eMMC 不像 SSD 那样有公开的 TBW 数字可查——铠侠和美光都没有为这几颗公布耐久性指标。要知道在役设备里的 eMMC 消耗到什么程度,靠的是读器件自己的寿命估算寄存器。选型这一侧最容易出错的则是温度等级:同为 eMMC 5.1、同为 11.5×13mm 本体的三颗铠侠料号,工业级和消费级混在一起。本文说明寿命寄存器怎么读、温度后缀怎么认,以及这几颗料号当前的生命周期状态。
工控主机、安防录像设备和网关里的 eMMC,客户最常问两个问题:这颗还能写多久,以及我的机箱温度够不够。这两个问题的答案都不在价格表上。
第一个问题没有公开的 TBW 可查。铠侠和美光都没有为本文这几颗 eMMC 公布总写入量或擦写次数。美光在工业级数据手册的注里说明,NAND 的耐久性由适用的器件认证文件和技术说明中的健康信息表限定,认证与可靠性报告在认证发布节点应客户要求提供。换句话说,原厂的思路是让你去读器件自己报告的消耗,而不是给一个静态数字。
第二个问题的坑在于料号标签。下面这张表里三颗铠侠料号的温度等级并不一致,但它们的 eMMC 版本、本体尺寸都一样,光看外形和容量分不出来。
| 完整料号 | 品牌 | 容量 | 版本 | NAND/封装 | 工作温度 | 温度基准 | 原厂目录状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| THGBMJG6C1LBAU7 | 铠侠 Kioxia | 8GB | 5.1 | FG NAND,11.5×13×1.0mm | −40℃ ~ +105℃(工业级) | 简介另注 Tc 上限 115℃ | 在产 |
| THGAMVG7T13BAIL | 铠侠 Kioxia | 16GB | 5.1 | BiCS FLASH,11.5×13×0.8mm | −25℃ ~ +85℃(消费级) | 简介未标注 | 在产 |
| THGAMVG8T13BAIL | 铠侠 Kioxia | 32GB | 5.1 | BiCS FLASH,11.5×13×0.8mm | −25℃ ~ +85℃(消费级) | 简介未标注 | 在产 |
| MTFC16GAPALBH-IT | 美光 Micron | 16GB | 5.1 | MLC,153 球 TFBGA 11.5×13×1.1mm | −40℃ ~ +85℃(工业级 IT) | 数据手册未标注 | Obsolete |
| MTFC64GAPALBH-AAT | 美光 Micron | 64GB | 5.1 | MLC,153 球 TFBGA 11.5×13×1.1mm | −40℃ ~ +105℃(AAT) | 环境温度 Ta,Tcase 上限 115℃ | Obsolete |
铠侠这三颗要分开看。THGBMJG6C1LBAU7 在铠侠产品简介的工业级条目下,工作温度 −40℃ ~ +105℃,并另注了 115℃ 的壳温上限;而 THGAMVG7T13BAIL 和 THGAMVG8T13BAIL 位于消费级条目,工作温度是 −25℃ ~ +85℃。三颗同为 eMMC 5.1、本体同为 11.5×13mm,容量分别是 8GB、16GB、32GB。如果按“同一家、同代、同封装”去配无风扇机箱或户外设备,把 16GB、32GB 这两颗当成工业级用,夏季满载时就会踩到温度边界。
美光 eMMC 的料号编码文件里,温度字段的定义是:留空为 0℃ ~ +70℃;WT 是 −25℃ ~ +85℃;IT 是工业级 −40℃ ~ +85℃;AIT 是工业级 −40℃ ~ +85℃ 并附加 HR 认证测试流程。AAT 没有出现在这份编码文件里,它的定义在车规数据手册的温度等级表中:AIT 为 −40℃ ~ +85℃、最大 Tcase 95℃,AAT 为 −40℃ ~ +105℃、最大 Tcase 115℃,该表把温度列明确标注为环境温度 Ta,并单独给出 Tcase 上限。
需要注意的是,WT 和 IT 这一批 MLC 数据手册只给了工作温度范围,没有标注是环境温度还是壳温。所以 MTFC16GAPALBH-IT 的 −40℃ ~ +85℃ 按哪个基准算,在公开资料里没有写明。设计裕量紧张时,这一点值得在项目前期就向原厂或我们确认。
