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关于 MLC 和 SLC 闪存

关于 MLC 和 SLC 闪存
关于 MLC 和 SLC 闪存

关于MLC 和SLC 闪存

近期关于MLC闪存芯片技术上的讨论很多,主要是随着MP3主控芯片功能的提升,已经可以支持MLC技闪存技术了,所以因MLC 引起的问题得到很多人的关注。现在就像大家简单介绍一下MLC技术。

NAND Flash产品可以分为三大架构,分别是单层式储存 (Sing le Level Cell;SLC),包括三星电子、Hynix、美光(Micron)以及东芝都是此技术使用者,第二种则是多层式储存(Multi Level C ell;MLC),目前有东芝、Renesas使用,不过三星电子将在2005第四季推出相关产品,最后则是英飞凌(Infineon)与Saifun Sem iconductors合资利用NROM技术所共同开发的多位储存(Multi Bi t Cell;MBC)。

MLC是英特尔(Intel)在1997年9月最先开发成功的,其作用是将两个单位的信息存入一个Floating Gate,闪存存储单元中存放电荷的部分),然后利用不同电位(Level)的电荷,透过内存储存的电压控制精准读写,假设以4种电压控制、1个晶体管可存取2bi ts的数据,若是控制8种电压就可以存取3 bits的数据,使Flash 的容量大幅提升,类似Rambus的QRSL技术,通过精确控制Float ing Gat上的电荷数量,使其呈现出4种不同的存储状态,每种状态代表两个二进制数值(从00到11)

当然不光是NOR型闪存在使用,东芝在2003年2月推出第一款MLC型的NAND Flash,并接续在2004年4月推出采用MLC技术的4 Gbit与8Gbit NAND Flash。根据Semiconductor Insights研究,东芝利用90nm MLC技术所开发出来的4Gb,其die面积为144平方毫米。

至于SLC技术与EEPROM相同,但在浮置闸极(Floating ga te)与源极(Source gate)之中的氧化薄膜更薄,其数据的写入是透过对浮置闸极的电荷加电压,然后可以透过源极,即可将所储存的电荷消除,通过这样的方式,便可储存1个信息单元,这种技术能提供快速的程序编程与读取,不过此技术受限于Silicon efficien cy的问题,必须要由较先进的流程强化技术(Process enhancement s),才能向上提升SLC制程技术。

综上述所述,做一个比较,SLC架构是0和1两个值,而M LC架构可以一次储存4个以上的值,因此MLC架构可以有比较好的储存密度,再加上可利用比较老旧的生产程备来提高产品的容量,而无须额外投资生产设备,拥有成本与良率的优势。

不过MLC架构有着让使用者很难容忍的缺点,首先是使用寿命较短,MLC架构只能承受约1万次的存取,远低于SLC架构的10万次。其次就是存取速度,SLC架构比MLC架构要快速三倍以上,加上MLC架构对于电力的消耗较多。

其实MLC架构用在一般移动存储上面没有太大的问题,但是当M LC架构的闪存芯片用在MP3上就会有不可预知的麻烦。首先,MP3对闪存会因为收听音乐的原因进行频繁的读取,因此1万次的读取次数就显得太少了;还有就是芯片的支持,单纯的移动存储已经可

以完全兼容MLC架构,MP3却是近期才可支持,但是并不完全兼容,有的时候MP3就会出现死机的问题。对于第二个问题,只要主控芯片的技术提升就可解决,但是对于读取次数的问题却很难解决。据了解,不少芯片厂商开始从SLC制程转向MLC制程,今年8月,三星正式从SLC转向MLC,今年10月份,三星已经开始大批量的生产MLC闪存芯片。目前三星采用的芯片编号为K9G****** K9L*****的芯片为MLC芯片,而现代采用编号为:HYUU**** HYUV***芯片也是MLC芯片。

虽然与SLC相比,MLC看起来缺点瞒多,但在单颗芯片容量方面,目前MLC还是占了绝对的优势。实际上,MLC还是受到普遍欢迎,其关键在于,它采用的是多层单元技术,存储密度比SLC高几倍,可以很方便的提高产品的存储密度,而无需额外投资生产设备。而架构和成本都具有绝对优势,能大大满足未来2GB、4GB、8GB等更大容量的市场需求。

我们先来看看目前市场的MP3随身听对闪存芯片的支持和使用情况。由于价格和容量的优势,还有随着三星、现代、东芝的M LC闪存芯片开始量产,会越来越多品牌MP3会使用MLC芯片。譬如苹果、三星等国际品牌的机器已经开始在普及使用,国内的也有厂商使用。但是,由于全新的MLC芯片在存储密度等方面加大,对主控芯片的要求也越来越高。如果主控芯片跟不上MLC的技术要求,那么特别是对于读写频繁的数码播放器来说,由于MLC闪存的出错几率要比SLC高。就拿这一次的欧洲大批量SD卡招回后国内倾销事件,是因为控制芯片对闪存芯片的能力不足,而会导致这样的SD卡数据的安全性无法保证而低价倾销。

而对于视频和音频等设备来说,使用MLC闪存芯片,必需具备ECC校验机制,目前有的主控芯片通过纯软件校验。这样,无形当中加重了主控芯片的负担。也有部分主控通过硬件的4bit ECC 校验和软件校验相结合,从而减轻了主控负担,这样能在一定程度上减少出错的几率。但是,对于机器的软硬件成本来说是要稍微高点。

到此,我们不禁要问:要以超过摩尔定律的速度,促成MP 3容量的大跃进,我们是选择MLC还是SLC呢?现在MP3随身听市场,是买SLC还是MLC闪存芯片的呢?

