一、產品概述

中國北京（2025年4月15日）—— 業界領先的半導體器件供應商兆易創新GigaDevice宣布推出GD5F1GM9系列高速QSPI NAND Flash，該系列以其突破性的讀取速度和創新的壞塊管理（BBM）功能，可有效解決傳統SPI NAND Flash響應速度慢、易受壞塊干擾的行業痛點。作為一種巧妙融合了NOR Flash高速讀取優勢與NAND Flash大容量、低成本優勢的新型解決方案，GD5F1GM9系列的面世將為SPI NAND Flash帶來新的發展機遇，成為安防、工業、IoT等快速啟動應用場景的理想之選。

二、產品特性

GD5F1GM9系列高速QSPI NAND Flash采用24nm工藝節點，支持內置8bit ECC、3V和1.8V兩種工作電壓，以及Continuous Read、Cache Read、Auto Load Next Page等多種高速讀取模式，為用戶提供多種組合設計方案。與傳統SPI NAND Flash相比，GD5F1GM9系列在ECC設計上摒棄了原有的串行計算方式，實現復雜ECC算法的并行計算，這極大地縮短了內置ECC的計算時間。該系列3V產品最高時鐘頻率為166MHz，在Continuous Read模式下可達83MB/s連續讀取速率；1.8V產品最高時鐘頻率為133MHz，在Continuous Read模式下可達66MB/s連續讀取速率。這意味著在同頻率下，GD5F1GM9系列的讀取速度可達到傳統SPI NAND產品的2~3倍，該設計優勢可有效提高器件的數據訪問效率，顯著縮短系統啟動時間，進一步降低系統功耗。

為了解決傳統NAND Flash的壞塊難題，GD5F1GM9系列引入了先進的壞塊管理（BBM）功能。該功能允許用戶通過改變物理塊地址和邏輯塊地址的映射關系，從而有效應對出廠壞塊和使用過程中新增壞塊的挑戰。一方面，傳統NAND Flash在出廠時可能存在隨機分布的壞塊，若這些壞塊出現在前部代碼區，將導致NAND Flash無法正常使用。而GD5F1GM9系列通過壞塊管理（BBM）功能，可確保前256個Block均為出廠好塊，進而保障代碼區的穩定性。另一方面，在使用過程中，NAND Flash可能出現新增壞塊，傳統解決方案需要預留大量冗余Block用于不同分區的壞塊替換，造成嚴重的資源浪費。GD5F1GM9系列的壞塊管理（BBM）功能允許用戶重新映射邏輯地址和物理地址，使損壞的壞塊地址重新可用，并且僅需預留最小限度的冗余Block，該功能不僅顯著提高了資源利用率，還有效簡化了系統設計。

“目前，SPI NAND Flash的讀取速度普遍較慢，已成為制約終端產品性能提升的重要瓶頸”，兆易創新副總裁、存儲事業部總經理蘇如偉表示，“GD5F1GM9系列高速QSPI NAND Flash的推出，為市場中樹立了新的性能標桿，該系列不僅有效彌補了傳統SPI NAND Flash在讀取速度上的不足，并為壞塊管理提供了新的解決方案，可成為NOR Flash用戶在擴容需求下的理想替代選擇。未來，兆易創新還將持續打磨底層技術，為客戶提供更高效、更可靠的存儲方案。”

目前，兆易創新GD5F1GM9系列可提供1Gb容量、3V/1.8V兩種電壓選擇，并支持WSON8 8x6mm、WSON8 6x5mm、BGA24（5x5 ball array）5x5ball封裝選項。

三、技術優勢

QSPI接口的優勢

QSPI（四路串行外設接口）是一種旨在提高數據傳輸速率的接口標準，相比于傳統的SPI（串行外設接口）來說，QSPI允許多個數據線同時傳輸信息。

具體而言，QSPI可以通過四條數據線實現四倍于SPI的傳輸速率。這種高帶寬特性使得QSPI成為高速存儲設備的理想選擇，能夠滿足對快速數據訪問的需求。

GD5F1GM9系列閃存采用了QSPI接口，能夠提供更快的數據讀寫速度。

這對于大多數對存儲設備要求極高的應用，尤其是需要快速引導和實時數據處理的場景，具有重要的意義。例如，在嵌入式系統中，操作系統和應用程序的快速加載對用戶體驗影響深遠，而GD5F1GM9系列則能夠有效縮短啟動時間。

讀取與寫入性能

GD5F1GM9系列高速QSPI NAND Flash在讀取和寫入性能方面表現出色。該系列產品通常具備高達104 mb/s的讀速率，以及相對較高的寫入速率。這種性能的提升不僅依賴于QSPI接口架構的優勢，更得益于閃存本身的設計優化。

具體而言，該系列產品使用了多層單元（mlc）技術，這種技術允許在同一物理單元內存儲多個比特的信息。通過這樣的設計，GD5F1GM9能夠在相同的芯片面積上提供更高的存儲密度和數據,mlc技術的引入也帶來了讀寫耐久性和數據保持時間等。

數據管理與錯誤校正

高速閃存的另一個重要方面是數據管理。GD5F1GM9系列閃存中集成了先進的錯誤校正碼（ecc）功能，能夠有效檢測和修正數據傳輸過程中可能出現的錯誤。ecc不僅提高了數據傳輸的可靠性，也提升了數據存儲的安全性，確保了在惡劣環境或復雜應用下數據的完整性。

此外，該系列還采用了動態磨損均衡算法，能夠均勻地分布寫入和擦除操作，從而延長閃存的使用壽命。通過有效管理存儲單元的擦寫次數，GD5F1GM9系列能夠在長期運行中保持穩定的性能表現。

四、應用場景

GD5F1GM9系列高速QSPI NAND Flash的應用場景非常廣泛。在消費電子領域，這種閃存可以用于智能手機、平板電腦等設備中，為用戶提供快速的應用加載體驗。在工業控制領域，GD5F1GM9的高可靠性和耐久性使其成為工業自動化設備的理想選擇，可以在設備不斷運行的情況下保持高效穩定的性能。

另外，汽車電子領域對存儲設備的要求同樣嚴格，GD5F1GM9系列閃存憑借其出色的溫度范圍和抗震性，可以適應嚴苛的工作環境。例如，在車載導航、娛樂系統等應用中，GD5F1GM9能夠確保數據的快速訪問與穩定存儲。

五、未來發展方向

隨著技術的不斷進步，閃存技術的發展也面臨著新的挑戰。為了滿足不斷增長的數據存儲需求，GD5F1GM9系列的后續版本可能會進一步提升存儲密度和數據傳輸速率。此外，隨著人工智能和大數據處理的迅速發展，對存儲設備的智能化管理也將成為未來的重要趨勢。

在這一背景下，對存儲架構的優化、控制器技術的革新、以及新型材料的應用將是未來技術發展的重要方向。GD5F1GM9系列作為行業中的佼佼者，將在這場技術變革中繼續發揮重要的作用。自動化管理、動態優化與智能調度等新技術的引入，將使得閃存的性能再上一個臺階，進一步提升其在各行業中的應用價值。