NANDフラッシュメモリ：構造と操作の機能 フラッシュメモリー。 ソリッドステートドライブ。 フラッシュメモリの種類 メモリカード

フラッシュメモリは、コンテンツを電気的方法によって再プログラムまたは削除することができるコンピュータ用の耐久性のあるメモリの一種です。 電気的に消去可能なプログラム可能なプログラム可能な読み取り可能な読み取り専用メモリアクションは、INのブロックで実行できます。 別の場所。 フラッシュメモリはEEPROMよりはるかに小さいので、それは支配的な技術になりました。 特に持続可能なデータと長期的なデータが必要な状況で。 その使用はさまざまな場合に許可されています。デジタルオーディオプレーヤー、写真、ビデオカメラ、 携帯電話 メモリカードに特別なAndroidアプリケーションがあるスマートフォン。 さらに、それは伝統的に情報を節約するために伝統的に使用されているUSBフラッシュドライブで使用されます。 彼女はゲーマーの世界で特定の名声を受け取りました。そこでは、ゲームの進捗状況に関するデータを保存するための約束をしばしば含んでいます。

概要

フラッシュメモリは、電力を使用せずに長時間のボード上の情報を長期間保持できるタイプです。 また、注意できます 最高スピード データへのアクセス、およびハードドライブと比較して速度ショックに対する耐性を向上させるだけでなく、データへのアクセス。 電池や電池を給紙する装置のタブレットになったというこの特徴のおかげです。 フラッシュメモリがソリッドカードに圧縮されると、標準的な物理的な方法を破壊することはほとんど不可能であるため、沸騰水と高圧に耐えることができるというもう1つです。

低レベルデータアクセス

フラッシュメモリ内のデータにアクセスする方法は、従来の種に使用されるものとは非常に異なります。 ローレベルのアクセスはドライバによって実行されます。 通常のRAMは直ちに情報の読み取りとその記録の呼び出しに応答し、そのような操作の結果を返すと、フラッシュメモリ装置は反射に時間がかかるようなものである。

運用の装置と原理

現時点では、フラッシュメモリは一般的であり、これは「フローティング」シャッタを有する一枚のウィンドウ要素に作成される。 これにより、動的RAMと比較してより大きな記憶密度を提供することができ、一対のトランジスタと凝縮素子とを必要とする。 現時点では、市場は、大手メーカーによって開発されたこの種のメディアの基本要素の構築のためのさまざまな技術で充実しています。 それはそれらのレイヤー数、情報を記録および消去する方法、ならびにタイトルに通常示される構造の組織化を特徴としています。

現在、最も一般的な一対のチップタイプがあります：NORとNAND。 どちらの両方において、蓄電トランジスタの接続はそれぞれ並列かつ一貫してそれぞれ排出されている。 最初のタイプでは、セルのサイズが非常に大きく、既に任意のアクセスが可能です。これにより、メモリから直接プログラムが可能です。 2つ目は、大容量のデバイスを構築する必要がある場合にはるかに便利な迅速なセルサイズ、迅速な一貫したアクセスによって特徴付けられます。

ほとんどの携帯機器では、ソリッドステートドライブはノーメモリタイプを使用します。 ただし、USBインターフェイスデバイスでもっと人気があります。 NAND型メモリを使用します。 徐々に、彼女は最初のものを変えます。

主な問題 - 分配

シリアルプロダクションフラッシュドライブの最初のサンプルは、ユーザーを高速で喜ばせませんでした。 ただし、書き込み速度と読み取り速度は、フルレングスのムービーを表示するか、コンピュータオペレーティングシステム上で実行できるようなレベルにあります。 多くの製造業者がすでにハードドライブがフラッシュメモリに置き換えられているマシンを示しています。 しかし、この技術は既存の磁気ディスクを置き換える障害となる非常に重要な欠点を持っています。 フラッシュメモリデバイスの機能により、それは消去および書き込み情報を制限された数のサイクルを生成することを可能にします。 このタイプのキャリアをPC上のソリッドステートドライブとして使用すると、重要な状況が非常に迅速になります。