很明显,对容量要求不高,或者对机器质量、数据的安全性、机器寿命等方面来说,SLC闪存芯片的首选。但是,使用SLC闪存芯片,如果需要2G以上的大容量,成本明显是比较高的。

从以上分析来看,MLC的劣势,仅在于速度或可靠性上,而配合主控芯片的性能提升,这些差距还可进一步缩短。而成本以及容量等等方面的绝对优势,使闪存巨头纷纷转型生产MLC,可以预见,MLC将得到上、中、下游整个产业链的青睐,到那个时候,就不存在SLC和MLC选择哪个的问题了。

而据一些资料显示,为延长MLC寿命,一种嵌入存储器子系统控制器和通常运行在主机上的操作系统软件的耗损均衡(wear leveling)的功能,可使芯片的所有部分,或者闪存阵列中的所有芯

片的写操作次数大致相等,从而通过避免过多地对同一位置进行写操作来减少过早失效的可能性。这样,一个原本具有10000次写操作寿命的数Gb芯片能够具有百万次写操作寿命。譬如三星的纯闪存芯片制成的“固态硬盘”,正是采用了这种存储计算方法。不过由于技术成本原因,目前还不能迅速普及。

说到这里,相信对于SLC和MLC的了解,大家应该有了大概的全貌,那么,碰到它们的时候,如何区分呢?要识别SLC和MLC,主要有两个方法,一,是看传输速度,如果有两款产品,采用同一芯片,例如目前非常流行的Rockchip,那么写速有2、3倍优势的就应该是SLC了,而速度上稍慢的则是MLC;二是看FLASH型号,如果是采用三星闪存、型号以K9G或K9L开头则是MLC,如果采用现代闪存HYUU或HYUV也是MLC。

现阶段,SLC无疑在某些性能上存在一定优势,但MLC显然是大势所趋。可以预见,东芝、三星为缩短MLC与SLC的差距,必然会在技术研发上孜孜不倦,而接下来,在MP3/MP4随身听方面,会更多优秀主控芯片和解决方案的出现,又将进一步降低闪存芯片带来的各种质量问题。

大家看一下自己的MP3的闪存是不是MLC吧,部分闪存SLC与M LC表

海力士 Hynix SLC 16Gb UH

海力士 Hynix MLC 16Gb UV

海力士 Hynix SLC 8Gb UG

海力士 Hynix MLC 8Gb UU

海力士 Hynix SLC 4Gb UF

海力士 Hynix MLC 4Gb UT

海力士 Hynix SLC 2Gb 2M

海力士 Hynix SLC 2Gb 2A

海力士 Hynix SLC 1Gb 2M

海力士 Hynix SLC 1Gb 2A

海力士 Hynix SLC 512Mb 1A

海力士 Hynix SLC 256Mb 1A

三星 Samsung SLC 32Gb K9N

三星 Samsung SLC 16Gb K9W

三星 Samsung MLC 16Gb K9L

三星 Samsung MLC 16Gb K9H

三星 Samsung SLC 8Gb K9K

三星 Samsung MLC 8Gb K9L

三星 Samsung MLC 8Gb K9G

三星 Samsung SLC 4Gb K9F

三星 Samsung SLC 2Gb K9F

三星 Samsung SLC 1Gb K9F

三星 Samsung SLC 512Mb K9F 三星 Samsung SLC 256Mb K9F

最后附上D2的闪存

信息存储技术概况

信息存储技术由来已久,随着科技的高速发展以及海量数据存储需求的不断推动,存储介质和存储技术也发生着日新月异的变化。 1、存储介质的发展 从存储介质来说,目前主要可以分为磁盘、闪速存储器、固态硬盘和光盘等。 传统的磁盘采用盘片作为存储介质,利用马达和磁头的运转进行数据的读取,这些部件的物理和机械特性具有功耗高、体积大、易损坏、机械运动造成摩擦发热等局限,限制了磁盘存储系统性能的应用场合。 闪速存储器(Flash Memory)最早源于EPROM器件,不需要高电压就可以实现擦除和重复编程,可靠性较高,其读写速度和容量近年来还在大幅提升中。 固态硬盘(Solid State Disk,SSD)又称电子硬盘,是一种以大量半导体存储器(FLASH或DRAM)作为存储介质的硬盘,通过SSD控制芯片实现对存储介质的主机传输协议(如SATA协议),实现数据的传输,具有抗震、宽温、无噪、可靠等优点。 光盘以“光信息”做为存储物的载体,具有容量大、可随机存取等优点,分不可擦写光盘,如CD-ROM,DVD-ROM等;和可擦写光盘,如CD-RW,DVD-RAM等。 在存储介质的研究,闪存以其独特的优势发展迅速,在容量和读写速度方面都在大幅提升,同时在各个领域里都有广泛的应用,美光公司推出的MT29F256G08A FLASH芯片单片的存储容量达到了256Gb。 纳米技术的突破使得纳米存储在不久的将来走向商业化。光存储技术也在飞速进步,常规的磁光和相变存储密度不断提高。 2、存储技术的发展 一直以来,存储系统的高速数据流与通用计算机低速的读写速度之间的矛盾是整个存储系统的瓶颈。 磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk,RAID)技术、固态硬盘技术的使用缓解了这一矛盾。

