoria e controller in un unico dispositivo

La possibilità di poter condensare sia la memoria Flash sia il controller in un unico componente integrato offre due vantaggi significativi:

  • si riduce di molto l’ingombro fisico;
  • diminuisce il carico di lavoro della CPU: grazie al controller integrato nel chip della memoria e.MMC, la CPU non deve gestire operazioni a basso livello sulla memoria e può destinare tutta la potenza di calcolo ad altre attività.

Negli ultimi anni sul mercato ha reso disponibili memorie e.MMC di grado industriale, note anche come Industrial Embedded Flash Drives, per tutte quelle applicazioni che necessitano di alti requisiti di affidabilità e robustezza, in particolare nel settore industriale, della videosorveglianza o nel medicale ecc.

Le memorie e.MMC industrial grade sono in grado di offrire prestazioni elevate in termini di affidabilità, di durata e con un range di temperatura operativo molto ampio.

Le tecnologie delle e.MMC Embedded Flash Industrial grade di Western Digital

Western Digital offre da catalogo due famiglie di memorie e.MMC Embedded Flash Drive (EFD) di grado industriale:

  • iNAND IX EM132
  • iNAND IX EM122
embedded flash nand industrial grade

Nand Flash: cos’è?

Le due famiglie utilizzano due diverse tecnologie di memoria NAND. La NAND è una memoria flash non-volatile che può conservare dati anche quando non è collegata ad una fonte di alimentazione.

Esistono diversi tipi di memoria NAND classificabili in base al numero di bit che è possibile archiviare per ogni cella di memoria e durata di vita. In una memoria di tipo NAND la durata è di fondamentale importanza poiché rappresenta il massimo numero di cicli di scrittura e cancellazione, i cosiddetti P/E (Programme-Erase), che una singola cella può sostenere prima di usurarsi e rendersi inutilizzabile.

I tipi di memoria Flash NAND più comuni vengono classificati come memorie 2D NAND di tipo SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell), TLC (triple-Level Cell) e QLC (Quad-Level Cell).

Attualmente le NAND flash di tipo MLC rappresentano un buon compromesso tra costo, durata e prestazioni. Oggigiorno la tecnologia mette a disposizione chip di memorie flash di dimensioni molto ridotte.

Per quanto riguarda la miniaturizzazione strutturale interna, a oggi il limite fisico è di 15nm, scendere al di sotto significherebbe peggiorare il rapporto P/E e ridurre l’affidabilità di queste memorie. Tuttavia la riduzione delle dimensioni comporta una limitazione della capacità di archiviazione.

Per ovviare a questo problema e ottenere memorie con capacità elevate, costi contenuti e con un ottimo rapporto capacità/prestazioni/affidabilità è stata sviluppata una nuova generazione di memorie NAND Flash di tipo MLC per le quali le celle di memoria sono disposte verticalmente anziché orizzontalmente: le 3D NAND Flash.

3D Nand: cos’è?

Con le memorie 3D NAND Flash, note anche come memoria NAND verticale o V-NAND, si ottiene una densità maggiore di memoria senza che ciò comporti un eccessivo aumento dei costi di produzione, offrendo, inoltre, una maggiore durata di vita del prodotto e ridotti consumi energetici.

La tecnologia 3D NAND Flash viene sfruttata da Western Digital per la produzione della serie IX EM132.

Western Digital IX EM122: caratteristiche

La famiglia IX EM122 di Western Digital è formata da memorie 2D NAND di tipo MLC (Multi-Level Cell). Questo tipo di memoria NAND Flash può ospitare due bit per ogni cella, il che la rende una soluzione più economica rispetto alle memorie NAND SLC (Single-Level Cell) che, al contrario, hanno il limite di un solo bit per cella e dunque con costi di produzione nettamente maggiori a parità di capacità e prestazioni.

Western Digital iNAND EM122 industrial e.mmc

Le memorie IX EM122 sono disponibili con diversi tagli di capacità, che vanno dai 8GB fino ad un massimo di 64 GB. La velocità massima di lettura è di 300 MB/s, mentre la velocità massima di scrittura è di 170 MB/s.

Western Digital IX EM132: caratteristiche

Per quanto riguarda la famiglia di memorie IX EM132, come detto precedentemente, sono composte da una memoria Flash con tecnologia 3D NAND e, pur avendo dimensioni minime di soli 11.5 mm x 13 mm x 1.0 mm, sono disponibili con capacità che raggiungono i 256 GB partendo da un minimo di 16 GB e supportando velocità sequenziali in lettura fino a 310 MB/s e in scrittura fino a 150 MB/s.

Western Digital iNAND EM132 industrial e.mmc

Essendo entrambe le famiglie memorie e.MMC di grado industriale, sono molto robuste anche strutturalmente, infatti entrambe possono operare correttamente in un range di temperatura molto ampio che va da -40°C agli 85°C.

Applicazioni delle memorie Western Digital IX EM132 e IX EM122

Come detto precedentemente, le Western Digital e.MMC Embedded Flash IX EM132 e IX EM122 sono memorie di grado industriale, ovvero progettate per resistere in condizioni ambientali critiche, come spesso accade in contesti industriali, ad esempio come modulo di memoria per Embedded Computer da utilizzare in ambienti di lavoro dove la temperatura è un fattore critico che può toccare sia picchi molto elevati, sia molto bassi.

Le memorie Western Digital e.MMC Embedded Flash industrial grade trovano largo impiego anche in apparecchiature medicali per le quali l’affidabilità è una priorità assoluta.

Altre applicazioni importanti per il quale vengono spesso utilizzate memorie di grado industriale sono la videosorveglianza, droni, dispositivi di rete avanzati (router, switch, ecc…), automazione industriale, datalogger, transportation e negli smart buildings e smart homes.

Giuseppe Caccavale