これは、そのようなドライブが「フローティング」シャッタを維持するためにフィールドトランジスタの特性上に構築されているという事実が、トランジスタ内の存在または存在が二元記録および消去において論理ユニットまたはゼロと見なされるかまたは存在する。誘電体の参加を伴うFowler-Nordhaimaによるトンネル電子によるNANDメモリ内のデータ。 これには、最小サイズのセルを作ることができない必要はありません。 しかし、 このプロセス この場合の電流は電子をシャッターに貫通し、誘電体バリアを克服するため、セルにつながる。 しかしながら、そのような記憶の保証期間は10年である。 チップの磨耗は情報の読み取りのためではなく、読み取りと記録のための操作により、読み取りがセルの構造を変更する必要がないが、電流を通過するだけなので、消去および記録のための動作が生じる。

当然のことながら、メモリー製造業者は固体駆動装置の耐用年数を増大させる方向に積極的な作業をリードします このタイプ：それらは、アレイの細胞上の記録/消去プロセスの均一性を確実にするために固定されているので、他のものよりも着用しなくなる。 均一な負荷分散のために、ソフトウェアパスが主に使用されています。 例えば、「摩耗等化」の技術は、このような現象を排除するために使用される。 同時に、録音が異なるため、頻繁に変更されるデータがフラッシュメモリのアドレス空間に移動されます。 物理アドレス。 各コントローラは独自のアライメントアルゴリズムを備えているので、実装の詳細は開示されていないので、特定のモデルの有効性を比較することは非常に困難である。 毎年フラッシュドライブのボリュームがますます多くなっているため、デバイスの機能の安定性を確保できるような効率的な作業アルゴリズムを適用する必要があります。

問題の解消

指定されたフェンバルと戦うための非常に効果的な方法の1つは、負荷の均一性が保証され、誤り訂正が保証され、誤り訂正が集中的な物理的ブロックの代わりに特別な論理転送アルゴリズムによって提供されます。フラッシュドライブを操作します。 そして情報の損失を防ぐために、失敗したセルはブロックされるか、バックアップに置き換えられます。 このようなソフトウェア分布は、負荷の均一性を確保することを可能にし、ただし、3~5倍のサイクル数を増加させることができ、これは十分ではない。

そして他の種類の類似ドライブは、テーブルがそれらのサービスエリアに入力されるという事実によって特徴付けられます ファイルシステム。 それは、例えば誤ったシャットダウンまたは電気エネルギー供給の停止を伴って、論理レベルで読み取るのを防ぎます。 そして、交換可能な機器を使用するとき、システムはキャッシングを提供しないので、頻繁な書き換えはファイルの配置とカタログの参照のテーブルに最も有害な影響を及ぼします。 そしてさえも 特別プログラム メモリカードの場合、この状況では役立ちません。 たとえば、1つのハンドルで、ユーザーは千のファイルを書き直しました。 そして、それは彼らが配置されている場所に1回の適用されたブロックだけです。 しかし、サービスエリアは、任意のファイルの更新のそれぞれ、すなわち配置テーブルはこの手順を千回渡した。 示された理由で、まず第一に、これらのデータによって占有されているブロックは失敗します。 「摩耗イコライゼーション」の技術はそのようなブロックと連携していますが、その有効性は非常に限られています。 そして、あなたが使用するコンピュータが何であるかは関係ありませんが、それが作成者によって提供されたときにフラッシュドライブは正確に失敗します。

そのような装置を備えたそのような装置の容量の増加は、セルがそれほど少なくなることが少ないので、分散のために少なく、電圧が必要とされているので、そのような装置を有する装置の容量の増加が低下したことだけであることは、 「フローティングシャッター」を歪める酸化物仕切り。 そして、使用される装置の容量が増加すると、それらの信頼性の問題がより強力に悪化し始め、クラスのメモリカードが多くの要因に依存するように状況が発展します。 そのような決定の信頼性は、その技術的特徴、ならびに現在確立されている市場の状況によって決定されます。 厳しい競争のために、製造業者は任意の手段による製造コストを削減することを余儀なくされています。 設計の簡素化のため、より安いセットからの部品の使用は製造および他の方法の制御を弱めた。 たとえば、Samsungメモリカードは、既知のアナログよりも多く費用がかかりますが、その信頼性ははるかに少ない質問が発生します。 しかし、問題が完全にないことについて話すことも困難であり、完全に未知の製造業者の装置からのより不明な生産者を期待することは困難です。

