NAND-Flash-Speicher: Merkmale der Struktur und des Betriebs. Flash-Speicher. Festkörperantrieb. Arten von Flash-Speicher. Speicherkarte

Flash-Speicher ist eine Art dauerhafter Speicher für Computer, in denen der Inhalt durch das elektrische Verfahren neu programmiert oder gelöscht werden kann. Im Vergleich zu den elektrisch löschbaren programmierbaren Lese-Geräten können nur Speicheraktionen auf sie in Blöcken durchgeführt werden, die sich befinden verschiedene Orte. Flash-Speicher ist viel weniger als EEPROM, daher ist es dominierende Technologie geworden. Insbesondere in Situationen, in denen die nachhaltigen und dauerhaften Daten erforderlich sind. Seine Verwendung ist in einer Vielzahl von Fällen zulässig: In digitalen Audioplayern, Foto- und Videokameras, mobiltelefone und Smartphones, in denen auf der Speicherkarte spezielle Android-Anwendungen vorhanden sind. Darüber hinaus wird es in USB-Flash-Laufwerken verwendet, die traditionell zum Speichern von Informationen und deren Übertragung zwischen Computern verwendet werden. Sie erhielt bestimmte Ruhm in der Welt der Gamer, wo sie häufig in Versprechen einbezogen, um Daten über den Fortschritt des Spiels zu speichern.

allgemeine Beschreibung

Flash-Speicher ist ein Typ, der in der Lage ist, Informationen auf seiner Platine lange Zeit aufrechtzuerhalten, ohne Strom zu verwenden. Außerdem können Sie feststellen höchste Geschwindigkeit Zugang zu Daten sowie eine bessere Beständigkeit gegen kinetische Schock im Vergleich zu Festplattenlaufwerken. Dank dieser Eigenschaften wurde es zu einem Tablet für Geräte, die an Batterien und Batterien füttern. Ein weiterer unbestreitbarer Vorteil ist, dass, wenn der Flash-Speicher in eine solide Karte zusammengedrückt wird, fast unmöglich ist, einige standardmäßige körperliche Wege zu zerstören, sodass er kochendem Wasser und hohem Druck standhält.

Datenzugriff auf niedrigem Niveau

Eine Möglichkeit, auf Daten im Flash-Speicher zuzugreifen, unterscheidet sich sehr von dem, was für herkömmliche Arten verwendet wird. Der Zugang mit niedrigem Niveau erfolgt mittels eines Fahrers. Der übliche RAM reagiert sofort auf die Anrufe zum Lesen von Informationen und deren Aufnahme, die die Ergebnisse solcher Vorgänge zurückgibt, und das Flash-Speichergerät ist so, dass es sich um Reflexionen braucht.

Gerät und Prinzip des Betriebs

Im Moment ist der Flash-Speicher üblich, der an Ein-Fenster-Elementen mit einem "schwebenden" Verschluss erstellt wird. Aufgrund dessen ist es möglich, eine größere Speicherdichte im Vergleich zum dynamischen RAM bereitzustellen, der ein Paar Transistoren und ein Kondensatorelement erfordert. Im Moment ist der Markt mit einer Vielzahl von Technologien für den Bau von Grundelementen für diese Art von Medien, die von führenden Herstellern entwickelt wurden, mit einer Vielzahl von Technologien für den Bau von Grundelementen ausgestattet, die von führenden Herstellern entwickelt werden. Es verfügt über ihre Anzahl von Ebenen, Methoden zum Aufzeichnen und Löschen von Informationen sowie der Organisation einer Struktur, die normalerweise im Titel angegeben ist.

Derzeit gibt es ein Paar Chiparten, die am meisten häufig sind: Nor und NAND. In beiden ist der Anschluss von Speichertransistoren an den Austragreifen - parallel und konstant. Bei der ersten Art sind die Zellengrößen recht groß, und es ist möglich, dass ein schnell willkürlicher Zugriff, der Programme direkt aus dem Speicher ermöglicht. Die zweite zeichnet sich durch kleinere Zellgrößen aus, sowie einen schnellen konsistenten Zugriff, der viel bequemer ist, wenn Sie Block-Typ-Geräte erstellen müssen, in denen große Datenträgerinformationen gespeichert werden.

In den meisten tragbaren Geräten verwendet das Festkörperlaufwerk den NOR-Speichertyp. Nun immer beliebter bei USB-Schnittstellengeräten werden zunehmend. Sie verwenden den NAND-Typspeicher. Allmählich verdrängt sie den ersten.

Hauptproblem - Vertrieb

Die ersten Proben der seriellen Produktions-Flash-Laufwerke haben den Benutzern nicht mit hohen Geschwindigkeiten gefallen. Nun ist die Schreibgeschwindigkeit und Lesegeschwindigkeit jedoch auf einem solchen Pegel, den Sie einen Film in voller Länge anzeigen oder auf dem Computerbetriebssystem ausführen können. Eine Reihe von Herstellern hat das Gerät bereits gezeigt, in dem die Festplatte durch Flash-Speicher ersetzt wird. Diese Technologie hat jedoch einen sehr erheblichen Nachteil, der zu einem Hindernis wird, um die vorhandenen Magnetplatten zu ersetzen. Aufgrund der Funktionen des Flash-Speichergeräts können Sie Lösch- und Schreibinformationen mit einer begrenzten Anzahl von Zyklen herstellen, die selbst für kleine und tragbare Geräte erreichbar ist, ganz zu schweigen von, wie oft er auf Computern erfolgt. Wenn Sie diesen Trägertyp als Solid-State-Laufwerk auf einem PC verwenden, wird eine kritische Situation sehr schnell angezeigt.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein solcher Antrieb auf der Eigenschaft von Feldtransistoren aufgebaut ist, um in dem "schwimmenden" Verschluss der Abwesenheit aufrechtzuerhalten, oder das Vorhandensein, deren Anwesenheit in dem Transistor als logische Einheit oder Null in binärer Aufnahme und Löschung von betrachtet wird Die Daten im NAND-Speicher mittels tunnelförmigem Elektronen von Fowler-Nordhaima mit der Beteiligung des Dielektrikums. Dafür ist es nicht erforderlich, dass Sie Zellen minimaler Größen herstellen können. Aber gerade dieser Prozess Es führt zu Zellen, da der elektrische Strom in diesem Fall dazu führt, dass Elektronen den Verschluss durchdringen, um die dielektrische Barriere zu überwinden. Die garantierte Speicherperiode der Speicherung dieser Erinnerung beträgt jedoch zehn Jahre. Der Chipverschleiß tritt nicht aufgrund von Leseinformationen auf, aber aufgrund von Vorgängen zum Löschen und Aufzeichnen, da das Lesen nicht erforderlich ist, wechselt die Struktur der Zellen, sondern nur den elektrischen Strom.

Natürlich führen Gedächtnishersteller aktive Arbeit in Richtung der Erhöhung der Lebensdauer der Festkörperantriebe dieser Typ: Sie sind behoben, um die Einheitlichkeit der Aufzeichnungs- / Löschprozesse in den Zellen des Arrays sicherzustellen, so dass einige nicht mehr mehr als andere abnutzt. Für eine gleichmäßige Lastverteilung werden überwiegend Softwarepfade verwendet. Zum Beispiel wird die Technologie des "Verschleißausgleichs" verwendet, um ein solches Phänomen zu beseitigen. Gleichzeitig werden die Daten, die häufig Änderungen unterzogen werden, in den Adressraum des Flash-Speichers verschoben, da die Aufzeichnung von unterschiedlich erfolgt physische Adressen. Jeder Controller ist mit einem eigenen Algorithmus der Ausrichtung ausgestattet, so dass es sehr schwierig ist, die Wirksamkeit bestimmter Modelle zu vergleichen, da die Details der Implementierung nicht offenbart sind. Denn jedes Jahr werden die Bände von Flash-Laufwerken immer mehr werden, ist es notwendig, zunehmend effizientere Arbeitsalgorithmen anzuwenden, mit denen Sie die Stabilität des Funktionierens von Geräten gewährleisten können.