闪存芯片封装技术和存储原理技术的介绍

闪存芯片封装技术和存储原理技术介绍 目前NAND Flash封装方式多采取TSOP、FBGA与LGA等方式,由于受到终端电子产品转向轻薄短小的趋势影响,因而缩小体积与低成本的封装方式成为NAND Flash封装发展的主流趋势 TSOP(Thin smaller outline package)封装技术,为目前最广泛使用于NAND Flash的封装技术,首先先在芯片的周围做出引脚,采用SMT技术(表面安装技术)直接附着在PCB板的表面.TSOP封装时,寄生参数减小,因而适合高频的相关应用,操作方便,可靠性与成品率高,同时具有价格便宜等优点,因此于目前得到了极为广泛的应用. FBGA(Ball Grid Array,也称为锡球数组封装或锡脚封装体)封装方式,主要应用于计算机的存、主机板芯片组等大规模集成电路的封装领域,FBGA封装技术的特点在于虽然导线数增多,但导线间距并不小,因而提升了组装良率,虽然

功率增加,但FBGA能够大幅改善电热性能,使重量减少,信号传输顺利,提升了可靠性. 采用FBGA新技术封装的存,可以使所有计算机中的存在体积不变的情况下容量提升数倍,与TSOP相比,具有更小的体积与更好的散热性能,FBGA封装技术使每平方英寸的储存量有很大的提升,体积却只有TSOP封装的三分之一,与传统TSOP封装模式相比,FBGA封装方式有加快传输速度并提供有效的散热途径,FBGA封装除了具备极佳的电气性能与散热效果外,也提供存极佳的稳定性与更多未来应用的扩充性. LGA(land grid array) 触点列封装,亦即在底面制作有数组状态坦电极触点的封装,装配时插入插座即可,现有227触点(1.27mm 中心距)和44触点(2.54mm 中心距)的瓷LGA,应用于高速逻辑LSI电路,由于引线的阻电抗小,对高速LSI相当适用的,但由于插座制作复杂,成本较高,普及率较低,但未来需求可望逐渐增加. 目前NAND Flash一般封装大多采用TSOP、FBGA 与LGA的方式,而记忆卡则多采用COB方式进行封装手机应用领域则多用MCP的封装形式,随着终端产品的变化,未来WLP与3D TSV的封装方式也将逐渐为业界广为应用. U盘的一个大特点便是它的写入速度远不如读取速度快,但这并不不是所有U盘的共同问题,只是较大围存在这样的问

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。 相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。 NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。 NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。 性能比较 flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。 由于擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。 执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。 ● NOR的读速度比NAND稍快一些。 ● NAND的写入速度比NOR快很多。 ● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 ● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 ● NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。 接口差别 NOR flash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。 NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。 NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

未来存储器技术及芯片发展(精)

存储器技术是一种不断进步的技术,每一种新技术的出现都会使某种现存的技术走进历史,这是因为开发新技术的初衷就是为了消除或减轻某种特定存储器产品的不足之处。 举例来说,闪存技术脱胎于EEPROM ,它的第1个主要用途就是为了取代用于PC 机BIOS 的EEPROM 芯片,以便方便地对这种计算机中最基本的代码进行更新。 这样,随着各种专门应用不断提出新的要求,新的存储器技术也层出不穷,从PC 机直到数字相机。本文即着眼于对现有的存储器技术及其未来走向进行考察。 DRAM 严重依赖于PC 的DRAM 市场总是处于剧烈的振荡之中。对目前处于衰退过程中的供应商们来说,降低每比特DRAM 生产成本唯一划算的方法就是缩小DRAM 芯片的尺寸。所以,制造商们就不断地寻找可以缩小DRAM 芯片尺寸的方法。 随着市场的复苏和边际效益的增长,供应商们会逐渐转向使用300mm 的大圆片。但现在,大多数DRAM 生产商都承担不起在300mm 圆片上生产的费用。 许多生产商都开始针对这些市场开发专门的DRAM 产品。 不幸的是,随着人们开始对各种模块和服务器进行升级,PC 市场在未来仍将是DRAM 应用最主要的推动力。尽管一些生产商认为通信将成为另一个主要的推动力,但根据iSuppli 公司的预测,至少在2002年,通信市场在DRAM 销售中所占的份额将仍低于2%。 生产商对消费电子市场的期望值更高。网络设备和数字电视是DRAM 应用增长最迅速的领域,但与PC 市场相比,其份额仍然太小了。 但是,不论是消费电子市场还是PC 市场,DRAM 面临的最大挑战都是以下需求:更高的密度、更大的带宽、更低的功耗、更少的延迟时间以及更低的价格。因

闪存的应用前景分析

闪存简介及应用前景分析 1.闪存的概念 闪存(Flash Memory)是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器,数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位,区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,EEPROM与闪存不同的是,它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,这样闪存就比EEPROM的更新速度快。由于其断电时仍能保存数据,闪存通常被用来保存设置信息,如在电脑BIOS(基本输入输出程序)、PDA(个人数字助理)、数码相机中保存资料等。另一方面,闪存不像RAM (随机存取存储器)一样以字节为单位改写数据,因此不能取代RAM。 闪存卡(Flash Card)是利用闪存(Flash Memory)技术达到存储电子信息的存储器,一般应用在数码相机,掌上电脑,MP3等小型数码产品中作为存储介质,所以样子小巧,有如一张卡片,所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用,闪存卡大概有SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、MultiMediaCard(MMC卡)、Secure Digital (SD卡)、Memory Stick(记忆棒)、XD-Picture Card(XD卡)和微硬盘(MICRODRIVE)这些闪存卡虽然外观、规格不同,但是技术原理都是相同的。 2.闪存的技术及特点 NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像闪存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而NAND型更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般,而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。 这里我们还需要端正一个概念,那就是闪存的速度其实很有限,它本身操作速度、频率就比内存低得多,而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此,不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口,甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。 前面提到NAND型闪存的操作方式效率低,这和它的架构设计和接口设计有关,它操作起来确实挺像硬盘(其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘的兼容性),它的性能特点也很像硬盘:小数据块操作速度很慢,而大数据块速度就很快,这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。 3.闪存的发展史 在1984年,东芝公司的发明人Fujio Masuoka 首先提出了快速闪存存储器(此处简称闪存)的概念。与传统电脑内存不同,闪存的特点是非易失性(也就是所存储的数据在主机掉电後不会丢失),其记录速度也非常快。 Intel是世界上第一个生产闪存并将其投放市场的公司。1988年,公司推出了一款256K bit闪存芯片。它如同鞋盒一样大小,并被内嵌于一个录音机里。後来,Intel