開発展望

明らかな利点がある場合、その応用のさらなる拡大を妨げるSDメモリカードによって特徴付けられるいくつかの欠点がある。 そのため、このフィールドの代替ソリューションの常に検索がある理由です。 もちろん、まず最初に既存の種類のフラッシュメモリを改善しようとします。これは、既存の製造プロセスのいくつかの根本的な変更につながりません。 したがって、あなたは1つのことだけを疑うべきではありません：これらの種類のドライブの製造に従事する企業は、伝統的な技術を改善し続けることによって他のタイプに切り替える前にすべての可能性をすべて使用しようとします。 たとえば、ソニーメモリカードは現在、広範囲のボリュームで製造されているため、積極的にはんだ付けされ続けると仮定されます。

しかしながら、今日の産業実装のしきい値については、代替データ記憶技術の全範囲があり、そのうちのいくつかは、良好な市場の状況の発生に直ちに実施することができる。

強誘電体RAM（FRAM）

不揮発性メモリの電位を構築するために、情報の強誘電体蓄積原理（強誘電体RAM、FRAM）の技術が提案されている。 基本構成要素の全ての修正を用いて読み取りのプロセスにおいてデータを上書きすることからなる既存の技術の動作のメカニズムは、装置の高速電位の特定の封じ込めをもたらすと考えられる。 そしてFRAMは、操作中の単純さ、高い信頼性および速度を特徴とするメモリである。 これらのプロパティは現在、現在存在しているDRAM - 不揮発性RAMに特徴的です。 しかし、ここではそのような技術の利点の中で特徴的なデータの長期保存の可能性にも追加されています、あなたはに抵抗を割り当てることができます 他の種類 放射能の増加または宇宙研究の条件で働くために使用される特別な装置で要求されるかもしれない放射線を浸透させる。 ここでの記憶機構は、強誘電効果を用いて実施される。 材料が外部電場の不在下で偏光を維持することができることを意味します。 各FRAMメモリセルは、キャパシタを構成する一対の扁平金属電極間の結晶の形で強誘電体材料から超高温膜を配置することによって形成される。 この場合のデータは結晶構造内に格納される。 そしてこれは電荷漏れの影響を防ぎ、情報の損失を引き起こす。 FRAMメモリ内のデータは、電源電圧が切断されても保存されます。

磁性RAM（MRAM）

今日が非常に有望であると考えられる別の種類のメモリは、MRAMです。 それはかなり高い高速インジケータと不揮発性によって特徴付けられます。 この場合、シリコン基板上に薄い磁性膜を載置する。 MRAMは静的メモリです。 定期的な上書きを必要とせず、電源がオフになっていると情報は失われません。 現時点では、ほとんどのスペシャリストは、既存のプロトタイプがかなり高速インジケータを示しているため、このタイプのメモリを次の世代のテクノロジと呼ぶことができると収束します。 そのような解決策の他の利点は、チップの低コストである。 フラッシュメモリは特殊なCMOSプロセスに従って製造されています。 そしてMRAMマイクロ回路は、標準的な技術的プロセスに従って製造することができる。 さらに、材料は従来の磁気媒体に使用されるものとして役立ち得る。 同様のチップの大規模なバッチを作ることは他のみんなよりずっと安いです。 MRAMメモリの重要な性質は、即時包含の可能性です。 そしてこれはモバイル機器にとって特に価値があります。 結局のところ、このタイプでは、セル値は、従来のフラッシュメモリのように電気的な電荷によって決まります。