Beseitigung von Problemen.

Eine der sehr effektiven Möglichkeiten, den angegebenen Phenval zu bekämpfen, war die Reservierung einer bestimmten Menge an Speicher, aufgrund der die Lastgleichmäßigkeit sichergestellt ist und die Fehlerkorrektur mittels speziellen logischen Weiterleitungsalgorithmen für die Substitution physischer Blöcke bereitgestellt wird, die sich aus intensiver ergeben Arbeit mit einem Flash-Laufwerk. Um den Informationsverlust zu verhindern, werden die fehlgeschlagenen Zellen mit der Sicherung gesperrt oder ersetzt. Eine solche Softwareverteilung von Blöcken ermöglicht es, die Einheitlichkeit der Last sicherzustellen, was die Anzahl der Zyklen von 3-5 mal erhöht, und dies reicht nicht aus.

Und andere Arten von ähnlichen Antrieben sind dadurch gekennzeichnet, dass die Tabelle in ihren Servicebereich eingegeben wird dateisystem. Es verhindert, dass Informationen auf einem logischen Niveau gelesen, beispielsweise mit falschem Herunterfahren oder mit einer plötzlichen Einstellung der elektrischen Energieversorgung. Und da bei Verwendung von austauschbaren Geräten das System keine Zwischenspeicherung liefert, weist das häufige Umschreibungen nicht die nachteiligsten Auswirkungen auf die Tabelle der Platzierung der Dateien und der Referenz der Kataloge auf. Und selbst spezielle Programme Für Speicherkarten können in dieser Situation nicht helfen. Mit einem einzelnen Griff zeichnet der Benutzer beispielsweise tausend Dateien ab. Und es scheint, nur einmal aufgetragene Blöcke, in denen sie platziert werden. Die Servicebereiche entsprachen jedoch jedem der Aktualisierungen einer beliebigen Datei, dh die Platzierungstabellen bestanden dieses Verfahren tausendmal. Aus dem angegebenen Grund fehlschlagen die von diesen Daten belegten Blöcke zunächst. Die Technologie des "Trageausgleichs" arbeitet mit solchen Blöcken, aber seine Wirksamkeit ist sehr begrenzt. Und es spielt keine Rolle, was Ihr Computer Sie verwenden, das Flash-Laufwerk fehlschlägt genau, wenn er vom Schöpfer bereitgestellt wird.

Es ist erwähnenswert, dass eine Erhöhung der Kapazität solcher Geräte mit solchen Vorrichtungen nur dazu geführt hat, dass die Gesamtzahl der Aufzeichnungszyklen verringert hat, da Zellen immer weniger werden, daher für die Dispersion von weniger und Spannung erforderlich ist Oxid-Trennwände, die den "Floating-Shutter" auflösen. Und dann entwickelt sich die Situation so, dass das Problem ihrer Zuverlässigkeit mit einer Erhöhung der Kapazität der verwendeten Geräte dazu begann, den stärkeren zu verschleiern, und die Klassenspeicherkarte hängt jetzt von vielen Faktoren ab. Die Zuverlässigkeit einer solchen Entscheidung wird von ihren technischen Merkmalen sowie der derzeit etablierten Marktsituation bestimmt. Aufgrund des harten Wettbewerbs sind die Hersteller gezwungen, die Produktionskosten auf jeden Fall zu senken. Einschließlich der Vereinfachung des Designs, der Verwendung von Komponenten aus einem billigeren Satz, schwächte die Kontrolle der Fertigung und anderer Weise. Beispielsweise kostet die Samsung-Speicherkarte mehr als weniger bekannte Analoga, seine Zuverlässigkeit verursacht jedoch viel weniger Fragen. Es ist jedoch auch schwierig, über das vollständige Abwesenheit von Problemen zu sprechen, und es ist schwierig, etwas unbekannte Produzenten von Geräten völlig unbekannter Hersteller zu erwarten.

Entwicklungsperspektiven

Wenn es offensichtliche Vorteile gibt, gibt es eine Reihe von Nachteilen, die durch eine SD-Speicherkarte gekennzeichnet sind, die den weiteren Erweiterung seiner Anwendung behindert. Deshalb gibt es ständige Suchen nach alternativen Lösungen in diesem Bereich. Versuchen Sie natürlich, die vorhandenen Arten von Flash-Speichers natürlich zu verbessern, was nicht zu einigen grundlegenden Änderungen des bestehenden Produktionsprozesses führt. Daher sollten Sie nicht nur eine Sache zweifeln: Die an der Herstellung dieser Antriebe tätigten Unternehmen werden versuchen, das gesamte Potenzial zu verwenden, bevor Sie auf einen anderen Typ wechseln, indem sie die traditionelle Technologie weiter verbessern. Zum Beispiel wird der Sony-Speicherkarte derzeit in einer Vielzahl von Volumes erzeugt, sodass er angenommen wird, dass es weiterhin aktiv löten wird.

Heute auf der Schwelle der industriellen Implementierung gibt es jedoch eine ganze Reihe alternativer Datenspeichertechnologien, von denen einige unmittelbar nach dem Auftreten einer günstigen Marktsituation umgesetzt werden können.

Ferroelektrischer RAM (FRAM)

Die Technologie des ferroelektrischen Speicherprinzips der Information (ferroelektrischer RAM, RAM) wird vorgeschlagen, um das Potenzial des nichtflüchtigen Speichers aufzubauen. Es wird angenommen, dass der Betriebsmechanismus des Betriebs vorhandener Technologien, der in Überschreibungsdaten im Prozess der Messwerte mit allen Modifikationen von Basiskomponenten besteht, zu einer bestimmten Eindämmung des Hochgeschwindigkeitspotentials von Geräten führt. Und Fram ist der Speicher, der durch Einfachheit, hohe Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit in Betrieb gekennzeichnet ist. Diese Eigenschaften sind nun charakteristisch für den nicht volatilen RAM-RAM, derzeit vorhanden. Hier wird jedoch auch die Möglichkeit einer langfristigen Lagerung von Daten hinzugefügt, die durch die Vorteile einer solchen Technologie gekennzeichnet ist, Sie können den Widerstand anordnen verschiedene Typen Durchdringende Strahlung, die in speziellen Geräten angefordert werden kann, die verwendet werden, um unter Bedingungen der erhöhten Radioaktivität oder in der Weltraumforschung zu arbeiten. Der Speichermechanismus ist hier durch die Verwendung eines ferroelektrischen Effekts implementiert. Es bedeutet, dass das Material die Polarisation in der Fehlen eines externen elektrischen Feldes aufrechterhalten kann. Jede Fram-Speicherzelle wird gebildet, indem ein ultra-heißer Film aus einem ferroelektrischen Material in Form von Kristallen zwischen einem Paar flacher Metallelektroden eingesetzt wird, der einen Kondensator bildet. Daten in diesem Fall werden in der Kristallstruktur gespeichert. Dies verhindert die Wirkung des Ladungslecks, der den Verlust von Informationen verursacht. Die Daten im Fram-Speicher werden auch dann gespeichert, wenn die Versorgungsspannung getrennt ist.

Magneter RAM (MRAM)

Eine andere Art von Erinnerung, die heute als sehr vielversprechend angesehen wird, ist Mram. Es zeichnet sich durch ziemlich hohe Hochgeschwindigkeitsanzeiger und Nicht-Volatilität aus. In diesem Fall ist ein dünner Magnetfilm auf einem Siliziumsubstrat angeordnet. Mram ist ein statischer Speicher. Es benötigt kein periodisches Überschreiben, und die Informationen gehen nicht verloren, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist. Derzeit konzentrieren sich die meisten Spezialisten, dass diese Art von Speicher in der folgenden Generationstechnologie bezeichnet werden kann, da der vorhandene Prototyp ziemlich hohe Geschwindigkeitsanzeiger zeigt. Ein weiterer Vorteil einer solchen Lösung ist die geringen Kosten von Chips. Flash-Speicher wird in Übereinstimmung mit dem spezialisierten CMOS-Prozess hergestellt. Und mram mikrocircuits können gemäß dem standardmäßigen technologischen Prozess hergestellt werden. Darüber hinaus können Materialien als solche dienen, die in herkömmlichen Magnetmedien verwendet werden. Machen Sie große Chargen ähnlicher Chips viel günstiger als alle anderen. Eine wichtige Eigenschaft des Mram-Speichers ist die Möglichkeit der sofortigen Eingliederung. Und dies ist besonders wertvoll für mobile Geräte. Immerhin wird in diesem Typ der Zellenwert durch eine magnetische Ladung bestimmt, und nicht elektrisch, wie im herkömmlichen Flash-Speicher.

