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[Other] 什么是CE,是DIE

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发表于 2020-12-4 18:34:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

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玩到现在一直也不明白这最基本的原理
1.为什么镁光和英特尔不喜欢多DIE对应1CE,比如1CE+4DIE的组合,三星和东芝就喜欢1CE+8DIE的组合,这是个比喻
2.CE到底和IO有什么关系,CE是不是就是写在IO里面的程序还是IO里面的晶体管
3.产生这个疑惑的是因为见过MLC时代三星BGA152的颗粒居然是16CE,总所周知BGA152只有8个CE点位,怎么搞出来16个CE的
4.听说闪迪的有锁颗粒,还有闪迪自己改的CE是通过高低电平来实现的,闪迪能够自己封装颗粒,但是不可能改变晶圆的吧,是不是在封装的时候加了什么东西,可以自己控制CE数量
发表于 2020-12-4 20:56:02 | 显示全部楼层
闪存是闪存控制器加晶圆,控制当然有,所以可以控制CE,玩过单片机的都知道CE是啥,CE就相当于这一块的总开关,你要操作这一块就选这一块的CE就行
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发表于 2020-12-4 20:59:57 | 显示全部楼层
闪存为提高容量,里面有好几个DIE吧,为了减少线路,内部IO和控制引脚都是接到一起的,为了区分它们,每个逻辑阵列有一个CE。
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发表于 2020-12-4 21:23:05 | 显示全部楼层
去看看集成电路的原理就知道了,不仅仅是闪存,只要涉及到并发运行的(MCU ram rom)都有ce的概念,ce全程chip enable(芯片使能),当使能为真时该芯片工作,以前一个芯片就是1个die,也没有die的堆叠,你就可以认为1CE1die,但是随着人们对性能和容量的需求,1ce 1die的芯片往往不够满足需求了,所以各种叠die就出现了,此时一个CE你可以认为是一个逻辑上的“芯片”,但是这个“芯片”又是由很多实体的die构成的,至于为什么主控不能直接支持很多CE就是由于设计理念、布线难度、成本因素还有历史原因综合得到的
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发表于 2020-12-4 22:15:23 | 显示全部楼层
转贴的介绍贴闪存结构全解:固态硬盘小白晋升大师之路
Channel:通道
提到一个固态硬盘的通道数量,多数时候说的是闪存通道,但M.2 NVMe固态硬盘会有PCIE通道的参数。我们这里谈的是前者。
闪存通道数量直接反映了固态硬盘的并发读写能力。可以简单理解为马路上有多少条车道,显然通道数量越多,理论性能越好。当然,还有很多影响因素,通道数量只是一个底子。
CE:片选信号
紧跟闪存通道之后的往往就是CE数量。经常可以在一些固态硬盘评测中看到这样的介绍,某某主控支持X通道,每通道支持Y CE。CE是Chip Enable片选的缩写,下图是一个东芝闪存颗粒的逻辑结构,2 Die封装,拥有两个CE信号。
除了通道可以并行提升吞吐量之外,多CE交错也可以提高固态硬盘性能。主控的闪存通道以及每通道支持的CE数量还会影响它最终能够提供多大的固态硬盘容量。
Package:封装
我们能够看到的一颗闪存就是一个Package封装,它有TSOP或者BGA两种形态,前者的引脚在封装两侧引出,后者则在封装的底部拥有一个球栅阵列。下图是东芝TR200固态硬盘中使用的TSOP封装闪存颗粒。TSOP和BGA本身没有好坏之分,通常在空间足够的情况下使用TSOP,而M.2固态硬盘则大都选择封装密度更高的BGA形态。BGA封装还有一个优势:每个颗粒能支持2个甚至4个闪存通道,而TSOP只能支持1个。
我们在上边看到的黑色颗粒并不是闪存的本来面目,那只是一到多个芯片通过引线键合或者TSV硅通孔工艺完成连接之后,再用树脂材料封装并引出针脚。而芯片则是从闪存晶圆中摘下的一小片合格晶粒。
俗称的原片就是由原厂检测并封装、打上原厂商标的高品质颗粒,原厂固态硬盘,比如上面提到的东芝TR200当中使用的就是这种类型的闪存。而白片则是未经原厂认证的不明体制闪存芯片封装成的闪存颗粒;黑片是在检测中明确被淘汰的下脚料,被利益熏心的人低价回收后赌人品。
Die:这里并不是死的意思
Die也被称作LUN(逻辑单元),也是闪存内可执行命令并回报自身状态的最小独立单元。下图是由4个Plane组成两个Die,两个die组成的芯片。
单Die容量是衡量闪存技术先进性的一个指标。单Die容量越大意味着闪存存储密度越高,做出来的固态硬盘容量也就越大。目前东芝第三代3D TLC闪存已经实现512Gb的单Die容量,如果是QLC类型,则能达到768Gb的水平。
Plane:面
一个闪存Die可以拥有1到多个Plane面。下图是东芝BiCS3闪存的一个512Gb Die,包含了两个256Gb容量的Plane面,总容量512Gb。
Block:块
接下来就到了微观领域,通常是无法直接看到外观的层级。NAND闪存自问世那一刻起就有一个恒定不变的使用要求:写入(Program)数据前必须先进行擦除(Erase),而闪存的最小擦除单位就是Block块。
Page:页
每个Block都是由数百乃是数千个Page页组成的,而Page的意义也非比寻常,它是闪存当中能够读取合写入的最小单位。当前闪存的一个Page通常是16KB,如果你需要读取512字节的数据,那在闪存层面上就必须把包含这512字节数据的整个Page页内容全部读出(实际发生的读取16KB)。
Cell:单元
每个16KB的Page页又是由大量的Cell单元构成。Cell是闪存的最小工作单位,执行数据存储的任务。闪存根据每个单元内可存储的数据量分成SLC(1bit/Cell)、MLC(2bit/Cell)、TLC(3bit/Cell)和QLC(4bit/Cell),成本依次降低,容量依次增大,耐用度也依次降低。目前3D TLC是闪存的主力类型,优质的原厂闪存配合具备LDPC纠错的主控,可以实现3000次左右的擦写寿命,与过去2D平面MLC闪存接近。
篇幅所限,本文中只能简单介绍闪存的知识,更多内容敬请收藏并关注存储极客的头条号。