eMMC 5.0 起,JEDEC 在扩展 CSD 里定义了三个只读字节,用来报告器件自身的健康状态:
Linux 下用 mmc-utils 读取,命令是 mmc extcsd read /dev/mmcblk0,较新版本也提供 mmc health;内核同时在 sysfs 里导出 pre_eol_info 和 life_time 两个节点。底层走的是 CMD8 取回 512 字节的扩展 CSD,再取第 267 到 269 字节。
铠侠在公开的磨损均衡技术简介里写明,eMMC 器件的寿命可以从扩展 CSD 寄存器的 DEVICE_LIFE_TIME_EST 寄存器读出,并且是实时回写的。美光则在 eMMC 器件健康报告的技术说明中给出同样的字段定义,并另外提供一套厂商专有的健康命令,通过 CMD56 返回初始坏块数、运行期坏块数、剩余备用块数,以及 SLC 和 MLC 区的最小、最大、平均和总擦除次数。两条路线可以配合用:JEDEC 的三个字节适合做设备端的日常巡检门限,厂商命令适合在返修或批次分析时看得更细。
从原厂目录状态看,本文涉及的美光 eMMC 都已不是在产状态:MTFC8GAMALBH-AIT 标注为 End of Life;MTFC8GAKAJCN-1M WT、MTFC8GAKAJCN-4M IT、MTFC16GAPALBH-IT、MTFC32GAPALBH-IT、MTFC32GAPALBH-AIT 与 MTFC64GAPALBH-AAT 均标注为 Obsolete。已经在用这些料号的设备,续采要按停产料安排,同时把在役设备的寿命读数摸清楚,判断是趁替换窗口整批更换,还是按批次逐步替换。
提供需要的容量、机箱内的实际温度、设备的日均写入量,以及在役设备读到的 PRE_EOL_INFO 和 DEVICE_LIFE_TIME_EST 数值,我们可以在合适的温度等级范围内给出可询价的候选,并针对已停产的料号给出寻源与替代方案。
本文出自 SUNTEC 晟雅泰(苏州晟雅泰电子有限公司)技术团队。
读扩展 CSD 的三个只读字节:第 267 字节 PRE_EOL_INFO 反映预留块消耗(01h 正常、02h 已消耗 80%、03h 已消耗 90%),第 268 和 269 字节分别按 SLC 区和 MLC 区给出寿命估算,取值 01h 到 0Ah 每档 10%,0Bh 表示已超过估算寿命。Linux 下用 mmc extcsd read /dev/mmcblk0 读取,内核也在 sysfs 导出 pre_eol_info 和 life_time。
铠侠和美光都没有为这几颗 eMMC 公布 TBW 或擦写次数。美光在工业级数据手册里说明,NAND 耐久性由适用的器件认证文件和技术说明的健康信息表限定,认证与可靠性报告应客户要求在认证发布节点提供。所以判断“还能写多久”的可靠办法是读器件自身的寿命寄存器,结合设备已运行时长和日均写入量推算,而不是找一个静态数字。
不一样。按铠侠的产品简介,THGBMJG6C1LBAU7 属于工业级,工作温度 −40℃ ~ +105℃,另注壳温上限 115℃;THGAMVG7T13BAIL(16GB)和 THGAMVG8T13BAIL(32GB)属于消费级,工作温度 −25℃ ~ +85℃。三颗同为 eMMC 5.1、本体同为 11.5×13mm,外形和容量看不出区别,配无风扇机箱或户外设备时要按等级分开选。
按美光的 eMMC 料号编码文件,WT 是 −25℃ ~ +85℃,IT 是工业级 −40℃ ~ +85℃,AIT 是工业级 −40℃ ~ +85℃ 并附加 HR 认证测试流程。AAT 定义在车规数据手册的温度等级表中,为 −40℃ ~ +105℃、最大 Tcase 115℃,该表把 AIT 和 AAT 的温度列标注为环境温度 Ta。需要注意本文表中的美光料号在原厂目录上均已标注为 Obsolete 或 End of Life,新设计建议改用在产料号。
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