Ovonic Unified-Speicher (OUM)

Eine andere Art von Erinnerung, über die viele Unternehmen aktiv funktionieren, ist ein Festkörperantrieb, der auf amorphen Halbleiter basiert. Es basiert auf der Phasenübergangstechnologie, die dem Prinzip der Aufzeichnung auf gewöhnlichen Discs ähnelt. Hier ändert sich der Phasenzustand der Substanz im elektrischen Feld von kristallinem bis amorph. Und diese Änderung bleibt in Abwesenheit von Spannung erhalten. Von traditionell optische Platten Solche Geräte zeichnen sich durch die Tatsache aus, dass die Erwärmung auf die Aktion zurückzuführen ist elektrischer Strom, kein Laser. In diesem Fall gelesen wird aufgrund der Unterschiede in der reflektierenden Fähigkeit der Substanz in verschiedenen Zuständen, die vom Antriebssensor wahrgenommen wird. Theoretisch hat diese Lösung eine hohe Datenspeicherdichte und eine maximale Zuverlässigkeit sowie eine erhöhte Geschwindigkeit. High Hier ist die maximale Anzahl von Überschreibungszyklen, für die der Computer verwendet wird, das Flash-Laufwerk in diesem Fall hinter mehreren Größenordnungen hinterlässt.

Chalcogenid-RAM (CRAM) und Phasenänderungsspeicher (Kinderwagen)

Diese Technologie basiert auch auf den Phasenübergängen, wenn in einer Phase die im Träger verwendete Substanz als nicht leitendes amorpheres Material wirkt, und in der zweiten dient als Kristallleiter. Der Übergang einer Speicherzelle aus einem Zustand zum anderen wird auf Kosten von elektrischen Feldern und Erwärmen durchgeführt. Solche Chips sind durch Widerstand gegen ionisierende Strahlung gekennzeichnet.

Informations-mehrschichtige geprägte Karte (Info-Mica)

Der Betrieb von Geräten, die auf der Grundlage einer solchen Technologie gebaut wurden, erfolgt auf dem Prinzip der Dünnfilmhologie. Informationen werden wie folgt geschrieben: Zunächst wird ein zweidimensionales Bild mit einer CGH-Technologie an das Hologramm übertragen. Der Datenlese tritt aufgrund der Fixierung des Laserstrahls an der Kante einer der aufgezeichneten Schichten auf, die als optische Wellenleiter dienen. Das Licht breitet sich entlang der Achse aus, die parallel zur Schichtebene angeordnet ist, wodurch das Bild am Ausgang bildet, entsprechend den früher aufgezeichneten Informationen. Die anfänglichen Daten können jederzeit aufgrund des umgekehrten kodierenden Algorithmus erhalten werden.

Diese Art von Speicher unterscheidet sich relativ vom Halbleiter aufgrund der Tatsache, dass er eine hohe Aufzeichnungsdichte, einen geringen Stromverbrauch sowie die geringen Kosten für Träger, Umweltsicherheit und vor unbefugter Verwendung schützt. Überschreibte Informationen, die eine solche Speicherkarte überschreibt, erlaubt daher nicht, es kann daher nur als Langzeitspeicherung dienen, den Papierträger ersetzt, oder eine Alternative zu optischen Platten, um den Multimedia-Inhalt zu verteilen.

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Es ist die Ansicht, dass der Flash-Name in Bezug auf den Speichertyp als "Blitz" übersetzt wird. Tatsächlich stimmt dies nicht. Eine der Versionen seines Erscheinungsbildes deutet darauf hin, dass Toshiba zum ersten Mal 1989-90 das Wort Flash im Kontext von "Fast, Instant" verwendete, wenn er seine neuen Chips beschreibt. Im Allgemeinen gilt der Erfinder als Intel, der 1988 einen Flash-Speicher mit oder in der Architektur eingereicht hat. Ein Jahr später entwickelte Toshiba die NAND-Architektur, die heute auch zusammen mit demselben oder in Flash-Chips verwendet wird. Tatsächlich können wir jetzt sagen, dass dies zwei verschiedene Arten von Gedächtnissen sind, die in etwas ähnlicher Produktionstechnologie haben. In diesem Artikel werden wir versuchen, ihr Gerät, das Prinzip der Arbeit zu verstehen, sowie verschiedene praktische Anwendungsoptionen in Betracht ziehen.

NOCH.

Mit der Verwendung wird eine Eingangsspannung in den Ausgang umgewandelt, entsprechend "0" und "1". Sie sind erforderlich, da verschiedene Spannungen zum Lesen / Schreiben von Daten in der Speicherzelle verwendet werden. Das Zelldiagramm ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Es ist charakteristisch für die meisten Flash-Chips und ist ein Transistor mit zwei isolierten Rollläden: Steuerung (Steuerung) und Floating (Floating). Ein wichtiges Merkmal des letzteren ist die Fähigkeit, Elektronen zu halten, dh die Ladung. Auch in der Zelle gibt es sogenannte "Lager" und "Quelle". Unter der Programmierung zwischen ihnen wird aufgrund der Auswirkungen des positiven Felds auf das Steuergatter ein Kanal erstellt - Elektronenstrom. Einige der Elektronen aufgrund der Anwesenheit von mehr Energie, überwinden die Schicht des Isolators und fallen auf den schwebenden Verschluss. Sie können mehrere Jahre lang aufbewahrt werden. Ein gewisser Bereich der Elektronenmenge (Ladung) an einem Floating-Gate entspricht einer logischen Einheit, und alles, was mehr ist, Null. Beim Lesen werden diese Zustände durch Messen der Transistorschwelle erkannt. Um Informationen zu löschen, wird dem Steuerverschluss eine hohe negative Spannung zugeführt, und die Elektronen aus dem Floating-Verschluss werden (Tunneling) an die Quelle übertragen. Bei den Technologien verschiedener Hersteller kann dieses Betriebsprinzip durch den Stromfluss abweichen und Daten aus der Zelle lesen. Ich möchte auch auf die Tatsache aufmerksam machen, dass nur ein Element (Transistor) in der Flash-Speicherstruktur zum Speichern von 1 verwendet wird, während für diese in flüchtigen Speichertypen mehrere Transistoren und ein Kondensator erforderlich sind. Auf diese Weise können Sie die Größe der hergestellten Mikroschüsse erheblich reduzieren, den technologischen Prozess vereinfachen, und somit die Kosten reduzieren. Ein Bit ist jedoch weit vom Limit entfernt: Intel löst bereits den StrataFlash-Speicher frei, von denen jede Zelle 2 Informationsbits speichern kann. Darüber hinaus gibt es Versuchsabtastungen, von 4 und sogar 9-Bit-Zellen! Dieser Speicher verwendet mehrstufige Zelltechnologie. Sie haben eine herkömmliche Struktur, und der Unterschied besteht darin, dass die Ladung in mehrere Ebenen unterteilt ist, von denen jedes eine bestimmte Kombination von Bits ist. Zu theoretisch können Sie mehr als 4 Bit schreiben / schreiben. In der Praxis gibt es jedoch Probleme mit der Beseitigung von Rauschen und mit einem allmählichen Leck von Elektronen mit langfristiger Lagerung. Im Allgemeinen in bestehenden Speicherchips für Zellen, die Lagerzeit der Information, die Messjahre und die Anzahl der Lese- / Schreibzyklen - von 100 Tausend bis mehreren Millionen. Von Nachteilen, insbesondere Flash-Speicher mit oder Architektur, ist es wert, eine schlechte Skalierbarkeit zu bemerken: Sie können den Chipsbereich nicht reduzieren, indem Sie die Größe der Transistoren reduzieren. Diese Situation ist mit der Methode der Organisation der Zellmatrix verbunden: In noch Architektur sollte jeder Transistor zusammengefasst werden. In dieser Hinsicht viel besser sind Dinge in Flash-Speicher mit NAND-Architektur.

