嵌入式系統於儲存與穿戴裝置的應用
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基於對耐震與惡劣環境的容忍性需求，嵌入式系統較少使用有主軸馬達的硬碟，而是使用EEPROM、NAND Flash等非揮發性記憶體，如SD/SDHC/SDXC、CompactFlash (CF)/CFast記憶卡、eMMC╱SSD單晶片(4？64GB)，體積大小與IDE或SATA介面相仿的磁碟模組(Disk On Module；DOM)；有些嵌入式系統則設計是Mini PCI-E、mSATA、M.2(NGFF)等新型插槽，來安裝SSD模組卡，需要較大量的嵌入式裝置，則會使用SATA/SATA Express介面、7/9.5mm厚度的SSD，容量要求要從4/8GB到64/128GB不等。
作為嵌入式系統的儲存應用主流－固態硬碟(Solid State Drive；SSD)，無論是用NAND Flash IC/SSD Controller控制晶片的PCBA，封裝在一個2.5吋7/9.5mm厚度的筆記型硬碟外觀SSD，或者以Mini PCI-E、mSATA、M.2插槽設計的SSD模組卡，甚至是NAND Flash晶圓與控制晶片封裝成單一晶片外觀的SSD晶片，SSD的主控晶片，從純SSD供應晶片商如宜鼎(InnoDisk)、美滿電子(Marvell)、慧榮(SMI)、群聯(Phison)、智微(JMicron)、亮發(InCOMM)，被希捷併購的Avago/LSI SandForce，到結合自家或聯盟NAND Flash廠的如新帝/東芝(SanDisk/Toshiba)、東芝/OCZ (Toshiba/OCZ)、三星(Samsung)、英特爾(Intel)等。
宜鼎(InnoDisk)針對嵌入式╱工控市場研發的InnoDisk ID167控制晶片，採四通道8CE設計，40bit/1KB ECC資料修正能力，搭配24/25nm製程的同步型(Sync) MLC Flash記憶體顆粒、64Mx16bit的DDRⅢ緩衝區設計，並提供由InnoDisk ID167晶片與Flash矽晶圓做COB封裝的32GB(4CH x 1CE)與64GB (4CH x 2CE)單晶片版本，可達到480MB/s、140(1CE)~270MB/s(2CE)的循序讀取╱寫入效能。
被SSD大廠OCZ買下(現隸屬於東芝集團)的Indilinx，是早期以解散的專業韓系SSD廠MTRON人馬所設立，其Indilinx Barefoot/Barefoot2系列在SATA2 SSD時代仍佔有7成江山，但因為對25nm NAND Flash支援速度太慢，進行中的第三代Barefoot2控制晶片進度嚴重落後，以至於支援SATA 6Gbps的SandForce 2281晶片的出現而敗下陣來，最後淪為被OCZ併購的命運。
OCZ於Vertex450產品率先使用Indilinx Barefoot3主控晶片，並可搭配20nm製程的ONFI快閃記憶體，但是在效能上並未有特別突出之處。隨後OCZ推出改由台積電代工生產的Indilinx Barefoot3 M10主控晶片，以ARM Cortex雙核心架構，將其中一個核心改成Aragon的RISC核心引擎，以OCZ獨家的RISC程式語言架構針對NAND Flash做讀寫、ECC5錯誤修正管理，同時也支援19~25nm Toggle/ONFI 同步╱非同步快閃記憶體顆粒，以及支援TRIM、AES-256加密等機制。
先後被LSI、Avago以及希捷(Seagate)併購的SandForce，在2012年最早推出支援SATA 6Gbps、內建16MB Buffer以及DuraWrite即時壓縮寫回技術的SF-22XX系列控制晶片，推出時即迅速佔有SSD市場的大片江山，至今市占率仍居第3。但由於SandForce曾大量鋪貨，加上廠家以時脈減半的ONFI非同步記憶體來搭配，使得後期採SF-2281的SSD硬碟╱模組效能普遍偏低。
隨後SandForce推出同時支援PCIe、SATA 6Gbps雙型態介面的SF3700控制晶片，支援20nm以下NAND Flash(MLC/TLC)，可設計成mSATA/M.2/SATA Express/NVMe各種介面的SSD裝置、模組。但是在SandForce先後被LSI Logic、Avago併購，後又轉手被硬碟大廠希捷(Seagate)所購買，SandForce SF-37xx系列是否會像OCZ那樣，從開放變成僅專門供應集團內部的SSD研發製造所需，值得業界觀察。