闪存的分类及参数介绍

闪存的分类及参数介绍 时间:2005-09-16 10:45 来源:中国电脑教育报作者: 我们常说的闪存其实只是一个笼统的称呼,准确地说它是非易失随机访问存储器(NVRAM)的俗称,特点是断电后数据不消失,因此可以作为外部存储器使用。而所谓的内存是挥发性存储器,分为DRAM和SRAM 两大类,其中常说的内存主要指DRAM,也就是我们熟悉的DDR、DDR2、SDR、EDO等等。闪存也有不同类型,其中主要分为NOR型和NAND型两大类。 闪存的分类 NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而NAND型更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送,而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。 这里我们还需要端正一个概念,那就是闪存的速度其实很有限,它本身操作速度、频率就比内存低得多,而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此,不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口,甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。 前面提到NAND型闪存的操作方式效率低,这和它的架构设计和接口设计有关,它操作起来确实挺像硬盘(其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘的兼容性),它的性能特点也很像硬盘:小数据块操作速度很慢,而大数据块速度就很快,这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。 ? NAND型闪存的技术特点 内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit,用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页(Page)(可以看到,NAND型闪存的页就类似硬盘的扇区,硬盘的一个扇区也为512字节)。每一页的有效容量是512字节的倍数。所谓的有效容量是指用于数据存储的部分,实际上还要加上16字节的校验信息,因此我们可以在闪存厂商的技术资料当中看到“(512+16)Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型闪存绝大多数是(512+16)字节的页面容量,2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到(2048+64)字节。 NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入,因此擦除操作是闪存的基本操作。一般每个块包含32个512字节的页,容量16KB;而大容量闪存采用2KB页时,则每个块包含64个页,容量128KB。 每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条,每条数据线每次传输(512+16)bit信息,8条就是(512+16)×8bit,也就是前面说的512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来

什么是NOR和NAND闪存

什么是NOR和NAND闪存? NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开 发出NORflash技术,紧接着,1989年,东芝公司 发表了NAND flash结构。NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可 以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了产品的价格。而且,它的写入和擦除速度很快,因此,其主要功能是存储资料,例如在CompactFlash、Secure Digi-tal、PCCards和MMC存储卡市场上所占份额最大。 NOR的传输效率很高,在小容量时具有很高的成本效益,更加安全,不容易 出现数据故障,因此,主要应用以代码存储为主,多与运算相关。 目前,NAND闪存主要用在数码相机闪存卡和MP3播放机中,这两个市场的 增长非常迅速。而NOR芯片主要用在手机和机顶盒中,这两个市场的增长速度相 对较慢。 NOR和NAND Flash存储器的区别 NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。 相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR 技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。 NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。 NOR的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。 NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。 性能比较 flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash 器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。 由于擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND

闪存管理的基本知识

闪存管理的基本知识 闪存是一种电可擦除的存储器,通常主要用于读操作,也就是说,虽然是可写的,但它不希望很频繁地更新数据,因此对这种存储器的操作大部分是读操作。大多数闪存器件是以字(word)为单位写入数据的,但一次只能擦除整个块。这使得它们不适用于频繁变化的存储应用,只适合存储那些永远不变的常数表。 一共有两种闪存:NAND闪存和NOR闪存。NAND闪存经常用于存储卡和闪盘。一般来说,从NAND器件读取数据需要几个周期,并且大部分是用串行方式完成的。 因此NAND闪存不适于存储程序代码,因为存取时间太长。而NOR闪存更像是传统的字节或字宽的存储器。可以像读ROM器件那样读NOR 闪存中的数据:使片选和地址线有效,然后等待一段访问时间后从总线上读取数据。 闪存块通常被擦除到“1”状态,因此经过擦除后,块中的每个位置都是0xFFFF。“编程”一个闪存位置是把某些位从“1”状态改变为“0”状态。为了使编程过的位返回到“1”状态,整个块必须被擦除。 任何电可擦除的存储器件都面临寿命的问题。根据所用技术的不同,一个闪存单元在永久失效以前可以承受的擦除-编程次数少则1000次,多则100万次。使用闪存存储数据的任何方案都必须确保写入次数在整个单元阵列上获得均匀分布,没有一个位置会出现太多的擦除和编程次数。