Nand.

Das Gerät und das Prinzip der Zellen der Zellen sind die gleiche wie noch. Obwohl abgesehen von der Logik noch ein weiterer wichtiger Unterschied besteht - Architektur der Anordnung von Zellen und deren Kontakte. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Fall gibt es eine Kontaktmatrix, in den Kreuzungen von Zeilen und Säulen, von denen sich Transistoren befinden. Es ist vergleichbar mit der passiven Matrix in den Anzeigen :) (und auch - mit einem aktiven TFT). Im Speicher ist eine solche Organisation etwas besser - der Mikroschirmenbereich kann aufgrund der Zellgrößen signifikant reduziert werden. Nachteile (dort, wo ohne sie) im Vergleich zu noch Geschwindigkeit des Betriebs in den beliebigen Operationen im Vergleich zu niedriger ist.

Es gibt auch solche Architekturen wie: Dinor (Mitsubishi), übertrug (Hitachi) usw., und es gibt keine grundlegenden neuen Dinge mehr, sondern kombinieren nur die besten Eigenschaften von NAND und auch nicht.

Und dennoch, egal, wie es war, und NAND, die heute in gleicher Basis und praktisch nicht untereinander konkurrieren, konkurrieren nicht, da aufgrund ihrer Qualitäten in verschiedenen Bereichen des Datenspeichers verwendet werden. Darüber und weitere Rede ...

Wo Sie ein Gedächtnis brauchen ...

Der Anwendungsbereich eines jeden Flash-Speichers hängt in erster Linie von seinen Hochgeschwindigkeitsanzügen und der Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung ab. Mit dem Ziel- oder Speicherplatz können Sie mit einzelnen Bytes oder Wörtern (2 Byte) arbeiten. NAND-Zellen werden in kleine Blöcke gruppiert (analog mit einem Cluster festplatte). Daraus folgt, dass mit einem konsistenten Lesen- und AufzNAND sein wird. Andererseits verliert NAND jedoch wesentlich in Betrieb mit willkürlichem Zugriff und lässt nicht direkt mit Informationen mit Bytes von Informationen ein. Um beispielsweise ein Byte zu ändern, benötigt:

1. lesen Sie den Informationsblock, in dem es ist
2. im Puffer ändern Sie das gewünschte Byte
3. schreiben Sie einen Block mit einem modifizierten Byte zurück

Wenn die Zeit für die Ausführung der aufgeführten Operationen Verzögerungen an die Blockprobe und den Zugriff hinzufügen, erhalten wir nicht wettbewerbsfähige Indikatoren mit oder (ich werde feststellen, dass es für den Fall eines Pawit-Datensatzes ist). Eine andere Sache ist eine serielle Aufnahme / Lesung - hier näher, dagegen, zeigt im Gegenteil deutlich höhere Geschwindigkeitseigenschaften. Daher ist der NAND-Flash aufgrund der Möglichkeit, die Menge des Erinnerungsbetrags zu erhöhen, ohne die Größe des Chips zu erhöhen, die Verwendung großer Datenmengen als Keeper und für seine Übertragung gefunden. Die häufigsten Geräte, die auf dieser Art von Speicher basieren, sind fließende und Speicherkarten. Wie für noch Flash werden die Chips mit einer solchen Organisation als Programmcode-Keepers (BIOS, RAM-Pocket-Computer, Mobiltelefone usw.) verwendet, die manchmal in Form von integrierten Lösungen (RAM, ROM und Prozessor auf einem Mini- Board und sogar in einem Chip). Ein erfolgreiches Beispiel für eine solche Verwendung ist das GumStix-Projekt: eine Single-Board-Computergröße mit einem Teller mit Kauen. Es sind Nor-Chips, die solche Fälle bereitstellen, die für solche Fälle erforderlich sind, wobei die Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung und der flexibleren Flexibilitätsmöglichkeiten für das Arbeiten damit arbeiten. Das Volumen des Nor-Blitzes wird in der Regel von Megaby-Einheiten gemessen und wechselt selten Dutzende.

Und es wird ein Blitz geben ...

Natürlich ist Flash eine vielversprechende Technologie. Trotz der hohen Wachstumsraten von Produktionsvolumen sind jedoch dabei Datenspeichergeräte, basierend darauf, immer noch ziemlich einfach, um mit Festplatten für Desktop-Systeme oder Laptops zu konkurrieren. Grundsätzlich ist nun die Dominanz des Flash-Speichers auf mobile Geräte beschränkt. Wie Sie verstehen, dieses Segment informationstechnologien Nicht so klein. Außerdem wird mit den Wörtern der Hersteller die Erweiterung des Blitzes nicht angehalten. Welche grundlegenden Entwicklungstrends finden in diesem Bereich statt.

Erstens, wie bereits oben erwähnt, wird auf integrierte Lösungen viel Aufmerksamkeit gewidmet. Darüber hinaus sind Projekte wie GumStix nur Zwischenstufen auf dem Weg zur Implementierung aller Funktionen in einem Mikroschirmen.

Bisher sind die sogenannten On-Chip-Systeme (Single-Chip) -Systeme Kombinationen in einem Flash-Speicherchip mit Controller, Prozessor, SDRAM oder mit speziellen Software. Beispielsweise ermöglicht Intel StrataFlash in Kombination mit persistenter Speichermanager (PSM) den Speicherplatz, um die Menge des Speichers gleichzeitig zum Speichern der Daten zu verwenden und den Programmcode auszuführen. PSM ist im Wesentlichen ein Dateisystem, das von Windows CE 2.1 und höher unterstützt wird. All dies ist darauf abzielen, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren und die Abmessungen mobiler Geräte mit einer Erhöhung ihrer Funktionalität und Leistung zu reduzieren. ReneSesesas - Flash-Speichertyp des Superand-Typs mit eingebauten Steuerfunktionen sind nicht relevant und relevant. Bis zu diesem Punkt wurden sie separat in der Steuerung implementiert und jetzt direkt in den Chip integriert. Dies sind die Funktionen der Steuerung der schlechten Sektoren, der Fehlerkorrektur (ECC - Fehlerprüfung und korrekt), Gleichmäßigkeit des Verschleißs der Zellen (Verschleißnivellierung). Seit in bestimmten Variationen sind sie in den meisten anderen Marken-Firmware externen Controller anwesend, lassen Sie sie kurz in Betracht ziehen. Beginnen wir mit den Bettsektoren. Ja, im Flash-Speicher werden sie auch gefunden: Bereits von dem Förderer, Chips, die durchschnittlich bis zu 2% der nicht arbeitenden Zellen haben, sind üblich - dies ist eine gewöhnliche technologische Rate. Im Laufe der Zeit kann ihre Zahl zunehmen (die Umwelt dabei ist nicht besonders lohnenswert - elektromagnetisch, physisch (Schütteln usw.) Der Einfluss des Flash-Chips ist nicht unheimlich). Deshalb als in festplattenDer Flash-Speicher bietet ein Sicherungsvolumen. Wenn ein schlechter Sektor angezeigt wird, ersetzt die Steuerfunktion seine Adresse in der Dateiposting-Tabelle der Sektoradresse aus dem Sicherungsbereich.

Eigentlich ist die Identifizierung von BADS in den ECC-Algorithmus eingelegt - er vergleicht die aufgezeichneten Informationen mit dem tatsächlichen Aufzeichnungen. Aufgrund der begrenzten Ressource der Zellen (etwa mehreren Millionen Lese- / Schreibzyklen für jeweils) ist es wichtig, die Einheitlichkeit der Verschleiß zu berücksichtigen. Ich werde einen solchen seltenen, aber angetroffenen Fall geben: Schlüsselkette mit 32 MB, von denen 30 MB beschäftigt sind, und etwas wird ständig aufgenommen und gelöscht. Es stellt sich heraus, dass einige Zellen im Leerlauf sind, während andere intensiv ihre Ressource ablösen. Damit dies nicht in Unternehmensgeräten ist, ist der freie Raum bedingt in Bereichen unterteilt, für den jeder die Anzahl der Aufzeichnungsvorgänge überwacht.