Ovonic Unified Memory（OUM）

多くの企業が積極的に機能する別のタイプのメモリは、非晶質半導体をベースとしたソリッドステートドライブです。 それは普通のディスク上での記録の原理と同様の位相遷移技術に基づいています。 ここでは、電界内の物質の位相状態が結晶質から非晶質に変化している。 そしてこの変化は電圧がない場合に保存されます。 伝統的なものから 光ディスク そのような装置は、加熱が行動によるものであるという事実によって区別される。 電流レーザーではありません。 この場合の読み取りは、駆動センサによって知覚される様々な状態の物質の反射能力の差のために行われる。 理論的には、この解決策は高いデータ記憶密度および最大信頼性、ならびに増加した速度を有する。 高値は、コンピュータが使用される上書きサイクルの最大数です。この場合のフラッシュドライブは数桁遅れます。

カルコゲナイドRAM（CRAM）と相変化メモリ（PRAM）

この技術は、相転移に基づいていて、一方の段階では、キャリアに使用される物質が非導電性非晶質材料として作用し、第2には結晶導体として機能する。 ある状態から別の状態への記憶セルの\u200b\u200b遷移は、電場および加熱を犠牲にして行われる。 そのようなチップは、電離放射線に対する抵抗性によって特徴付けられる。

情報 - 多層インプリントカード（情報雲母）

このような技術に基づいて構築された装置の動作は、薄膜ホログラフィの原理について行われる。 情報は以下のように書かれている。まず、CGH技術を用いてホログラムに送信された二次元画像を形成する。 データの読み取りは、光導波路として機能する記録層のうちの1つの端部へのレーザビームの固定によって行われる。 光は軸に沿って広がっており、これは層平面と平行に配置され、前に記録された情報に対応する出力で画像を形成する。 初期データは、逆符号化アルゴリズムのためにいつでも取得することができる。

このタイプのメモリは、高い記録密度、小さい消費電力、ならびにキャリアの低コスト、環境安全性、および不正使用から保護されているという事実のために、半導体と比較的異なります。 しかし、このようなメモリカードのような上書き情報は許可されていないため、長期ストレージとしてのみ役立ち、紙キャリアを置き換えること、または光ディスクに代わるものはマルチメディアコンテンツを配布することができます。

現代の男性は携帯になるのが好きで、彼とさまざまなハイテクガジェットを持っています（eng。ガジェット - デバイス）、人生を促進するが隠すのは何をもっと豊かで興味深くします。 そして彼らはわずか10~15歳で現れました！ ミニチュア、ライト、快適、デジタル...これらすべてでは、新しいマイクロプロセッサ技術のおかげで達成されたガジェットが達成されましたが、それでも今日話します。 それでフラッシュメモリ。

メモリタイプに関するフラッシュ名が「フラッシュ」として翻訳されていることは意見です。 実際、これは本当ではありません。 彼の外見のバージョンの1つは、1989年から90年に初めて、彼の新しいチップを記述するときに「早く、瞬間」という文脈で言葉の言葉を使いました。 一般に、発明者は、1988年にフラッシュメモリをNORアーキテクチャと提出したIntelであると考えられています。 1年後、東芝はNANDアーキテクチャを開発しました。これは、今日も同じ、フラッシュチップでも使用されています。 実際には、これらは、同じような製造技術の中にある2つの異なる種類のメモリであると言えます。 この記事では、彼らの装置、仕事の原則、そして様々な実用的な使用オプションを考慮しようとします。

NOR。

それを使用すると、入力電圧は出力に変換され、対応する "0"と "1"。 メモリセル内のデータを読み書きするために様々な電圧が使用されるので、それらは必要である。 細胞図を下図に示す。

