技术

电子游戏和NAND Flash的发展趋势

By 2019年12月23日 一月 20th, 2020 No Comments

随着芯片技术越来越强大,人们现在已经享受到了高端的游戏体验,而这一需求也日益强烈。我相信,在不久的未来,电子游戏将成为男女老少皆宜的娱乐项目,这也说明了芯片技术的发展需要使得电子游戏可以模拟各类情景。那今天,让我们通过这篇文章看一下,电子游戏的发展历史和NAND的发展趋势吧。

下载图片

第一章 : 电子游戏演变史

海外篇章

1952年,在真空管计算机上,第一款电子游戏——井字棋游戏(OXO)正式诞生;
1971年,第一款游戏机诞生,其搭载的名为《Computer Space》的游戏,虽然最后未获成功,但已经作为首款街机游戏载入史册。而当时,游戏机采用的硬件,正是刚开始崛起的集成电路技术。

随后近50年的发展中,对于游戏画面和运算性能的追求,也成为了CPU、GPU、内存等计算机设备的发展动力之一。同时,1978年“MUD1”的诞生,宣告了网络游戏的正式亮相,从此,游戏也与互联网以及其背后的服务器等硬件设备产生了紧密的联系。

下载图片

中国篇章

虽然中国的游戏玩家加入这场电子世界的冒险略有些延后,但是大家不甘示弱,展现出了浓厚热情。

对于电脑玩家来说,90年代中硬件技术的突破为电脑游戏带来了一场又一场革命。1994年,《神秘岛》的问世在电脑玩家中引起了轰动。这是最早使用光盘作为载体的游戏,光盘的大容量储存空间令游戏开发者得以在游戏中加入大量精致的图片、动画和优美的音乐,这是以往的磁盘游戏所无法企及的 1

除此之外,在上个世纪90年代的中国,手机是刚出市场没多久的移动电子设备。起初,它的最大功能是方便通讯,接收短信和电话。然而,作为移动设备,如果可以在此基础上增加娱乐功能的话,那对于人们是多诱人的福利啊!为此,诺基亚将手游这一概念首次展现在国人的眼前2。作为初具雏形的手机游戏,当时的手机基本只是内嵌一些简单的黑白游戏,如“俄罗斯方块”“贪吃蛇”之类的游戏,这些游戏画面简陋,规则简单,缺乏现阶段手机游戏娱乐性和交互性的复杂形态。
2008年开始,随着智能手机的逐渐在中国各地普及,更复杂的游戏开始出现在智能手机平台,然而受限于手机性能,当时的游戏画质不佳,往往充斥着像素风,游戏加载时间也很长。

随着芯片技术的发展越来越强大,2015年之后,智能手机的性能已经实现了飞跃式的发展,手机游戏开始越来越接近端游,画面更真实、游戏内容更复杂。而之后几年,类似“吃鸡”这样的端游大作也逐渐移植到手机平台。为了实现PC级别的视频性能,它不仅需要针对移动设备优化过的GPU,大幅提升的图形数据存储需求,也对存储器的容量、速度、带宽等提出了巨大的挑战。

手机游戏用户早期的大幅增长得益于移动互联网整体使用场景的多元化,手游的便捷性符合多元化场景的需求,且满足了用户可以得以碎片化时间。艾媒咨询(iiMedia Research)显示, 2018年中国手机游戏市场规模达1455.1亿元。据预计未来市场的增速虽有所放缓,但是规模将逐步扩大3

通过电子游戏历史章节,我们一览电子游戏世界的惊人演变。现在,您所拥有的移动游戏世界已经能够实现堪比电影般逼真的画面了,而下一步,就是为您提供更强大的游戏体验了。我们相信,这将是未来游戏发展的重要趋势。

下载图片

第二章:了解NAND Flash

NAND Flash是非挥发性存储器, 这意味着在关闭电源时仍会保留数据, 因此它适合需要数据存储的所有电子产品。
NAND Flash既小又轻,又具有抗机械冲击 ,存储密度(Memory Density)高,低功耗,快速读取速度。因此,NAND Flash的进化过程中最重要的趋势就是每个单元(Cell)拥有更高的密度(Density)。单元的密度(density)的发展过程是如下;
“Single Level Cell(SLC)→Multi Level Cell(MLC)→Triple Level Cell(TLC)→Quadruple Level Cell(QLC)”

单元密度的发展过程

下载图片

根据NAND Flash原理, 一个NAND Flash由每个单独的存储单元组成。早期的NAND Flash, 例如2D NAND采用了半导体制造中最常见的平面(Prototype)制成技术。具体来说, 大量的存储单元在整个芯片上以2D平面形式铺开。因此,增加2D状态下的存储密度的方法是很简单,那就是缩短单元于单元之间的距离。