Noch komplexere Konfigurationen der "All-in-One-Klasse" werden nun von diesen Unternehmen weit verbreitet, wie beispielsweise Intel, Samsung, Hitachi usw. ihre Produkte sind multifunktionale Geräte, die allein in der Mikroschaltung implementiert sind (es ist Standard darin Prozessor, Flash-Speicher und SDRAM). Sie konzentrieren sich auf die Anwendung in mobilen Geräten, in denen hohe Leistung mit minimalen Größen und geringem Stromverbrauch wichtig ist. Dazu gehören: PDA, Smartphones, Telefone für 3G-Netze. Ich werde ein Beispiel für solche Entwicklungen geben - Samsung Chip, der einen Armprozessor (203 MHz), 256 MB NAND-NAND-Speicher und 256 SDRAM kombiniert. Es ist kompatibel mit dem verteilten Betriebssystem: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux und verfügt über USB-Unterstützung. Somit ist es auf ihrer Basis möglich, multifunktionale mobile Geräte mit geringem Stromverbrauch zu erstellen, die mit Video-, Ton-, Sprach- und anderen ressourcenintensiven Anwendungen arbeiten können.

Eine andere Richtung der Verbesserung des Blitzes besteht darin, den Stromverbrauch und die Größe der Größe mit einer gleichzeitigen Erhöhung der Menge und der Geschwindigkeit des Speichers zu reduzieren. In einem stärkeren Umfang betrifft es Chips mit noch Architektur, da mit der Entwicklung mobile ComputerDie Unterstützung von Arbeiten in drahtlosen Netzwerken ist Nor-Flash, dank der geringen Größe und des kleinen Stromverbrauchs, wird zu einer universellen Lösung zum Speichern und Ausführen des Programmcodes. Bald werden 512 Mbps noch Chips derselben Reneas in der Massenproduktion eingeleitet. Die Versorgungsspannung ist 3,3 V (erinnern Sie daran, sie können Informationen und ohne Stromversorgung speichern) und die Geschwindigkeit in den Aufzeichnungsvorgängen beträgt 4 MB / s. Gleichzeitig präsentiert Intel bereits sein EntwicklungsstrataFlash-Memory-Speichersystem (LV18 / LV30) - universalsystem. Flash-Speicher für kabellose Technologie. Das Volumen ihres Gedächtnisses kann 1 Gbit / s erreichen, und die Arbeitsspannung beträgt 1,8 V. Die Technologie der Fertigungsspäne beträgt 0,13 nm, der Übergang auf 0,09 nm technischem Prozess. Zu den Innovationen dieses Unternehmens ist es auch erwähnenswert, die Organisation des Batch-Modus mit NOR-MEMORY zu bemerken. Sie können Informationen nicht von einem Byte lesen, aber Blöcke - 16 Bytes: Mit einem 66-MHz-Datenbus erreicht die Rate des Informationsaustauschs mit dem Prozessor 92 Mbps!

Wie Sie sehen, entwickelt sich die Technologie schnell. Es ist möglich, dass nach dem Zeitpunkt der Artikel etwas Neues erscheint. Also, wenn irgendetwas - nicht genehmigen :) Ich hoffe, das Material war für dich interessant.

In der modernen SSD sind drei Arten von Speicherchips am häufigsten: SLC, MLC und TLC.

SLC - Einzelzelle ist eine Zelle mit einer Ebene. Es hat einen hohen Leistung, einen niedrigen Stromverbrauch, die höchste Aufzeichnungsgeschwindigkeit und Menge. Diese Art von Speicher wird in der Regel in High-Level-Servern verwendet, da die auf sie basierenden Kosten groß sind.

MLC - Multi Level-Zellen-Zelle mit mehreren Ebenen. Im Vergleich zum SLC hat es geringere Kosten, hat jedoch weniger Ausdauer und weniger. Ist eine gute Lösung für kommerzielle und Arbeitsplattformen - hat gutes Verhältnis. Preis / Geschwindigkeit.

EMLC - Enterprise Multi Level-Zelle ist eine Zelle, die der Struktur des üblichen MLC ähnelt, jedoch mit einer erhöhten Software-Ressource. Die Zuverlässigkeit von EMLC befindet sich zwischen SLC und MLC, während der Preis nicht viel höher ist als der letztere. Typische Anwendung - Workstations- und Mittelklasse-Server.

TLC - Drei-Level-Zelle mit drei Ebenen. Es hat eine größere Dichte, aber weniger Ausdauer, langsames Lesen und Schreibgeschwindigkeit und weniger im Vergleich zu SLC und MLC. Bislang wird der TLC-Speicher hauptsächlich in Flash-Laufwerken (Flash-Laufwerken) verwendet. Die Verbesserung der Produktionstechnologien ermöglichte es jedoch, ihn in Standard-SSD zu verwenden.

Alle oben genannten Arten von Speicherzellen gehören zum Planar-Typ, dh 2D. Ihr Nachteil ist, dass Um die Dichte in jedem einzelnen Chip zu erhöhen, dass es erforderlich ist, den technischen Prozess zu reduzieren, und aufgrund einer Reihe physischer Einschränkungen wird er bis unendlich nicht funktionieren. Um dies zu überwinden, wurden 3D-Speicherzellen entwickelt. Solche Zellen sind ein Zylinder:

Somit ist es möglich, eine größere Anzahl von Speicherzellen auf eine Mikroschirmenschicht aufzubringen. Solche Zellen werden als 3D-V-NAND und 3D TLC bezeichnet. Für den Behälter und die Zuverlässigkeit entspricht es den TLC-Zellen.

Anzahl der Zellstaaten, abhängig von der Art des Speicherplatzes
Physikalisch bestehen alle drei Arten der Memory-Technologie aus identischen Transistoren, der einzige Unterschied besteht darin, dass sie sich in sich zu einer anderen Menge an Gebühren halten. Alle drei Arbeiten sind gleich: Wenn die Zellenspannung angezeigt wird, leitet die Zelle vom "Aus" -Standstatus in den "inklusiven" Zustand. SLC verwendet zwei separate Spannungswerte, um ein Bit von Informationen in der Zelle und zwei logischen Pegel (0 und 1) darzustellen. MLC verwendet vier separate Spannungswerte für die Darstellung der vier logischen Zustände (00, 01, 10, 11) oder zwei Bits. TLC verwendet acht separate Spannungswerte für die Darstellung von acht Logikzuständen (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) oder drei Informationsbits.

Da in SLC nur zwei Spannungswerte verwendet werden, können sie sich voneinander unterscheiden, wodurch die mögliche Fähigkeit möglich ist, den aktuellen Zellenstatus falsch zu interpretieren und die Standard-Fehlerkorrekturbedingungen zu verwenden. Die Wahrscheinlichkeit von Lesefehlern erhöht sich, wenn der TLC-NAND verwendet wird, sodass diese Art von Speicher mehr ECC (Fehlerkorrekturcode - Fehlerkorrekturcode) erfordert, wenn die NAND-Ressource erschöpft ist, da die TLC drei Informationen korrigieren muss, im Gegensatz zu einem für SLC und zwei für MLC.

NAND und auch: was sie sind und was sie essen

Ich denke, viele, das Lesen in den Nachrichten über Flash-Gedächtnis, sind auf ein paar seltsame Abkürzungen des Typs und des Nandes gestoßen. Gleichzeitig wurde die Entschlüsselungswerte in der Regel nicht gegeben, und sie zu finden, um Ihnen eine Erklärung für Sie zu finden, war es höchstwahrscheinlich kaum möglich. Versuchen wir, zumindest etwas Klarheit in dieser Frage zu machen.