ほとんどのフラッシュチップの特性であり、2つの絶縁されたシャッターを持つトランジスタです。制御（制御）とフローティング（フローティング）。 後者の重要な特徴は、電子、すなわち電荷を維持する能力である。 セルにもいわゆる「在庫」と「ソース」があります。 それらの間のプログラミング下では、コントロールゲート上の正のフィールドの影響のために、チャネルが生成されます - 電子フロー。 より大きなエネルギーが存在することによる電子のいくつかは、絶縁体の層を克服し、フローティングシャッターに落ちる。 彼らは数年間保存することができます。 フローティングゲート上の電子量の一定範囲の電子（電荷）は論理ユニットに対応し、それはすべてゼロである。 読み取るとき、これらの状態はトランジスタのしきい値を測定することによって認識されます。 情報を消去するために、制御シャッタに高い負電圧が供給され、フローティングシャッタからの電子がソースに伝送（トンネリング）する。 様々な製造業者の技術において、この動作原理は、電流の流れとセルからの読み取りデータによって異なり得る。 1つの要素（トランジスタ）のみが1つの要素（トランジスタ）のみを描き、揮発性のメモリタイプでは、このためにいくつかのトランジスタとコンデンサが必要とされているという事実に注意を描きたい。 これにより、製造されたマイクロ回路のサイズを大幅に削減することができ、技術的プロセスを簡素化し、したがってコストを削減することができます。 しかし、1ビットは限界からはほど遠いです：IntelはすでにStrataFlashメモリをリリースし、その各セルは2ビットの情報を格納できます。 さらに、4、さらに9ビットセルからの試作サンプルがあります。 このメモリはマルチレベルセルテクノロジを使用します。 それらは従来の構造を有し、その差は、電荷がいくつかのレベルに分割され、その各々は一定のビットの組み合わせであることである。 理論的には4ビットを書くことができますが、実際にはノイズの除去と長期保存を伴う電子の徐々に電子が漏れるという問題がある。 一般に、セル用の既存のメモリチップ、情報の保存時間、測定年数、および読み書きサイクル数は100万から数百万の範囲です。 短所、特に、NORアーキテクチャのフラッシュメモリから、スケーラビリティが悪く注目に値する：トランジスタのサイズを小さくすることによってチップの面積を減らすことはできません。 この状況は、セルマトリックスを整理する方法と関連付けられています.NOR / NORアーキテクチャ、各トランジスタをまとめる必要があります。 これに関してはるかに良いことに、物事はNANDアーキテクチャのフラッシュメモリにあります。

NAND。

細胞の細胞の装置および原理はNORと同じである。 論理とは別に、まだ別の重要な違いがありますが、セルの配置とその接点のアーキテクチャがあります。 上記の場合とは異なり、トランジスタが配置されている行と列の交差点にはコンタクトマトリックスがあります。 ディスプレイのパッシブマトリックスに匹敵します:)（およびアクティブTFTではも）。 メモリの場合、そのような組織はやや良くなる - 細胞のサイズのためにマイクロ回路面積を大幅に減らすことができる。 短所（それらなしの場合）は、オーバーヘッド任意の操作における動作の速度と比較して低い。

DINOR（三菱）、スーパンランド（日立）などのような建築具もあり、これ以上の基本的な新たなことはありませんが、NANDの最良の特性だけを組み合わせています。

それでも、今日、そして今日のものであった方法でも、それでもNANDが同じ脚立で発行され、実質的に自分自身の間で競争していない。 それについて、さらに演説します...

あなたがメモリを必要とする場所...

あらゆる種類のフラッシュメモリの適用範囲は、主にその高速インジケータと情報記憶の信頼性に依存します。 ターゲットとメモリ容量を使用すると、個々のバイトや単語（2バイト）を操作できます。 NAND細胞は小さなブロックに分類されます（クラスターとの類似性によって ハードディスク）。 このことから、一貫した読み取りおよび記録速度の利点がNANDになることになる。 しかしながら、一方で、NANDは任意のアクセスを伴う演算を大幅に失い、情報のバイトを直接処理することはできません。 たとえば、1バイトに必要な変更を変更するには、次のようにします。