但是,2D NAND在平面状态中缩小单元(Cell)和单元(Cell)之间的距离是有限制的,这种方式导致了单元之间的干涉现象严重的问题。

为解决这些问题, 我们将非导体氮化膜(Nitride)用作数据存储空间。另外, 为了减少芯片的大小而增加net die, 开发了将现有断层排列的单元以垂直积层的革新技术。由此,我们开发了3D NAND技术。

3D NAND大幅减少了单元(Cell)之间的干扰影响,提高了单元自身的特性,并持续提高积层单数就能够实现数据容量的扩大及成本节约。

简言之,3D NAND 相对于2D NAND而言,其读写速度,功耗,成本、耐久性, 数据传输速度 , 容量等均展现卓越优势4

下载图片

第三章:NAND Flash性能全面突破

探索SK海力士4D NAND闪存

对于游戏世界的冒险,我们从未放慢脚步。用户也对游戏体验有着极高的要求,如高速读取、高分辨率画质、4K视频等,3D闪存技术目前已经被广泛应用于移动领域,可以说,3D NAND技术带来的手机存储性能提升,是移动游戏得以发展的关键硬件基础之一。此外,相较于传统的HDD存储器,基于NAND技术的SSD存储器更小更轻,却能更可靠地以更少的功耗提供更强大的存储性能,大大缩短游戏的加载时间。近年来,SSD固态硬盘已经被应用于绝大部分笔记本电脑产品中。对于SSD存储器而言,SATA SSD顺序读取速度一般在

顺序读取速度一般在300~500MB/ 秒左右,可以实现在6~10秒左右的时间内下载一部容量约为3GB的全高清(FHD)电影;而通过NVMe SSD的下载速度仅需2秒。

SK 海力士今年6月份宣布将量产128层1Tb TLC(Triple-Level Cell, 三层单元)4D NAND Flash,该产品的最大的优势是小芯片尺寸, 使其能够实现1Tb超高密度的NAND Flash。公司与2018年10月宣布将3D CTF(Charge Trap Flash)设计与PUC(Peri. Under Cell)技术相结合, 推出创新的 4D NAND Flash。

SK海力士通过开发独特的设计方法,将芯片尺寸进一步缩减。据了解,由于越来越多中国用户对于手机游戏的热衷,能研发满足现在智能手机的先进芯片技术对于制造商来说将是一个巨大的挑战与机遇。就现在而言,NAND Flash拥有更高的存储密度和存储容量,并且其数据读写速度、功耗等也不断优化。

稀有装备:SK海力士4D NAND

下载图片

今年11月,SK海力士向主要智能手机制造商交付了基于128层1TB 4D NAND闪存的1TB UFS3.1工程样品。使用SK海力士1TB UFS 3.1,1TB产品所需的芯片数量要比512Gb NAND减少一半,并可实现1毫米的封装厚度,充分迎合5G智能手机超薄设计的发展趋势。采用1TB UFS 3.1的智能手机有望在2020年下半年实现大规模量产。1TB UFS 3.1还采用了下一代业内标准技术Write Booster以及SK海力士自主研发的新控制器与固件,能够将顺序写入性能提高一倍。应用该产品下载一部15GB的4K超高清电影(UHD)仅需20秒。

2TB cSSD适用于更高规格的超薄笔记本电脑和游戏电脑。在这产品中,128层1Tb TLC NAND闪存能在仅1.2V低电压下实现1,200Mbps(Megabits/Sec)的数据传输速率,并配合搭载应用硬件自动化技术的SK海力士控制器,在PCIe Gen3平台中实现最佳性能。
这次交付给客户的2TB cSSD样品,功耗从之前96层SSD产品的6W降低到3W,达到业内最佳水平。经过客户认证后,预计主要PC制造商有望从2020年上半年起开始使用2TB cSSD。

除此之外, E1.L 16TB eSSD可以提供3400MB/s的读取速率和3000MB/s的写入速率。基于SK海力士4D NAND的优质性能,这将特别适用于高速和大容量的存储设备。未来的游戏往往需要保持实时在线以及未来的云游戏(Cloud Game)也需要满足无需下载,实时开启的性能特点。因此,服务器端要拥有这种强大的存储设备加持,来满足人们对于游戏服务器愈发严苛的要求。

了解了那么多,信息您已经对未来的电子游戏产业充满了期待呢!在进入接下来的游戏篇章前,SK海力士也将作为您的科技引领者,伴您左右。我们通过精益求精的科研精神,为“下一代游戏体验”助力!

 

 

1参考来源:http://www.pc6.com/InfoView/Article_26482.html
2参考来源:https://www.sohu.com/a/111495812_471369
3参考来源:http://www.sohu.com/a/343853456_120099890
4参考来源 : http://www.360doc.com/content/17/1205/18/37015604_710224746.shtml

// // wechat qr 현재 URL 로 변경 // https://github.com/mkdynamic/jquery-popupwindow /*! * Display popup window. * * Requires: jQuery v1.3.2 */ // weibo show