谈到设计存储器时，没有哪种规格适合所有人。而且，考虑到大量的内存类型和使用场景，系统架构师必须非常清楚他们的应用的系统需求。
首先需要决定的是，是将存储器置于逻辑芯片上，作为SoC的一部分，还是将其作为片外存储器。
eSilicon公司业务和企业发展副总裁Patrick Soheili表示：“延迟和吞吐量的折中至关重要，而且功耗成本巨大。每次你从一个平面移动到另一个平面时，它的系数是100X。这也适用于片上存储器vs片外存储器。如果你能挨个芯片地把它连在一起，那就最好了。”
出于上述原因和其他原因，芯片制造商的第一选择是在逻辑芯片上放置大量的RAM或flash。但在大多数情况下，这还不够。即使是过去被定义为带有片上存储器的处理单元的微控制器，也已经开始为高端应用添加片外辅助存储器。
图1：三星的HBM2 DRAM 5 （来源：三星）
外部存储器的吞吐量非常高。但在这里，主要需要权衡各种开销。
Ferro表示：“你将为HBM付出更多的钱，所以如果你能承担高成本，这是一个很好的解决方案。如果你无法承受高成本，那么其他公司正在考虑的是，他们能在一块电路上挤进多少DDR或LPDDR，并将它们并排放置，试图用更传统的解决方案来逼近某些HBM的性能。”
看懂存储器由于存储器市场服务有许多不同的应用，所以在设计中清楚地了解如何合理的使用存储器是很困难的。了解各种可选方案将对此有所帮助。
西门子公司Mentor事业部的IP部门的董事总经理Farzad Zarrinfar表示：“基本上，你可以观察自己的芯片，然后设想它可以用于几个关键的垂直市场。一些垂直市场可能是智能手机、高性能计算、汽车、物联网、虚拟现实、混合现实等等。你会发现芯片技术是不同的。没有一种芯片技术能解决所有问题。例如，物联网对功耗和成本敏感，人们可以利用超低功耗的40nm或28nm的工艺，如ULP或HPC 。这对于物联网来说非常合适。而在汽车行业，使用28nm及以下工艺生产的芯片需求量很大。”
内存综合器（Memory Compiler）的选择是另一个难题，大多数存储器提供商都为它们的存储器产品提供综合器。Zarrinfar表示：“智能综合器可以帮助提供解决方案，因为它可以根据不同的需求进行优化。例如，某些应用可能需要超低动态功耗，而汽车则有自己的要求，而且我们在这里唯一的不变就是变化。行业正在发展。对于安全性，温度等级以及其他一些考虑事项，有着非常明确的要求。”
所有这些需求都会影响存储器设计，而这正是工程团队需要考虑的。
Zarrinfar表示：“当我们设计存储器的时候，我们有特定的目标，可能是 125℃或 150℃的环境，这可以转化为结温。我们有基于目标市场的市场需求文档。然后我们知道我们需要什么样的设计。然后你需要有来自半导体代工的模型，规定我们拥有的模型的范围。汽车温度迫使半导体代工厂增加传统的工作温度范围。虽然不是每个流程节点和类型都支持每种模型的每个替换，但必须进行充分的验证，以确保各种组合能够达到预期的结果。”
最后，预计对存储器更大带宽、更少延迟、更低功耗和更低成本下的更大容量的需求的将会不断增加。面对着今天各种可用的存储器类型，无论是独立的存储器芯片的还是嵌入式存储器，系统架构师必须随时改进理想存储器方案的选项，以适应特定的应用场景。
致谢：本文由电子科技大学低功耗集成电路与系统研究所黄乐天老师和陈家豪同学协助校对。特此感谢！
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