大多数闪存器件都允许将前次编程中那些未被编程的位从“1”改为“0”状态。例如,大多数器件允许用0xFFFE编程过的那个位置再用0x7FFE进行编程,因为这种操作不会将任何位从“0”改变到“1”。然而如图1所示的处理器架构中使用的闪存不允许这样做。这种写入操作的结果是失败,内存中的数据仍然是0xFFFE。 理由很简单:因为要被编程的存储块主要用作代码空间,通常禁止对前面写过的位置作任何写操作。因为指令0xFFFF代表的是无效的源子译码(source sub-decode),不可能出现在有效的代码块中。这样,阻止向以前编过程的位置写入数据有助于保持代码块的完整性。

OceanStor 18000高端混合闪存存储技术白皮书

华为OceanStor 18000 V5高端混合闪存存储系统技术白皮书

目录 1 摘要 (1) 2 简介 (2) 2.1 产品系列 (2) 2.2 客户价值 (3) 3 系统架构 (5) 3.1 硬件架构 (5) 3.1.1 后端全互连 (5) 3.1.2 PCIe Scale-out (7) 3.1.3 硬件全冗余 (8) 3.1.4 门卫式数据加密(国内适用) (9) 3.1.5 SED数据加密(国外适用) (10) 3.2 软件架构 (11) 3.2.1 块级虚拟化 (12) 3.2.2 SAN/NAS一体化 (15) 3.2.3 负载均衡 (15) 3.2.4 数据缓存 (16) 3.2.5 端到端数据完整性保护 (17) 3.2.6 丰富软件特性 (17) 3.2.7 面向闪存的系统优化 (17) 4 精简高效Smart特性系列 (19) 4.1 异构虚拟化(SmartVirtualiztaion) (19) 4.2 数据迁移(SmartMigration) (21) 4.3 数据重删压缩(SmartDedupe&SmartCompression) (22) 4.4 智能数据分级(SmartTier) (25) 4.4.1 块数据分级(SmartTier for Block) (25) 4.4.2 文件数据分级(SmartTier for File) (26) 4.5 智能精简配置(SmartThin) (27) 4.6 智能服务质量控制(SmartQoS) (27) 4.7 智能缓存分区(SmartPartition) (29) 4.8 SSD智能缓存(SmartCache) (31) 4.9 LUN销毁(SmartErase) (31) 4.10 多租户(SmartMulti-Tenant) (32)

NOR与NAND非易失闪存技术的原理与区别

NOR与NAND非易失闪存技术的原理与区别NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。简单的来说,NAND规格快闪记忆体像硬碟,以储存数据为主,又称为Data Flash,晶片容量大,目前主流容量已达二Gb;NOR规格记忆体则类似DRAM,以储存程序代码为主,又称为Co deFlash,所以可让微处理器直接读取,但晶片容量较低,主流容量为512Mb。 相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。 NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。 NOR的传输效率很高,在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。 NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。 1.性能比较 flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。由于擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。 执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。 ● NOR的读速度比NAND稍快一些。 ● NAND的写入速度比NOR快很多。

存储技术

数据存储未来的几项技术 转载:存储在线编辑:爱学者 爱学者小组:由存储事业部爱好探索存储技术伙伴组成,现有成员王师,李泽元,陈慧杰,主要跟踪各大存储论坛,摘取存储相关文章,编辑,发布到我们内部微信公众号,以供大家学习,希望其他有兴趣的伙伴积极参与! 今年,英特尔和美光将推出3D XPoint存储器,又称Optane,该产品将比目前NAND闪存的性能和耐久性提高1000倍。 3D Xpoint技术又称Optane,比NAND快1000倍;单一晶粒可存储128Gbits 数据。虽然Optane芯片和其它电阻式存储技术在市场崭露头角可能导致存储级

内存取代昂贵的DRAM适用许多应用程序,但它不会便宜太久。这就给持续NAND闪存的发展留了门。 进入3D NAND闪存时代,三星,英特尔/美光,东芝和其它厂商始终认为容量会增加,价格会下压。最终,3D NAND甚至会令消费者相信SSD能和HDD 一样实惠。 “很快闪存会比旋转介质更便宜,”闪迪公司存储技术部执行副总裁Siva Sivaram如是说。 与此同时,希捷已经展示了采用热辅助磁记录(HAMR)技术的HDD,能实现每平方英寸10Tbits以上的数据密度。这比现有最高密度的HDD磁录密度高出10倍。2017年,希捷预期与设备制造商合作展示HAMR产品,适用于数据中心应用,2018年预计开始走向更广阔的市场。 而这些近期的技术进展不过是持续迫使创新以满足新一轮存储需求竞逐中的冰山一角。 存储一直被念紧箍咒 早在2000年,HDD公司就出现了容量限制问题,东芝和希捷将盘片上数据位从平铺变成垂直排列。而从水平磁记录到垂直磁记录的改变提高了HDD几乎10倍的容量。 2013年,HDD行业再次面临容量限制,希捷模仿屋顶叠瓦式结构将数据磁道重叠,容量提了25%;然后2014年,HGST推出充氦硬盘,容量又拔高50%。 在非易失存储领域,容量瓶颈事件也时有发生,从SLC NAND闪存升为MLC NAND,MLC NAND一头走到黑的时候,三星又抛出了3D NAND的挂牌,英特尔/美光和东芝迅速跟进,将NAND单元堆栈到48层之高。在闪存制造商眼中,堆栈多高简直是无极限。 NAND闪存微型摩天大楼增长超过100层 首次迭代,3D NAND闪存技术提供了2至10倍的更高可靠性和两倍平面NAND的写入性能提升。