1. それがある情報のブロックを読んでください
2. バッファ内では、希望のバイトを変更します
3. 変更されたバイトバックでブロックを書き込む

リストされた操作の実行の時間がブロックサンプルとアクセスに遅延を追加する場合、私たちはNORの非競争の指標を受け取ります（PAWITレコードの場合は注意してください）。 他のことはシリアル記録/読み取り値です - ここではNANDは、逆に、著しく高い速度の特性を示しています。 したがって、チップのサイズを大きくすることなくメモリ量を増やす可能性があると同時に、NAND-FLASHは、大量の情報をキーパーとして、その転送のために使用することを発見しました。 このタイプのメモリに基づく最も一般的なデバイスは、フレンチックカードとメモリカードです。 NOR FLASHは、そのような組織を持つチップがプログラムコードキーパー（BIOS、RAMポケットコンピュータ、携帯電話など）として使用され、一体型のソリューション（RAM、ROM、およびプロセッサの1つのミニにプロセッサの形式）として使用されます。ボード、さらには1つのチップでも）。 そのような使用の例は、Gumstixプロジェクトです：咀嚼プレートを持つ単一ボードコンピュータサイズです。 そのような場合に必要なようなケース、情報記憶の信頼性のレベル、そしてそれを扱うためのより柔軟な機会を提供するそのようなケースはノルチップです。 NOR-FLASHの体積は通常メガバイト単位で測定され、数十二値を回転させます。

そしてフラッシュがあるでしょう...

もちろん、フラッシュは有望な技術です。 ただし、生産量の高い成長率にもかかわらず、データ記憶装置は、デスクトップシステムやラップトップ用のハードディスクと競合するためのかなり適しています。 基本的に、フラッシュメモリの優位性の範囲はモバイルデバイスに限られています。 あなたが理解しているように、このセグメント 情報技術 それほど小さくない。 さらに、製造業者の言葉では、フラッシュの拡大は止まりません。 だから、この分野では基本的な開発動向が起こります。

まず、既に上述したように、統合ソリューションには多くの注意が払われています。 さらに、1つのマイクロ回路内のすべての機能を実装する途中のGumstixのみの中間段階のようなプロジェクト。

これまでのところ、いわゆるオンチップ（シングルチップ）システムは、コントローラ、プロセッサ、SDRAM、または特別なソフトウェアを備えた1つのフラッシュメモリチップ内の組み合わせです。 例えば、永続ストレージマネージャ（PSM）と組み合わせたIntel StrataFlashは、データを格納してプログラムコードを実行するために、メモリ量を同時に使用することを可能にする。 PSMは基本的にWindows CE 2.1以降でサポートされているファイルシステムです。 これらすべては、コンポーネントの数を減らし、それらの機能と性能の増加を伴うモバイルデバイスの寸法を減らすことを目的としています。 Renesesass - 制御機能を内蔵したスーパーランドタイプのフラッシュメモリタイプは、関連性があり、関連性がありません。 この時点まで、それらはコントローラ内で別々に実装され、現在チップに直接統合されました。 これらは、不良セクタの制御、誤り訂正（ECC - 誤り訂正、正しい）、セルの磨耗の均一性（摩耗平準化）です。 特定のバリエーションでは、他のほとんどのブランドのファームウェア外部コントローラに存在しているので、簡単にそれらを検討しましょう。 ベッドセクターから始めましょう。 はい、フラッシュメモリでも見つかります。すでにコンベアから、非労働セルの最大2％の平均を持つチップが一般的です。これは通常の技術的率です。 しかし経時的に、それらの数は増加するかもしれません（これの環境は特に価値のない - 電磁気的、物理的（振盪など）の影響は怖いものではありません）。 したがって、 ハードディスクフラッシュメモリはバックアップボリュームを提供します。 不良セクタが表示された場合、制御機能は、バックアップ領域からセクタアドレスのファイル投稿テーブル内のアドレスを置き換えます。

実際には、不良の識別はECCアルゴリズムに従事しています - 記録された情報と実際の記録された記録を比較します。 また、セルのリソースが限られているため（それぞれについて数百万の読み取り/書き込みサイクル）、摩耗の均一性を考慮する機能を持つことが重要です。 私はそのような珍しいことを与えますが、遭遇する：32 MBのキーチェーン。そのうち30 MBは忙しい、そして何かが絶えず記録され削除されます。 いくつかのセルがアイドル状態であることがわかりますが、他のものはそれらのリソースを集中的に排気します。 これが企業機器ではなく、空き容量は条件付きで地域に分割され、それぞれの録画操作数を監視します。