原文網址:https://kknews.cc/digital/ky92rqb.html

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发表于 2020-12-4 22:20:36 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
我觉得ce就是交换机,die就是插在上面的网线
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发表于 2020-12-5 11:48:10 | 显示全部楼层
一个是相对总线上的概念,一个是相对设备上存在的概念

总线它不可能任由的无限扩展变大(或:变多),就跟PCI-E总线推出3.0版本,你不可能随随便便去动它,例如x16,你主板厂商觉得不够用非得设计成x24

总线它能连接的就是那几个通道,每个通道就是控制那么几个CE,总线逻辑架构推出来,跟不上时代的发展和变化,所以颗粒在发展的过程中有些东西就超出了原来的条条框框,所以改动不了总线的东西,就在自身内部进行技术变革。所以几个DIE堆叠在一起,但最终就是一个CE来控制访问(看规格书就知道,其实整体是比较复杂的,但是研发人员都把这些东西给调好了,所以平常DIY就是焊接下,开个卡,但实际真正意义层面开发主控、开发SSD产品等本身就是一个很复杂的事情,因为涉及到很多复杂的信号,而且还是高速信号)

因为生产工艺就算控制的再好,一个DIE也不可能做得非常大的面积(即使密度越来越高),就跟液晶面板一样,一块面板最终切割成多少尺寸是最佳性价比的类似意思

TSOP48慢慢没有厂商用,到BGA

然后132、152的引脚数量有限,能实现的CE数也有限,就又有了272和316的(虽然是不同阵营,各自想推各自的标准)。单CE多DIE这个事情就跟每个封装能连接多少个CE是一个类似的道理(就是一个颗粒为什么有1CE,2CE,8CE甚至16CE的意思,它都是一个物理颗粒)
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 楼主| 发表于 2020-12-5 19:50:27 | 显示全部楼层
perter 发表于 2020-12-4 21:23
去看看集成电路的原理就知道了,不仅仅是闪存,只要涉及到并发运行的(MCU ram rom)都有ce的概念,ce全程c ...

看过底下的帖子,现在只有一个问题不明白,到底那个BGA152的颗粒是怎么实现16CE的
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 楼主| 发表于 2020-12-5 19:52:10 | 显示全部楼层
futurestar 发表于 2020-12-5 11:48
一个是相对总线上的概念,一个是相对设备上存在的概念

总线它不可能任由的无限扩展变大(或:变多),就跟 ...

明白的许多,只不过不知道三星在怎么实现BGA152搞成16CE的,是不是利用了外围的空点位,特殊的板子和封装
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发表于 2020-12-5 20:16:32 | 显示全部楼层
woxinsilin 发表于 2020-12-5 19:50
看过底下的帖子,现在只有一个问题不明白,到底那个BGA152的颗粒是怎么实现16CE的 ...

