摘要：JEDEC是微电子行业标准制定领域的全球领军者。JESD230是JEDEC制定的NAND闪存接口互操作性标准。该标准的首个版本于2011年推出，仅支持每秒133兆传输（MT/s）。

（本文编译自Electronic Design）

JEDEC是微电子行业标准制定领域的全球领军者。JESD230是JEDEC制定的NAND闪存接口互操作性标准。该标准的首个版本于2011年推出，仅支持每秒133兆传输（MT/s）。

JEDEC标准的最新修订版——JESD230 NAND闪存互操作性标准，取得了重大进展，为下一代NAND闪存存储设备及系统铺平了道路，这些设备和系统的传输速率可达每秒4.8吉传输（GT/s）。

此类创新将对未来的NAND闪存产生深远影响，这就要求主机系统中的原始NAND芯片、存储控制器和固件做出相应改变。这将显著提升基于NAND的存储设备和系统的性能。

这些变化将影响方方面面，从消费级设备（如智能手机和平板电脑）到企业级设施（包括数据中心和云存储设施）均会受到波及。此外，人工智能（AI）和高性能计算（HPC）等计算密集型和数据密集型应用也将从这些变化中获益。

谁与JESD230标准相关？

有多个群体对JESD230标准产生影响，或直接、间接受到该标准的影响。图1大致展示了这些群体。

图1：这些群体要么对JESD230标准产生影响，要么直接或间接受到该标准的影响。

在本文中，我们关注的接口位于原始NAND芯片与控制它们的设备之间。

开放NAND闪存接口（ONFI）是一个行业工作组，致力于为NAND闪存设备及与其通信的设备制定开放标准。ONFI旨在对原始NAND闪存芯片的低级接口进行标准化，从而实现NAND设备与主机控制器之间的互操作性。

同时，JESD230标准定义了控制器与原始NAND闪存设备之间在电气、逻辑和协议层面的接口。这两个组织密切合作。事实上，在JEDEC内部，NAND闪存任务组被视为JEDEC与ONFI联合成立的任务组。

JESD230G与之前的JESD230版本有何不同？

从最初的JESD230到JESD230F，JESD230系列标准中的引脚名称和功能基本保持一致。这些修订版的大部分改动都集中在性能提升、电源管理和功能增强方面，同时保持了向后兼容性，尤其是在引脚功能方面。

JESD230至JESD230F标准所涉及的引脚和功能可称为常规协议（如图2所示）。

图2：NAND芯片级别的常规协议与SCA协议对比。

需要注意的是，同一芯片封装中可能包含多个NAND芯片。从宏观角度看，NAND闪存是如何工作的呢？这种存储器通常有一个8位宽的数据总线（有时也会采用其他宽度）。在芯片内部，存储器被划分为“页”。可能有几万个这样的页，每个页包含几万个字节。NAND闪存的读写操作都是以页为单位进行的。

对该设备进行读写操作涉及一系列动作，首先是一个命令字节（如读、写或擦除），接着是多字节地址，可将其视为指定页的起始位置。命令和地址之后是从设备读取或写入设备的数据流字节。

在常规协议中，低速的命令和地址字节以及高速的数据字节都通过同一8位总线（引脚DQ[7:0]）传输。问题在于，命令和地址的传输速度未能跟上数据传输速率的增长。这导致命令和地址成为了整个过程中的瓶颈。

为解决这一问题，JESD230G标准引入了分离命令地址（SCA）协议。该协议将命令/地址（CA）总线与数据总线分离，允许命令/地址和数据流量同时传输，从而提高了NAND接口的效率。图2b中用蓝色突出显示了与SCA协议相关的引脚。

留意SCA引脚。现有NAND闪存芯片的封装中包含多个NC（“未连接”）和NU（“未使用”）引脚。对于符合JESD230G标准的新型NAND闪存芯片，其中一个NU引脚现在被用作SCA模式引脚。

上电时，该引脚会指示NAND要么作为使用常规协议的传统设备（此时CE、ALE、CLE和WE引脚将按常规方式工作），要么使用新的SCA协议。若使用SCA协议，CE、ALE、CLE和WE引脚将被重新命名，并分别执行CA_CE、CA [1:0]和CA_CLK功能。在这种情况下，命令和地址将通过CA [1:0]引脚以一系列2位字段的形式进行传输。因此，这些传输将与DQ [7:0]引脚上的数据传输同时进行。

结论：对JESD230G的支持

既然新的JESD230G标准已正式获批，领先的NAND闪存制造商正在研发支持该标准的下一代设备。

与此同时，Cadence和Synopsys等电子设计自动化（EDA）供应商正在开发用于片上系统（SoC）设备的新型NAND闪存控制器IP核。同样，Hyperstone、迈威尔科技、群联电子和慧荣科技等领先的独立NAND闪存控制器集成电路（IC）供应商，也在为下一代系统开发新型控制器。

这些系统的用户以及为这些系统开发应用程序的软件开发者，将享受到这些新型NAND闪存技术带来的性能提升，而无需了解“底层”所发生的变化。

相比之下，负责研发这些下一代系统的硬件设计师和软件开发者，则需要了解支持JESD230G的NAND闪存设备和控制器即将发生的变化。

来源：王树一一点号