So bezeichnen Abkürzungen noch und nand die Art der logischen Elemente, die in dieser Einheit des Flash-Speichers verwendet werden. Es gibt auch kein logisches Element oder nicht (nicht oder) und NAND - und Nein (nicht und und). Da ich jedoch nicht die boolesche Algebra und die Grundlagen der digitalen Logik lesen möchte, die Sie außerdem nicht benötigt werden, bleiben wir nur auf die Ergebnisse der Nutzung dieser Technologien.
Die Hauptfunktion der Flash-Laufwerke zum Speichern von Informationen. Daher der erste Unterschied: Rekorddichte, der heute für die NAND-Technologie erreichte, ist dem erreichten in noch überlegen, und der Unterschied wird in Bestellungen gemessen. Und die Anforderungen an die Lagerung großer Mengen und Kompaktheit bestimmen eindeutig die Technologie des verwendeten Flash-Speichers. Dies ist jedoch nicht das einzige Kriterium. Nicht weniger wichtig ist die Fähigkeit, aufgezeichnete Programmcode in der Erinnerung auszuführen, d. H. Die sogenannte Xip-Funktion (XIP - EXECUTE an Ort und Stelle). Eine solche Gelegenheit besteht aus NOR-Technologie und fehlt in NAND. Dies stellt sich heraus, dass der Hauptzweck des mit der NAND-Technologie hergestellten Erinnerung das Speichern von Daten und gemäß der Technologiespeicherung des ausführbaren Programmcodes und in geringerem Maße die Daten (der nicht nur ein erschwinglicher Speicher lagern soll Kleines Volumen - ein wenig später werden wir dazu zurückkehren).

Blitzgeräte sind in Teile unterteilt, die als Blöcke bezeichnet werden. Dies muss getan werden, um einige körperliche Einschränkungen und von den Preissenkungen zu überwinden. Die Aufnahme in einem beliebigen Gerät-Flash-definierter Block kann nur erfolgen, wenn dieses Gerät leer oder gereinigt ist. In den meisten Fällen stellt sich heraus, dass die Schreibvorgänge des Löschvorgangs vorausgehen müssen. Und wenn in NAND-Geräten die Löschung des Blocks sofort hergestellt werden kann, ist es in NOR-Geräten erforderlich, alle Bytes des Blocks in Null zu installieren. Es ist auch notwendig zu sagen, dass der typische Wert der Blockgröße in NOR-Geräten 64 oder 128 kb (8-32 kb in NAND) beträgt, der in Kombination mit und so niedriger Geschwindigkeiten des Blitzes dazu führt, dass der Löschsatz Die Operationen können bis zu mehreren Sekunden dauern. Dies ist eine Abschreckung für die Anwendung oder Flash als Datenträger. Die Verwendung davon, um den ausführbaren Code zu speichern, ist möglich, wenn er in Bezug auf die Leistung entspricht - die Anforderungen sollten nicht hoch sein. Zeit löschen gedächtnisnand. Es wird in Millisekunden gemessen und hat die erste Bestellung. Und die geringe Größe des Blocks bei widrigen äußeren Bedingungen garantiert den Verlust minimaler Daten. Zusammenfassendieren Sie diesen Absatz: noch Lesevorgänge sind etwas schneller als NAND; Die Aufzeichnungen der Rekord, im Gegenteil, schneller in NAND und wesentlich; Aufgrund der geringen Größe des NAND-Geräts benötigt die NAND-Einheit eine geringere Anzahl von Löschern (den wir unten sehen werden, und kann auch die Lebensdauer seines Betriebs in das Gerät ausbauen), die es ungefähr drei Größenordnungen enthält schneller als noch.

Ein Blitz ist ein Speichergerät mit beliebiger Zugriff. Noch keine Chips verfügen über eine Schnittstelle, mit der Sie mit jedem einzelnen Byte einen einfachen Zugriff auf das einzelne Zugriff erhalten können. Die E / A-Schnittstelle der NAND-Speichervorrichtung ist wesentlich komplizierter und variiert von dem Gerät an das Gerät und vom Entwickler bis zum Entwickler. Die gleichen Schlussfolgerungen (oft 8) dienen zur Übertragung von Steuersignalen, Adressen und Daten. Darüber hinaus wird in NAND-Flash-Zugriff von Blöcken in der Regel in 512 Bytes durchgeführt, d. H. Für eine Handhabung werden 512 Bytes gelesen oder geschrieben. Der Zugriff auf jeden Block ist willkürlich, da jedoch nicht möglich ist, sich auf ein separates Byte zu beziehen, ist der NAND-Speicher des NAND-Typs nicht in einem Sinne des beliebigen Zugriffsspeichers. Die Ausgabe jedes Bytes aus dem 512-Byte-Block erfolgt auf dem Speicherbus nacheinander, sodass es angemessen ist, über einen sequentiellen Zugriff zu sprechen. Was sie machen. Oder über den Speicher mit einer Seitenorganisation. Nun wird klar, warum noch besser geeignet, um Programme zu speichern und auszuführen, und NAND ist für den Datenspeicherung.
Die NAND-Speicherzelle ist erleichtert, dass die NAND-Speicherzelle einfacher ist: Es hat eine geringere Größe im Vergleich zu noch, und dies führt jeweils zu einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte, der Verringerung des Energieverbrauchs und der Produktionskosten.

Jede Technologie kann jedoch nicht nur positive Parteien haben. In diesem Sinne ist NAND auch keine Ausnahme. Wie beim Betrieb von Antrieben sind zufällige Fehlerfehler und Beschädigungen des Antriebs insgesamt möglich. Für Flash-Typ-Speichergeräte ist es relevant, über fehlerfreie Lesen zu sprechen, schlechte Blöcke und die Anzahl der Lese- / Schreibzyklen zu verarbeiten. Eine fehlerhafte Subtraktion von Bits (Bit-Flipping) ist charakteristisch für den NAND-Speicher als auch nicht. Schaden von einem fehlerhaften Bit wird durch die Art der Daten bestimmt, auf die er gehört. Für Multimedia-Daten ist es also unbedeutend, aber ein ähnlicher Fehler in programmcode Oder kritische Daten können zu sehr tragischen Ergebnissen führen. Wie gesagt, dieses Phänomen ist, dass dieses Phänomen für NOR-MEMORY weniger charakteristisch ist, und der Speicher an NAND-Technologien muss ein zusätzliches Mechanismus zum Erkennen und Korrektur von Fehlern verwenden.

Die Produktionstechnologie der NAND-MEMORY ist unvollkommen, und zunächst Speicher enthält einige Anzahl von nicht arbeitenden Elementen. Da in dem NAND die Gruppe von Speicherzellen in den Block kombiniert wird, führt die beschädigte Zelle in dem Block zur Inoperabilität des Blocks insgesamt, d. H. Es stellt sich einen schlechten Block heraus. Daher wird es notwendig, den Status der Blöcke zu überwachen und nur Arbeiter zu verwenden, was viel einfacher zu erstellen ist, absolut nicht fehlerhafte Seiten enthält: Eine solche Produktion erweist sich als sehr teuer (eine ähnliche Situation war auf einmal mit LCD-Panels ). Aus offensichtlichen Gründen ist diese Art von Mängeln nicht charakteristisch, noch.

Die Arbeitsressource des Flash-Mikrocircuits wird in der minimalen und maximal möglichen Anzahl von Löschzyklen des Löschen jedes einzelnen Blocks (und wir wissen bereits, dass jeder Block-Datensatz notwendigerweise von seiner vorläufigen Löschung begleitet wird). Für Erinnerung an noch Technologien sind es 10.000 bzw. 100.000 Zyklen für NAND - 100.000 und 1.000.000 Zyklen. Alles ist extrem einfach, und es gibt nichts zu kommentieren.
Die Verwendung von NOR-MEMORY zeichnet sich durch vergleichende Einfachheit aus. Es benötigt keine zusätzlichen Treiber und kann einfach installiert und verwendet werden. C NAND ist komplizierter, da verschiedene Hersteller unterschiedliche Schnittstellen verwenden, und dafür benötigen Sie höchstwahrscheinlich einen Fahrer. Trotz der Tatsache, dass NAND-MEMORY viele Vorteile hat, sollten Sie dies auch nicht glauben, dass auch gestern ist. Noch speicher findet heute die Verwendung in zahlreichen Geräten, die keine großen Mengen und nicht kritischen Leistung benötigen. NAND FINS, die in Bereichen angewendet werden, in denen eine größere Komplexität für den Einsatz durch große verfügbare Mengen und Leistung gerechtfertigt ist.