「オールインワン」クラスのさらに複雑な構成は、例えばIntel、Samsung、日立、日立などのような企業によって広く表現されています。それらの製品は、マイクロ回路単独で実装されている多機能デバイスです（それは標準です。プロセッサ、フラッシュメモリ、SDRAM）。 それらは、最小サイズと低消費電力で高性能が重要であるモバイルデバイスに適用されます。 これらには、PDA、スマートフォン、3Gネットワ\u200b\u200bーク用の電話機が含まれます。 このような開発の一例を挙げて、ARMプロセッサ（203 MHz）、256 MBのNANDメモリ、256 SDRAMを組み合わせたSamsungチップの例を示します。 これは、Distributed OS：Windows CE、Palm OS、Symbian、Linux、USBサポートと互換性があります。 したがって、その基準では、ビデオ、サウンド、音声、およびその他のリソース集約型アプリケーションを使用することができる低消費電力で多機能モバイル機器を作成することが可能である。

フラッシュを改善するもう一つの方向は、メモリの量と速度を同時に増加させて消費電力やサイズを低減することです。 もっと大きな程度まで、開発ではNORアーキテクチャとのチップに関するものです。 モバイルコンピュータ無線ネットワークでのサポート作業は、小型で小さな消費電力のおかげで、プログラムコードを記憶して実行するための普遍的なソリューションとなる。 すぐに、同じReneseasの512 Mbpsもチップスは大量生産で発売されます。 電源電圧は3.3 Vになります（あなたに情報を記憶することができ、電流供給のない情報を保存することができます）、記録操作の速度は4 Mb / sです。 同時に、Intelは既にその開発ストラタファラッシュワイヤレスメモリシステムを提示します（LV18 / LV30） - ユニバーサルシステム フラッシュメモリ 無線技術。 そのメモリの音量は1 Gbpsに達し、動作電圧は1.8 Vです。チップの製造技術は0.13nm、0.09 nmの技術プロセスに移行します。 この会社の革新の中で、ノーメモリとのバッチの仕事モードの組織に注目する価値があります。 1バイトではなく情報を読み取ることができますが、ブロック - 16バイト：66 MHzデータバスを使用して、プロセッサとの情報交換率は92 Mbpsに達します。

さて、あなたが見ることができるように、技術は急速に発展しています。 記事が何も新しいものに現れるまでに可能です。 だから、何かが何であれば - 承認しないでください:)私は材料があなたに面白かったことを願っています。

最近のSSDでは、3種類のメモリチップが最も一般的です.SLC、MLC、TLC。

SLC - シングルレベルセルは1つのレベルのセルです。 高性能、低電力消費、最高の記録速度、数量があります。 この種のメモリは通常、それらに基づくコストが大きいため、高レベルのサーバーで使用されます。

MLC - マルチレベルセル - 複数レベルのセル。 SLCと比較して、それは小さいコストを有していますが、耐久性が少なくなります。 商業プラットフォームと作業プラットフォームのための良い解決策です - 良い割合 価格/スピード。

EMLC - エンタープライズマルチレベルセルは、通常のMLCの構造と同様のセルですが、ソフトウェアリソースが増加します。 EMLCの信頼性はSLCとMLCの間にありますが、価格は後者のそれよりはるかに高いです。 一般的なアプリケーション - ワークステーションと中間クラスサーバー。

TLC - 3つのレベルのセルの3つのレベルのセル。 それはより大きな密度、しかしそれほど耐久性、遅い読み取りおよび書き込み速度が低く、SLCとMLCと比較して減速します。 今日まで、TLCメモリは主にフラッシュドライブ（Flash Drives）に使用されますが、製造技術の改善により、標準SSDで使用することが可能になりました。

上記の種類のメモリセルはすべて、平面タイプ、すなわち2Dに属する。 それらの不利な点は、個々のチップごとに密度を増加させることであり、技術的なプロセスを減らし、そして多くの物理的な制限のために必要とされることが必要であるということである。 これを克服するために、3Dメモリセルが開発されました。 そのような細胞は円柱である。