Flash闪存有哪些类型,Flash闪存分类

Flash闪存有哪些类型,Flash闪存分类 Flash 闪存是非易失性存储器,这是相对于SDRAM 等存储器所说的。即 存储器断电后,内部的数据仍然可以保存。Flash 根据技术方式分为Nand 、Nor Flash 和AG-AND Flash,而升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR 和NAND 闪存。大多数情况下闪存只是用来存储 少量的代码,这时NOR 闪存更适合一些。而NAND 则是高数据存储密度的理 想解决方案。项目NOR flashNAND flash 特点芯片内执行系统RAM 中传输效率高中写入/擦除操作的时间5s4ms 擦除器件时块大小64~128KB8~32KB 接口SRAM 接口I/O 口来寿命(耐用性)十万次一百万次Nor Flash 常常用于存储程序,最初MP3 芯片不太成熟的时,曾经有使用过Nor Flash,比如炬力ATJ2075,SunplusSPCA7530 等。目前这种Flash 已经使用的不多了,只有少数的读卡MP3 和数码相框中还有见到,因为这种支持SD 卡的产品中没有内存, 芯片内的ROM 不够存储程序,所以需要用到Nor Flash 存储程序。另外AG- AND Flash 是日本Renesas(瑞萨)公司的技术,良品率不是很高,而且有效容量也比较低。原厂推出的Flash,容量有88%、92%、96%,96%可以用于MP3 产品中,而另外两种只能用于U 盘和SD 卡产品中。我个人认为其性能比较差,尽量不要使用。现在Renesas 已经推出Flash 的生产商行列,而AG-AND 技术也转给台湾力晶公司在继续生产。Nand Flash 也有几种,根据技术方式,分为SLC、MCL、MirrorBit 等三种。SLC 是Single level cell 的缩写,意为每个存储单元中只有1bit 数据。而MLC 就是Multi-Level-Cell,意为该技术允许2 bit 的 数据存储在一个存储单元当中。而MirrorBit 则是每个存储单元中只有4bit 数 据。SLC 与MLC 的参数对比:SLC 与MLC 的参数对比:项目SLCMLC 电压3.3V/1.8V3.3V 生产工艺0.12um0.16um 页容量/块容量

全闪存存储系统的类型和功能

存储知识:全闪存存储系统的类型和功能 全闪存存储系统是完全由固态存储介质(通常是NAND闪存)而没有硬盘驱动器(HDD)构成的独立的存储阵列或设备。这些系统是用于增强可能包含磁盘阵列的环境的性能,或者用于取代所有传统的硬盘存储阵列。它们也是用于支持由于NAND闪存较佳的性能带来的特定需求和功能,以及克服对闪存存储独有的写/擦除周期的挑战。 在一个全闪存存储系统中,控制器被优化以获得SSD的高性能。传统的磁盘控制器通常每个可支持少于200 IOPS的存储媒介(磁盘驱动器)。高性能的SAS HDD几乎可以达到这个数字的2倍,但与一个普通的固态驱动器提供8000 IOPS相比仍然微不足道。考虑到磁盘驱动器的延时,HDD阵列控制器可以处理周期剩余,大多数的处理周期用于处理快照、卷管理和复制之类的存储服务。 当SSD取代HDD,即这个延时消失后,控制器成为瓶颈,而且其性能显著变差。全闪存存储系统推出保持数据流向较快的存储介质的控制器,无论这些存储介质是驱动器规格的SSD或是闪存电路卡模块形式的。它们通常具有允许更多数据流进出存储介质的分布式的控制器架构,经常会以独立的处理器处理存储服务的系统开销。有些也具有降低网络协议处理对性能的影响的板载(onboard)功能。 全闪存存储系统的控制器也处理耐久性问题。与磁盘驱动器不同,NAND闪存无法在位级别进行覆盖写入。为了适应这种变化,闪存的一个块在新数据写入前必须整个擦除。这需要单独的内部管理程序,整合打算删除而从块里面保存出来的数据,在擦除前创建额外的数据拷贝步骤。所有这些被称作"垃圾收集"的额外的系统开销步骤消耗存储控制器的CPU 周期,如果这些周期同时从处理数据I/O的处理器被偷走,会影响性能。 这些解决方案也无独特之处,全闪存存储系统拥有指定专门硬件处理这种闪存特有的系统开销的闪存控制器,因此不会降低性能。与基于软件的闪存控制器相比,它们运行这些NAND闪存操作(减少写入放大、提高损耗均衡)的工作更有效率。该功能也使低成本的多层单元(MLC)和企业级MLC(eMLC)NAND闪存芯片的使用成为可能,有助于降低全闪存存储系统每GB的实际成本。 现在我们讨论一下现有的全闪存存储系统的类型以及用户是如何使用的。 功能1:增强性能 全闪存存储系统的第一个功能是作为对已有的基于磁盘的基础设施的高性能存储设备的增强。新技术最早的采用者通常是处于最前沿的那些人,那些似乎不惜代价需要更多性能的用户。现在,这些闪存设备成本已经下降,但通常只是用于增强性能。在这种环境里,全闪存系统能够为游戏或者高事务数据库等在线应用在负载高峰期的时候的运行提供了临时或兼任的块存储区域。EBay就是使用全闪存设备增强这类环境的性能。