Basierend auf Materialien - Flash-Hersteller
M-Systeme, Samsung usw.

Die Notwendigkeit eines nichtflüchtigen Flash-Speichers steigt im Anteil des Grads der Förderung von Computersystemen im Rahmen von mobilen Anwendungen. Zuverlässigkeit, kleiner Energieverbrauch, geringer Größe und unbedeutendes Gewicht sind offensichtliche Vorteile von Medien, die auf einem Flash-Speicher im Vergleich zu Festplattenlaufwerken basieren. Unter Berücksichtigung der ständigen Reduzierung der Kosten für die Speicherung der Informationseinheit im Flash-Speicher liefern die Träger auf ihrer Basis immer mehr Vorteile und Funktionalität von mobilen Plattformen und tragbaren Geräten mit einem solchen Speicher. Unter den verschiedenen Speichertypen ist der NAND-Zellen-Flash-Speicher die am besten geeignete Basis für die Aufbau von nichtflüchtigen Speichergeräten für große Informationsmengen.

Derzeit können Sie die beiden Grundstrukturen des Flash-Speichers auswählen: Speicher basierend auf NOR- und NAND-Zellen. Die NOR-Struktur (Abb. 1) besteht aus parallelfähigen fähigen Elementarinformationsspeicherzellen. Eine solche Organisation von Zellen bietet die Fähigkeit, einen beliebigen Zugriff auf Daten und Tolete Information Record zu erhalten. Die NAND-Struktur (Fig. 2) basiert auf dem Prinzip einer sequentiellen Verbindung von Elementarzellen, die Gruppen bildet (in einer Gruppe von 16 Zellen), die in Seiten und Seiten in Blöcken kombiniert werden. Mit einem solchen Bauanschluss ist ein Berufung an einzelne Zellen unmöglich. Die Programmierung erfolgt gleichzeitig nur innerhalb einer Seite, und beim Löschen wird die Berufung, Gruppen zu blockieren oder zu blockieren.

abb.1 Struktur noch.	abb.2 NAND-Struktur.

Infolgedessen spiegeln sich die Unterschiede in der Organisation der Struktur zwischen NOR und NAND-Speicher in ihren Eigenschaften wider. Bei der Arbeit mit relativ großen Datenarrays sind Aufnahme- / Löschvorgänge im NAND-Speicher deutlich schneller als noch Speicher. Da die 16 NAND-Speicherzellen nebeneinander ohne Kontaktlücken miteinander miteinander verbunden sind, wird ein hoher Bereich des Zellorts auf einem Kristall erreicht, mit dem Sie mit den gleichen technologischen Standards eine große Kapazität erhalten können. Die NAND-Flash-Speicherprogrammierung basiert auf dem Elektronentunnelprozess. Da es sowohl für die Programmierung als auch zum Löschen verwendet wird, wird der geringe Stromverbrauch des Memory-Mikroschirmens erreicht. Die konsistente Struktur der Organisation von Zellen ermöglicht es Ihnen, ein hohes Maß an Skalierbarkeit zu erhalten, wodurch der NAND-Flash-Anführer im Speichern des Speichers zunimmt. Aufgrund der Tatsache, dass das Tunneln von Elektronen über den gesamten Bereich des Zellkanals durchgeführt wird, ist die Intensität der Ladungserfassung pro Flächeneinheit in NAND-Flash niedriger als in anderen Flash-Speichertechnologien, dadurch, dass Es hat eine höhere Anzahl von Programmier- / Löschzyklen. Die Programmierung und das Lesen sind mit den Sektoren oder Page, 512 Bytes-Blöcken erfüllt, um die gemeinsame Größe des Disc-Laufwerkssektors zu emulieren.

Die Hauptunterschiede in den Flash-Speicherparametern, die von verschiedenen Technologien hergestellt wurden, sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1. Vergleichsmerkmale Speichermodule basierend auf NAND und NOR-Zellen

Der führende Anführer der Produktion von NAND-Flash-Chip ist HYNIX. Es erzeugt mehrere Sorten von Speicherchips, die sich in den folgenden Schlüsselparametern unterscheiden:

• kapazität (256 MBit / s, 512 Mbps und 1 Gbit);
• busbreite, 8 oder 16 Bits (X8, X16);
• versorgungsspannung: von 2,7 bis 3,6 V (3.3 bis Geräte) oder 1,7 bis 1,95 V (1,8 bis Geräte);
• seitengröße: in x8-Geräten (512 + 16 Ersatz) Bytes, in 16x - (256 + 8 ersatz) Wörter;
• blockgröße: In X8-Geräten (16 K + 512-Ersatz-) Bytes, in 16x - (8 bis + 256 Ersatz) Wörter;
• zugriffszeit: Direkter Zugang 12 μs, sequentiell 50 ns;
• page 200 ISS-Seitenprogrammierzeit;

Alle NAND-Flash-Mikroschaltkreise aus Hynix sind durch eine typische Löschzeit des 2-MS-Blocks gekennzeichnet, haben Hardwarendatenschutz während der Leistungsübergänge und ermöglichen 100.000 Aufzeichnungs- / Löschzyklen. Die garantierte Datenschutzzeit beträgt 10 Jahre. Ein wichtiges Merkmal des HyNix-Speichers-Mikroschirmens ist ihre fortschrittliche Kompatibilität unabhängig vom Tank. Auf diese Weise können Sie die Verbrauchereigenschaften des Endprodukts sehr leicht verbessern. Tabelle 2 zeigt die grundlegenden Parameter aller NAND-Flash-Mikrokreise der Firma HYNIX.

Tabelle 2. Vergleichsliste von HYNIX NAND-Flash-Chip

* - Temperaturbereiche
C. - Gewerbliche Betriebstemperaturbereich 0 ... + 70 ° C
E. - Erweiterter Betriebsbereich von Betriebstemperaturen -25 ... + 85 ° C
ICH. - Industrieller Betriebstemperaturbereich -40 ... + 85 ° C

Weitere detailliertere Merkmale des HyNix-Speichers Mikroschaltkräumen können im Beispiel der Kristalle der HY27XX-Serie (08/16) 1G1M betrachtet werden. Fig. 3 zeigt die interne Struktur und den Zweck der Schlussfolgerungen dieser Geräte. Adresszeilen werden mit Datenein- / Ausgangsleitungen an einem 8- oder 16-Bit-Eingangs- / Ausgabebus gemultiplext. Eine solche Schnittstelle verringert die Anzahl der verwendeten Schlussfolgerungen und ermöglicht den Übergang mit größeren Kapazitätsspannen unverändert pCB. Jede Einheit kann 100.000 Mal programmiert und gelöscht werden. Um den Lebenszyklus zu erhöhen, werden NAND-Flash-Geräte dringend empfohlen, den Fehlerkorrekturcode (ECC) anzuwenden. Chips haben die Ausgabe "Read / Belecing" mit einem offenen Bestand, mit dem die Aktivität des pro Controllers (Programm / Löschen / Lesen) identifiziert werden kann. Da der Ausgang mit einem offenen Lager erfolgt, ist es möglich, mehrere solcher Ausgänge von verschiedenen Speicherchips mit einem "Pull-up-Widerstand mit dem positiven Ausgang der Stromquelle miteinander zu verbinden.

Abb.3 Innenorganisation NAND-Flash-Mikroschaltküge HYNIX

Für optimale Arbeiten mit defekten Blöcken ist der Befehl "Copy Back" verfügbar. Wenn sich die Programmierung einer beliebigen Seite als nicht erfolgreich erwiesen hat, können die Daten auf diesem Befehl in eine andere Seite geschrieben werden, ohne sie erneut zu senden.