Marvell早期以88SS9174晶片被美光(Micron) M4、Plextor的M5P、SanDisk ExtremeⅡ等SSD硬碟採用而聲名大噪，具備非壓縮讀寫效能快速且穩定的特性。隨後88SS9187、88SS9189等晶片再創巔峰，把LSI SandForce擠下而成為SSD控制晶片的龍頭。最近則推出支援PCIe 3.0/NVMe介面的88SS1093控制晶片，以及DRAMless無緩衝低價工控方案的88NVSS1120、88NV1140晶片。
掌握全球最大NAND Flash快閃記憶體產能的三星(Samsung)，則以自家研發的三核心(300MHz ARM Cortex R4)的MDX控制器晶片，以及強化過的三核心(400MHz ARM Cortex R5)的MEX控制器晶片，供自家830 Pro、840 Pro等固態硬碟產品使用。尤其MEX控制晶片率先支援三星的TLC(Triple Level Cell)快閃記憶體顆粒，使得TLC SSD硬碟發揮出不遜於市場其他競爭對手MLC顆粒產品的讀寫效能與高C/P值。
3D堆疊技術增加快閃記憶體密度
過去工控市場偏好高抹寫次數的SLC(Single Level Cell)快閃記憶體，隨著NAND Flash跨入1xnm製程，也有廠商以pseudoSLC的技術，將MLC四種電荷記錄狀態，以間隔使用其中兩組的方式，來提升可抹寫次數(Program/Erase；P/E)與耐受度，因應耐受度要求極高的軍方與工控嵌入式市場。但是比MLC抹寫次數(P/E Cycles)更低的TLC，在嵌入式應用特別是工業控制領域上要被接受，目前還有一定的難度。
三星(Samsung)於2006年發表Stacked NAND，2009年發表垂直通道TCAT與水平通道的VG-NAND、VSAT。2013年8月進一步發表名為V-NAND的3D NAND Flash晶片，以基於3D CTF(Charge Trap Flash)技術和垂直堆疊單元結構，單一晶片可堆疊出128Gb的容量，比目前20nm平面NAND Flash多兩倍，可靠性、寫入速度也比20nm製程NAND Flash還高。目前已用於840 Pro的SSD固態硬碟產品。
東芝(Toshiba)以2009年開發的BiCS－3D NAND Flash技術，自2014年第二季起小量試產，並計畫於2015年順利銜接現有1y、1z奈米技術的Flash產品。東芝與新帝(SanDisk)合資的日本三重縣四日市晶圓廠，第二期工程擴建計畫於2014年Q3完工，預計Q4順利進入量產階段。SK海力士、美光(Micron)、英特爾(Intel)陣營也明確宣告各自的3D-NAND Flash藍圖，均已於2014年Q2送樣測試，預計最快2015年Q1量產。
非揮發性記憶體顛覆嵌入式應用系統
以電阻值變動原理的非揮發性記憶體技術－稱之為ReRAM (Resistive RAM電阻記憶體)，另一種則是相變記憶體(Phase Change Memory；PCM)。ReRAM/PCM等非揮發性記憶體，其市場定位在介於DRAM與NAND Flash之間。Sony和Micron經過多年研發，日前公佈一款採27nm CMOS製程的16Gb(2GB) ReRAM晶片，其實際讀取、寫入效能達900MB/s、180MB/s，比NAND Flash還快的寫入速度；而且具備一千億至一兆次的抹寫耐用度，是目前SLC Flash的百萬倍。
PCM/ReRAM等新型態NVM，可適用於一些速度不要求快(200MHz~1GHz)的嵌入式應用系統，像無線感測、工業自動化控制機台╱HMI人機介面控制面板，以及當前頗夯的穿戴式裝置等等。
ReRAM的讀取速度已經相當逼近於當前的DRAM，不僅可以取代當前的DDR/DDR2 SDRAM，甚至以這種使用ReRAM記憶體晶片所設計的嵌入式系統，不再需要儲存裝置或晶片的設計。台大曾針對NVM非揮發性記憶體取代DRAM等議題的學術研究，像是零搜尋的虛擬記憶體管理技術、PCM/ReRAM存取次數矩陣化排序置換法則，及伺服器所需的最小寫入索引化與封包╱快取化技術等研究，使PCM/ReRAM等NVM的平均抹寫次數能夠優化，達到提升系統壽命、耐用度且兼顧運作效能。