OceanStor全闪存存储系统技术白皮书

华为OceanStor 5300F, 5500F, 5600F, 5800F, 6800F, 18000F V5 全闪存存储系统 技术白皮书

目录 1闪存的演进及挑战 (1) 1.1SSD 的产生与优势 (1) 1.2SSD 的架构与现状 (2) 1.3当前SSD 在企业级存储阵列使用中存在的问题 (3) 1.3.1针对HDD 设计的存储阵列软件无法发挥SSD 的性能优势 (3) 1.3.2针对HDD 设计的存储阵列软件无法保证SSD 的可靠性 (5) 1.4 华为对SSD 在存储产品中应用的构想 (6) 2华为OceanStor F V5 全闪存存储系统 (7) 3OceanStor F V5 全闪存存储技术原理 (8) 3.1华为在闪存领域的技术储备 (8) 3.2面对未来全闪存数据中心的存储架构设计 (9) 3.2.1华为SSD (9) 3.2.2全新的Smartmatix2.0 架构 (10) 3.2.2.1SAS 3.0 后端全互连 (10) 3.2.2.2缓存持续镜像 (11) 3.2.34S 弹性扩展 (12) 3.2.4华为针对SSD 优化的RAID2.0 技术 (13) 3.2.4.1数据动态负载均衡 (14) 3.2.4.2快速精简重构,改善双盘失效率 (15) 3.3 深度优化的全闪存阵列 (15) 3.3.1 优化IO 流程降低存储阵列的处理时延 (15) 3.4针对闪存架构的增值业务优化 (20) 3.4.1服务质量分级(QoS) (20) 3.4.2虚拟机优化,提升华为全闪存存储效率 (21) 4OceanStor F V5 丰富的企业级特性 (23) 5平滑的迁移到OceanStor F V5 全闪存阵列 (24) 5.1老存储性能优化迁移(SmartMigration) (24) 5.1.1LUN 迁移 (24) 5.2异构迁移 (26)

闪存结构及其控制方法与制作流程

图片简介: 本技术涉及一种闪存结构,包括:在衬底上形成的纳米线,沿所述纳米线的延伸方向,所述纳米线上设置有沟道区以及位于所述沟道区两侧的源端和漏端,所述源端和所述漏端分别与所述衬底中的源极区和漏极区连接;以及第一围栅结构和第二围栅结构,沿垂直于所述纳米线的延伸方向,所述第一围栅结构和所述第二围栅结构相互隔离并围合设置于所述沟道区的两侧。本申请利用闪存结构的闪存器件可以较双位和单位存储方式的闪存器件在存储容量方面得到提高。在闪存结构中,沟道区设计在衬底上的纳米线上,从而第一围栅结构和/或第二围栅结构均对沟道区具有良好静电控制能力,有利于抵御在器件尺寸缩小时遇到的短沟道效应及栅极泄漏的问题。 技术要求 1.一种闪存结构,其特征在于,包括: 在衬底上形成的纳米线,沿所述纳米线的延伸方向,所述纳米线上设置有沟道区以及位于所述沟道区两侧的源端和漏端,所述源端和所述漏端分别与所述衬底中的源极区和漏极区连接;以及 第一围栅结构和第二围栅结构,沿垂直于所述纳米线的延伸方向,所述第一围栅结构和所述第二围栅结构相互隔离并围合设置于所述沟道区的两侧。 2.如权利要求1所述的闪存结构,其特征在于,所述第一围栅结构包括沿所述纳米线的表面依次叠加的第一介质层、第一电荷存储层、第二介质层以及第一栅极层,所述第二围栅结构包括沿所述纳米线的表面依次叠加的第三介质层、第二电荷存储层、第四介质层以及第二栅极层,其中,所述第二电荷存储层的厚度大于所述第一电荷存储层的厚度,所述第一栅极层和所述第二栅极层中掺杂杂质的类型相反。 3.如权利要求2所述的闪存结构,其特征在于,所述第一栅极层中包括P型掺杂杂质,所述第二栅极层中包括N型掺杂杂质。 4.如权利要求2所述的闪存结构,其特征在于,所述第一电荷存储层的厚度范围为3nm~5nm,所述第二电荷存储层的厚度范围为48nm~52nm。 5.如权利要求2所述的闪存结构,其特征在于,所述第一介质层和所述第三介质层的厚度范围为2nm~4nm,所述第二介质层和所述第四介质层的厚度范围为5nm~7nm,所述第一栅极层和所述第二栅极层的厚度范围为80nm~100nm。 6.如权利要求1所述的闪存结构,其特征在于,所述纳米线的线径范围为4nm~6nm,长度范围为27nm~33nm。 7.如权利要求1所述的闪存结构,其特征在于,所述纳米线的材质包括锗硅。 8.如权利要求7所述的闪存结构,其特征在于,所述源极区和所述漏极区的材质包括锗硅或硅,并且,所述纳米线中锗的摩尔百分比浓度高于所述源极区和所述漏极区中锗的摩尔百分比浓度。 9.如权利要求1所述的闪存结构,其特征在于,所述电荷存储层的材质包括氮化硅,所述源极区和所述漏极区包括N型掺杂杂质。