Microcircuits von HyNix-Speicher sind in den folgenden Gehäusen erhältlich:

• 48-TsOP1 (12x20x1,2 mm) - Abb.4;
• 48-WSOP1 (12x12x0,7 mm)
• 63-FBGA (8.5x15x1.2 mm, 6x8-Array von Kugelkontakten, 0,8 mm Schritt)

Abb.4 NAND-Flash-Hynix

Ein Array des NAND-Struktur-Speichers ist in Form von Blöcken organisiert, von denen jeder 32 Seiten enthält. Array-Abschnitt in zwei Bereiche: Haupt und Ersatz (Abb. 5). Der Hauptbereich des Arrays wird zum Speichern von Daten verwendet, während der Ersatzbereich in der Regel beim Speichern von Fehlerkorrekturcodes (ECC), Software-Flags und -kennungen von ungeeigten Blöcken (BAD BLOCK) des Hauptbereichs beteiligt ist. In X8-Geräten sind Seiten in der Hauptregion in jeweils 256 Bytes in zwei Hälften unterteilt, plus 16 Bytes des Ersatzbereichs. In X16-Geräten sind Seiten in den Hauptbereich von 256 Wörtern und einer freien Anzahl von 8 Wörtern unterteilt.

Abb. 5 Organisation des NAND-MEMORY

NAND-FLASH-Vorrichtung mit Seiten 528 Bytes / 264 Wörter können ungeeignete Blöcke enthalten, in denen ein oder mehrere inoperable Zellen sein können, deren Zuverlässigkeit nicht garantiert ist. Darüber hinaus können während des Betriebs des Produkts zusätzliche ungeeignete Blöcke auftreten. Informationen zu schlechten Blöcken werden vor dem Versand im Kristall aufgezeichnet. Die Arbeit mit solchen Blöcken erfolgt gemäß dem ausführlich beschriebenen Verfahren im Hynix-Memory-Mikroschirmenführung.

Bei der Arbeit mit Speicherchips werden drei Hauptschritte ausgeführt: Lesen (Abb. 6), Aufnahme (Abb. 7) und Löschung (Abb. 8).

Datenleseverfahren

Abb.6 Lesenvorgang Diagramm

Datenleseprozeduren aus dem NAND-Speicher können drei Typen sein: Randomlesung, Seitennesen und konsistent Linienlesen. Wenn Sie versehentlich gelesen haben, ist ein separater Befehl erforderlich, um einen Datenabschnitt zu erhalten.

Das Lesen der Seite wird nach dem Zugriff im zufälligen Lesemodus ausgeführt, in dem der Inhalt der Seite an den Seitenpuffer übertragen wird. Der Abschluss der Übertragungsinformationen hohes Niveau auf dem Ausgang "Read / beschäftigt". Die Daten können sequentiell gelesen werden (von der ausgewählten Spaltenadresse an der letzten Spalte) durch einen Signalimpuls zum Lese-Enable (RE).

Der sequenzielle Leitungs-Lesemodus ist aktiv, wenn ein niedriger Pegel am Eingang des Chip-Enable-Eingangs (CE) bleibt, und der Lesefreigabeeingang wird nach dem Lesen der letzten Seitenspalte eingeben. In diesem Fall wird die folgende Seite automatisch in den Puffer der Seiten geladen, und der Lesevorgang wird fortgesetzt. Der Betrieb eines seriellen Leitungslesung kann nur innerhalb des Blocks verwendet werden. Wenn sich der Block ändert, muss ein neuer Leser ausgeführt werden.

Datenaufzeichnungsverfahren

Abb.7 Aufnahme-Verfahrensdiagramm

Der Standard-Datenaufzeichnungsverfahren ist ein Postpone. Der Hauptbereich des Speicherarrays ist von Seiten programmiert, es ist jedoch zulässig, einen Teil der Seite mit der erforderlichen Menge an Bytes (von 1 bis 528) oder von Wörtern (von 1 bis 264) zu programmieren. Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender Teile von Teilen derselben Seite ist nicht mehr als eins in der Hauptregion und nicht mehr als zwei im Backupbereich. Nachdem Sie diese Werte überschritten haben, müssen Sie den Befehl zum Löschen des Löschgeräts vor einem nachfolgenden Programmiervorgang dieser Seite ausfüllen. Jeder Programmiervorgang besteht aus fünf Schritten:

1. Ein Zyklus auf dem Bus ist erforderlich, um den Befehl Seitenaufzeichnungsbefehl zu konfigurieren.
2. Zur Übertragung der Adresse sind vier Buszyklen erforderlich.
3. Ausgabe von Daten im Bus (bis zu 528 Byte / 264 Wörter) und Download in den Puffer der Seiten.
4. Ein Zyklus auf dem Bus ist erforderlich, um einen Bestätigungsbefehl auszustellen, um den Pro-Controller zu starten.
5. Ausführung des je Controller-Datensatzes in einem Array.

Block löschen

Abb. 8 Diagrammlöschvorgang

Der Löschvorgang wird gleichzeitig ein Block durchgeführt. Infolge ihrer Arbeit sind alle Bits in dem angegebenen Block in "1" installiert. Alle vorherigen Daten werden nicht verloren gehen. Der Löschvorgang besteht aus drei Schritten (Abb. 8):

1. Ein Buszyklus ist erforderlich, um die Löschung des Blocks einzustellen.
2. Um die Blockadresse anzugeben, sind nur drei Buszyklen erforderlich. Der erste Zyklus (A0-A7) ist nicht erforderlich, da nur die Adressen mit A14 auf A26 korrekt sind (leitende Adressen), A9-A13 wird ignoriert.
3. Es ist ein Buszyklus erforderlich, um einen Bestätigungsbefehl zum Starten des pro Controllers auszustellen.

Neben dem HYNIX-NAND-MEMORY-Chip wird von mehreren mehr Herstellern hergestellt, darunter Samsung eine sehr große Nomenklatur und einen Verkauf von Produkten. Es erzeugt zwei Grundregeln von NAND-Flash- und einem NAND-Speicher-Chips. Die ein NAND ™ -Familien-Speichermodule sind ein einzelner Speicherkristall mit einer Standard-Nor-Flash-Schnittstelle, basierend auf dem Anschluss von NAND-Flash-Zellen.

Das von Samsung hergestellte Produktsortiment ist am schlimmsten als das von Hynix. Die Module werden mit einer Kapazität von 4 Mbps bis 8 Gbit / s, die in den kommerziellen und industriellen Temperaturbereichen tätig sind, dargestellt. Verfügbar auf 8- und 16-Bit-Modifikationen für verschiedene Versorgungsspannungsbereiche: 1.65 ... 1,95 V oder 2.7 ... 3,6 V. Die von Samsung hergestellten Produkte haben Hardwaredatenschutzfunktionen entwickelt: Aufzeichnungsschutz für Bootram, Schutzmodus für den Schutz Array und zufällige Aufnahme beim Ein- und Ausschalten.

Der Rest des HyNix-Speichers Mikroschirmen- und Samsungs-NAND-Flash-Produkte sind nahezu identisch. In dieser Situation ist das Produkt für den Verbraucher bevorzugt, ist die Herstellung dieses Herstellers, deren Marktwert am besten geeignet ist.

Hohe Geschwindigkeit beim Lesen aufeinanderfolgender Datenströme vorbestimmt einen breiten Anwendungsbereich von NAND-Flash-Anwendbarkeit. Ein sehr beliebtem und vielversprechender Markt für die Erinnerung an diesen Typ ist der Markt von Solid-State-Laufwerken für den USB-Bus. Tabelle 3 spiegelt die Fähigkeiten der aktuell produzierten NAND-Flash-Chips in Bezug auf diesen Bereich wider. Darüber hinaus ist es am Vorteil, einen solchen Speicher in MP3-Playern, Digitalkameras, Computer - Handhelds und in einer anderen ähnlichen Ausrüstung zu verwenden.

Tabelle 3. Vor- und Nachteile der Verwendung von NAND-Blitz in Solid-State-Laufwerken