这有啥难度,三星16CE 132/152有很多种形式早期和正常152完全不兼容,后期兼容了,可能是利用了BGA132/152周围常规定义里面的空脚
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发表于 2021-11-19 13:04:34 | 显示全部楼层
perter 发表于 2020-12-4 21:23
去看看集成电路的原理就知道了,不仅仅是闪存,只要涉及到并发运行的(MCU ram rom)都有ce的概念,ce全程c ...

可以直接说:这种情况下die是CE的子集。单个die或多个die组成了CE。
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发表于 2021-11-19 13:05:18 | 显示全部楼层
yukimura_z 发表于 2020-12-4 22:20
我觉得ce就是交换机,die就是插在上面的网线

这个比喻可以。
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发表于 2021-11-19 21:28:42 | 显示全部楼层
我的理解:

CE对应主控的通道,我们在主控板上做CE跳线,实际上就是指定CE“接口”到不同的通道上去,所以CE就是“接口”。
DIE就是“模块”,1个接口后面可以挂1个或多个模块,都通过这个“接口”进入通道。

更形象的比喻,CE就是一张桌子,DIE就是抽屉。
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发表于 2021-11-20 00:35:25 | 显示全部楼层
书和书页的问题:lol:
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发表于 2022-2-22 07:51:10 | 显示全部楼层
有点复杂,与作用相结合才能更好地理解
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发表于 2022-9-23 12:45:26 | 显示全部楼层
这基础知识普及的太到位了
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发表于 2022-11-20 04:28:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 hahaboy_007 于 2022-11-20 16:18 编辑

都是在用书本上的名词去解释名词,好比合同法解释成守契约的法,那么谁来解释“契约”二字呢?所以这种事情要科普只能用大量的类比,起码你要把对方当成一个小孩......
我告诉你的逻辑是这样的:1.CH(通道)、CE(片选)、DIE(叠晶)这三个是微观概念,那么我们需要用宏观物体来类比;
                                          2.属性上CH、DIE是实的;而CE是虚的,虽然有专门脚位,但通的是信号来的。
基于以上两点,我的类比例子很简单,宏观微观实实虚虚都能对应上来:两组红绿颜色的火车头,共享一段单轨铁路,有同向发车、也有相向会车,那他们如何协调一致共享这段铁轨?那就靠红绿灯定时调度!自己拿个笔和纸片画一画如何驱动,这里CH=共享单轨、DIE=不同组的火车头(AB公司AB组织AB团体怎么想都可以,至少现在看按颜色区分),CE=调度火车头信号灯。理论上实际容量只取决于DIE总量叠加(火车头实际数量),当火车头太多了就驱动增加CE指示灯的颜色分组来加强通过那个单轨铁路的效率,最后CH=1如不够有效了就会增加多条线路!

由于使用习惯上,用CE去代替die表达单元容量,这完全易混淆,因为CE已经做了条带化的单元容量,开卡软件已经形成这种习惯,就好比刚才的火车模型,信号灯红绿代表不同的CE,当绿灯亮起,绿皮车过共享单轨,红皮车在等待!绿皮车也不一定是同一家公司的,比如成都铁路局和广州铁路局各算1个die,只是他们共同使用绿色信号而已,而长沙铁路局这个die用红皮车,需要等信号切换过来。当然由SSD主控记录违规班次时候,先判断的是CE,也就最直观是红皮车操作不当还是绿皮车操作不当,并不去追哪个die.

用这个解释楼主说的现象:比如单CE多dle,那就是在一个时序里面ABCD四个公司火车头玩大轮盘,等段时间轮流发车,看上去效率稍低但是成本低呀,比较合适日韩



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发表于 2022-11-20 04:38:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 hahaboy_007 于 2022-11-20 16:29 编辑

有人会疑问CE靠什么来工作?——晶振给了CE一个基准时序,以前是外围给的,就拿最小存储器U盘和卡类外围电路板上都有一颗晶振;当然现在有晶振集成到主控里面去,外围电路看不到。CE片选信号遵循的就是datasheet里面那个时序图。
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发表于 2022-11-20 13:29:17 | 显示全部楼层
论坛需要这样的科普知识,会玩还要懂得道理,玩起来才会有进一步的动力。
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发表于 2022-11-21 18:25:30 | 显示全部楼层
虽然看不懂,还是要努力学习。
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