如今，邊緣人工智能、汽車、清潔能源和通信等新興市場領域，廣泛采用基于 10 納米及以下制程的系統級芯片（SoC）。

先進 SoC 的工作電壓低至 1.2V 甚至更低。若要支持許多 NOR 閃存采用的 1.8V 等高電壓 I/O 結構，會增加 SoC 的芯片面積并提高成本。而具備 1.2V 輸入 / 輸出（VIO）特性的 NOR 閃存器件，既能降低成本，又能減少功耗。

傳統外部閃存器件的供電電壓通常為 3.3V 或 1.8V，支持高速讀取、快速編程和快速擦除等高性能操作。若將這些器件與 1.2V SoC 搭配使用，需額外配備電平轉換器，或采用內置電平轉換功能的 SoC。另一種方案是：閃存器件以 1.8V 為核心電壓運行，同時通過 1.2V I/O 接口與 SoC 對接，由電源管理芯片（PMIC）提供兩種電壓（見圖1）。

1. 1.2伏SoC與1.2伏VIO SPINOR閃存之間的接口不僅節省了功耗和電路板空間，還簡化了I/O電壓架構。

典型例子是向VCC和VCC_IO針腳供電為1.8伏和1.2伏（見圖2）。CC_IO針是額外的引腳，作為I/O引腳的1.2伏電源電壓。

2. 圖中顯示的是GigaDevice的GD25NE系列SOP16引腳，采用1.2伏VIO SPI閃存（左側），BGA 5x5引腳，采用1.2伏VIO NOR SPI閃存設備（右側）。

如今，有兩種產品支持1.2伏SPI NOR閃存架構。一種是純1.2伏SPI非諾閃存，支持1.2伏電源和輸入輸出;另一種則結合了1.8伏的磁芯電壓和1.2伏的VIO接口電壓。

純1.2伏NOR閃存面臨設計挑戰，即實現1.8伏器件的全部性能。它在較低的1.2伏磁芯工作，該處內部閃存讀取、編程和擦除作需要內在高于磁芯電壓的內在高電荷電壓。該方案支持低至中等性能應用，但可能無法應對需要雙電壓解決方案的其他高性能應用。

雙電壓VIO方案節省了大量電力（見圖3）。

3. 傳統1.8伏SPI諾爾閃存與1.8伏帶1.2伏VIO SPI諾爾閃存的讀寫性能相似（左圖），但雙電壓方案能實現50%的省電（右）。

通過GigaDevice的GD25NE SPI NOR 閃存芯片的關機模式（見圖4）可以降低整體功耗。在待機模式下電流降至12 μA，深度斷電模式下降至200 nA。256字節頁面程序時間為0.15毫秒，比傳統的1.8伏SPI NOR閃存設備快約40%。

4. 不同工作模式下的功耗分布，包括讀取、待機和深度斷電，顯示根據使用情況帶來的額外節能效果。