nand快閃記憶體儲量
❶ 什麼是NAND快閃記憶體
由於快閃記憶體顆粒中存儲密度存在差異,所以快閃記憶體又分為SLC、MLC、TLC和QLC。簡單的說,NAND快閃記憶體的基本原理,QLC容量大,但性能也變差了。
SLC:每個Cell單元存儲1bit信息,也就是只有0、1兩種電壓變化,結構簡單,電壓控制也快速,反映出來的特點就是壽命長,性能強,P/E壽命在1萬到10萬次之間,但缺點就是容量低而成本高,畢竟一個Cell單元只能存儲1bit信息。
MLC:每個cell單元存儲2bit信息,需要更復雜的電壓控制,有00,01,10,11四種變化,這也意味著寫入性能、可靠性能降低了。其P/E壽命根據不同製程在3000-5000次不等。
TLC:每個cell單元存儲3bit信息,電壓從000到001有8種變化,容量比MLC再次增加1/3,成本更低,但是架構更復雜,P/E編程時間長,寫入速度慢,P/E壽命也降至1000-3000次,部分情況會更低。壽命短只是相對而言的,通常來講,經過重度測試的TLC顆粒正常使用5年以上是沒有問題的。
QLC或者可以叫4bit MLC,電壓有16種變化,但是容量能增加33%,就是寫入性能、P/E壽命與TLC相比會進一步降低。具體的性能測試上,美光有做過實驗。讀取速度方面,SATA介面中的二者都可以達到540MB/S,QLC表現差在寫入速度上。
因為其P/E編程時間就比MLC、TLC更長,速度更慢,連續寫入速度從520MB/s降至360MB/s,隨機性能更是從9500 IOPS降至5000 IOPS,損失將近一半。
分類
按種類分
U盤、CF卡、SM卡、SD/MMC卡、記憶棒、XD卡、MS卡、TF卡、PCIe快閃記憶體卡。
按品牌分
矽統(SIS)、金士頓、索尼、LSI、閃迪、Kingmax、鷹泰、創見、愛國者、紐曼、威剛、聯想、台電、微星、SSK、三星、海力士。
以上內容參考:網路-快閃記憶體
❷ NOR和NAND Flash存儲器的區別
應用程序對NOR晶元操作以「字」為基本單位。為了方便對大容量NOR快閃記憶體的管理,通常將NOR快閃記憶體分成大小為128KB或者64KB的邏輯塊,有時候塊內還分成扇區。讀寫時需要同時指定邏輯塊號和塊內偏移。應用程序對NAND晶元操作是以「塊」為基本單位。NAND快閃記憶體的塊比較小,一般是8KB,然後每塊又分成頁,頁的大小一般是512位元組。要修改NAND晶元中一個位元組,必須重寫整個數據塊。
2)NOR快閃記憶體是隨機存儲介質,用於數據量較小的場合;NAND快閃記憶體是連續存儲介質,適合存放大的數據。
3) 由於NOR地址線和數據線分開,所以NOR晶元可以像SRAM一樣連在數據線上。NOR晶元的使用也類似於通常的內存晶元,它的傳輸效率很高,可執行程序可以在晶元內執行( XI P, eXecute In Place),這樣應用程序可以直接在flash快閃記憶體內運行,不必再把代碼 讀到系統RAM中。由於NOR的這個特點,嵌入式系統中經常將NOR晶元做啟動晶元使用。而NAND共用地址和數據匯流排,需要額外聯結一些控制的輸入輸出,所以直接將NAND晶元做啟動晶元比較難。
4) N AN D快閃記憶體晶元因為共用地址和數據匯流排的原因,不允許對一個位元組甚至一個塊進行的數據清空,只能對一個固定大小的區域進行清零操作;而NOR晶元可以對字進行操作。所以在處理小數據量的I/O操作的時候的速度要快與NAND的速度。比如一塊NOR晶元通 常寫一個字需要10微秒,那麼在32位匯流排上寫512位元組需要1280毫秒;而NAND快閃記憶體寫512位元組需要的時間包括:512×每位元組50納秒+10微秒的尋頁時間+200微秒的片擦寫時間=234微秒。
5)NAND快閃記憶體的容量比較大,目前最大容量己經達到8G位元組。為了方便管理,NAND的存儲空間使用了塊和頁兩級存儲體系,也就是說快閃記憶體的存儲空間是二維的,比如K9F5608UOA快閃記憶體塊的大小為16K,每頁的大小是512位元組,每頁還16位元組空閑區用來存放錯誤校驗碼空間(有時也稱為out-of-band,OOB空間);在進行寫操作的時候NAND快閃記憶體每次將一個位元組的數據放入內部的緩存區,然後再發出「寫指令」進行寫操作。由於對NAND快閃記憶體的操作都是以塊和頁為單位的,所以在向NAND快閃記憶體進行大量數據的讀寫時,NAND的速度要快於NOR快閃記憶體。
6)NOR快閃記憶體的可靠性要高於NAND快閃記憶體,這主要是因為NOR型快閃記憶體的介面簡單,數據操作少,位交換操作少,因此可靠性高,極少出現壞區塊,因而一般用在對可靠性要求高的地方。相反的,NAND型快閃記憶體介面和操作均相對復雜,位交換操作也很多,關鍵性數據更是需安錯誤探測/錯誤更正〔EDC/ECC)演算法來確保數據的完整性,因此出現問題的幾率要大得多,壞區塊也是不可避免的,而且由於壞區塊是隨機分布的,連糾錯也無法做到。
7)NAND Flash一般地址線和數據線共用,對讀寫速度有一定影響;而NOR Flash快閃記憶體數據線和地址線分開,所以相對而言讀寫速度快一些。
NAND和NOR晶元的共性首先表現在向晶元中寫數據必須先將晶元中對應的內容清空,然後再寫入,也就是通常說的「先擦後寫」。只不過NOR晶元只用擦寫一個字,而NAND需要擦寫整個塊。其次,快閃記憶體擦寫的次數都是有限的.當快閃記憶體的使用接近使用壽命的時候,經常會出現寫操作失敗;到達使用壽命時,快閃記憶體內部存放的數據雖然可以讀,但是不能再進行寫操作了所以為了防止上面問題的發生,不能對某個特定的區域反復進行寫操作。通常NAND的可擦寫次數高於NOR晶元,但是由於NAND通常是整塊擦寫,塊內的頁面中如果有一位失效整個塊就會失效,而且由於擦寫過程復雜,失敗的概率相對較高,所以從整體上來說NOR的壽命較長。
另一個共性是快閃記憶體的讀寫操作不僅僅是一個物理操作,實際上在快閃記憶體上存放數據必須使用演算法實現,這個模塊一般在驅動程序的MTD' (Memory Technology Drivers)模塊中或者在FTLZ (Flash Translation Layer)層內實現,具體演算法和晶元的生產廠商以及晶元型號有關系。
從使用角度來看,NOR快閃記憶體與NAND快閃記憶體是各有特點的:(1)NOR的存儲密度低,所以存儲一個位元組的成本也較高,而NAND快閃記憶體的存儲密度和存儲容量均比較高;(2)NAND型快閃記憶體在擦、寫文件(特別是連續的大文件)時速度非常快,非常適用於順序讀取的場合,而NOR的讀取速度很快,在隨機存取的應用中有良好的表現。 NOR與NAND各有所長,但兩種優勢無法在一個晶元上得到體現。所以,設計人員在選用晶元時,只能趨其利而避其害,依照使用目的和主要功能在兩者之間進行適當的選擇。