OceanStor 5000F系列全闪存存储技术白皮书

华为OceanStor 5000F 系列全闪存存储系统技术白皮书

华为OceanStor 5000F V5 系列全闪存存储系统 技术白皮书目录 目录 1摘要 (1) 2简介 (2) 2.1产品系列 (2) 2.2客户价值 (3) 3系统架构 (5) 3.1硬件架构 (5) 3.1.1多控Scale-out. (5) 3.1.2硬件全冗余 (6) 3.1.3门卫式数据加密(国内适用) (7) 3.1.4SED 数据加密(国外适用) (7) 3.1.5华为自研SSD (8) 3.2软件架构 (8) 3.2.1块级虚拟化 (9) 3.2.2SAN/NAS 一体化 (12) 3.2.3负载均衡 (12) 3.2.4数据缓存 (13) 3.2.5端到端数据完整性保护 (14) 3.2.6丰富软件特性 (14) 3.2.7面向闪存的系统优化 (14) 4精简高效Smart 特性系列 (19) 4.1异构虚拟化(SmartVirtualiztaion) (19) 4.2数据迁移(SmartMigration) (20) 4.3数据重删压缩(SmartDedupe&SmartCompression) (22) 4.4智能精简配置(SmartThin) (25) 4.5智能服务质量控制(SmartQoS) (25) 4.6智能缓存分区(SmartPartition) (27) 4.7多租户(SmartMulti-Tenant) (29) 4.8智能配额(SmartQuota) (30) 4.9智能数据迅移(SmartMotion) (31) 5数据保护Hyper 特性系列 (32) 5.1快照(HyperSnap) (32)

闪存芯片NAND FLASH的封装

闪存芯片NAND FLASH的封装 随着目前产品小型化的需求越来越多,且可穿戴设备的逐渐普及,工程师们对于芯片小型化的需求也越来越强烈,这个就涉及到了芯片的封装工艺。这次,我们只针对NAND flash的封装进行介绍。 芯片常用封装有:DIP、QFP、PFP、PGA、BGA、TSOP、COB等封装。这里主要介绍NAND FLASH 常用的三种封装(TSOP、BGA、COB)。 1、TSOP封装 TSOP是“Thin Small Outline Package”的缩写,意思是薄型小尺寸封装。TSOP内存是在芯片的周围做出引脚,采用SMT技术(表面安装技术)附着在PCB板的表面,装配高度不到1.27mm。具体到FLASH这类型芯,工艺主要是把FLASH晶圆固定在钢板框架上,然后通过打线把晶圆上的点连接到框架的PIN脚上,再对表面进行注胶。目前的最高的封闭技术能把四棵晶圆封闭在一个TSOP 的FLASH内。此种TSOP封装的FLASH相对较厚。TSOP特点:电流大幅度变化时,引起输出电压较小,适合高频应用,操作比较方便(如方便手工贴片或拆片及反复利用),可靠性也比较高。同时TSOP封装具有成品率高。价格相对COB高,因此得到了极为广泛的应用。 2、COB封装 COB(chip on board) 板上芯片封装,是裸芯片贴装技术之一。半导体芯片交接贴装在印刷线路板上,芯片与PCB板是通过邦定连接的方法实现。NAND FLASH行业使用COB的封装方式主要是节省成本考虑。工程师先把外围电气走线画好,然后在PCB板上点红胶,把晶圆按指定方向及位置贴好。然后使用邦定机对晶圆进行邦定。确认邦定电气性能良好后,对晶圆表情及PCB板部分进行树脂覆盖进行固定。COB 是最简单的裸芯片贴装技术,但它的封装密度远不如TSOP和BGA技术。 3、BGA封装

认识闪存的分类及参数介绍

认识闪存的分类及参数介绍 我们常说的闪存其实只是一个笼统的称呼,准确地说它是非易失随机访问存储器(NVRAM)的俗称,特点是断电后数据不消失,因此可以作为外部存储器使用。而所谓的内存是挥发性存储器,分为DRAM和SRAM两大类,其中常说的内存主要指DRAM,也就是我们熟悉的DDR、DDR2、SDR、EDO等等。闪存也有不同类型,其中主要分为NOR型和NAND型两大类。 闪存的分类 NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而NAND型更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般,而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。 这里我们还需要端正一个概念,那就是闪存的速度其实很有限,它本身操作速度、频率就比内存低得多,而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此,不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口,甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。 前面提到NAND型闪存的操作方式效率低,这和它的架构设计和接口设计有关,它操作起来确实挺像硬盘(其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘的兼容性),它的性能特点也很像硬盘:小数据块操作速度很慢,而大数据块速度就很快,这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。 NAND型闪存的技术特点 内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit,用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页(Page)(可以看到,NAND型闪存的页就类似硬盘的扇区,硬盘的一个扇区也为512字节)。每一页的有效容量是512字节的倍数。所谓的有效容量是指用于数据存储的部分,实际上还要加上16字节的校验信息,因此我们可以在闪存厂商的技术资料当中看到“(512+16)Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型闪存绝大多数是(512+16)字节的页面容量,2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到(2048+64)字节。 NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入,因此擦除操作是闪存的基本操作。一般每个块包含32个512字节的页,容量16KB;而大容量闪存采用2KB页时,则每个块包含64个页,容量128KB。 每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条,每条数据线每次传输(512+16)bit信息,8条就是(512+16)×8bit,也就是前面说的512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来越多地采用16条I/O 线的设计,如三星编号K9K1G16U0A的芯片就是64M×16bit的NAND型闪存,容量1Gb,基本数据单位是(256+8)×16bit,还是512字节。 寻址时,NAND型闪存通过8条I/O接口数据线传输地址信息包,每包传送8位地址信息。由于闪存芯片容量比较大,一组8位地址只够寻址256个页,显然是不够的,因此通常一次地址传送需要分若干组,占用若干个时钟周期。NAND的地址信息包括列地址(页面中的起始操作地址)、块地址和相应的页面地址,传送时分别分组,至少需要三次,占用三个周期。随着容量的增大,地址信息会更多,需要占用更多的时钟周期传输,因此NAND型闪存的一个重要特点就是容量越大,寻址时间越长。而且,由于传送地址周期比其他存储介质长,因此NAND型闪存比其他存储介质更不适合大量的小容量读写请求。

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