したがって、1つのマイクロ回路層上に多数のメモリセルを配置することが可能である。 そのような細胞は3D V-NANDおよび3D TLCと呼ばれる。 容器および信頼性に関しては、TLCセルに対応する。

メモリの種類に応じて、セル状態の数
物理的には、3種類のメモリ技術はすべて同一のトランジスタで構成されていますが、唯一の違いは自分自身を異なる量の料金に保つことです。 3つの作業すべては同じです。セル電圧が現れると、セルは「オフ」状態から「包括的」状態に渡します。 SLCは2つの別々の電圧値を使用して、セルの1ビットと2つの論理レベル（0と1）を表す。 MLCは、4つの論理状態（00,01,10,11,11）または2ビットの提示に4つの別々の電圧値を使用する。 TLCは、8つの論理状態（000,001,010,011,100,101,110,111）または3ビットの情報の表示に8つの別々の電圧値を使用します。

SLCでは2つの電圧値しか使用されないため、それらは互いにより異なります。電流セルの状態を誤って解釈し、標準の誤り訂正条件を使用できるようにする可能性があります。 TLC NANDを使用すると、読み取りエラーの確率が増加するため、TLCは1つとは対照的に、TLCが3ビットの情報を修正する必要があるため、NANDリソースが枯渇したときに、ECC（誤り訂正符号 - 誤り訂正符号）を必要とします。 SLCと2つのMLCの場合。

NANDとNOR：彼らが何であるか、そして彼らが食べるもの

私は、多くの、フラッシュメモリについてのニュースで読んで、タイプもNANDのいくつかの奇妙な略語に遭遇しました。 同時に値を解読することで、原則としては与えられず、あなたにあれば説明を見つけることはほとんどできませんでした。 この質問で少なくともいくつかの明快さをしようとしましょう。

そのため、略語もNANDとNANDは、この単位のフラッシュメモリで使用されている論理要素の種類を表します。 また、論理要素または非NOT（ではなく、NAND - およびNO（NOT、AND）を表すこともない。 しかし、私はブール代数とデジタルロジックの基本を読みたくないので、それ以外には必要ないでしょう、私たちはこれらの技術の使用の結果だけに住みます。
フラッシュドライブの主な機能は情報を保存します。 したがって、第1の違い：NAND技術のために今日達する記録密度は、NORで達成されたものよりも優れており、その差は注文で測定されます。 そして、大量およびコンパクトさを記憶するための要件は、使用されるフラッシュメモリの技術を明確に決定するための要件。 ただし、これは唯一の基準ではありません。 それほど重要ではありませんが、記録されたプログラムコードをメモリ内で実行する能力、すなわち いわゆるXIP能力（XIP - in Plany）。 そのような機会はノルテクノロジーと共に存在し、NANDには欠けています。 これにより、NAND技術を用いて生成されたメモリの主な目的は、データを記憶することであり、実行可能プログラムコードの、およびより少ない範囲で、データ（手頃な価格だけではないことによるものである）によることがわかる。小容量 - 少し後で私たちはこれに戻ります）。

フラッシュデバイスはブロックと呼ばれる部分に分割されています。 これは、いくつかの物理的な制限と価格の考慮事項を克服するために行われなければなりません。 任意のデバイスフラッシュ定義ブロックへの録音このユニットが空の場合、またはクリーニングされている場合にのみ行うことができます。 ほとんどの場合、書き込み操作の前に消去動作が必要であることがわかります。 また、NANDデバイスでは、ブロックの消去を直ちに生成することができ、次にブロックのすべてのバイトをゼロにプリインストールする必要がある。 また、NORデバイスのブロックサイズの典型的な値は64または128 KB（NANDの8~32 KB）であり、これは、フラッシュの速度を組み合わせて、消去記録が記録されるという事実につながるとする必要がある。操作には数秒かかる場合があります。 これは、データキャリアとしてNOR FLASHを印加するための抑止力です。 また、実行可能コードを保存するための使用は、パフォーマンスの面でスーツされている場合は可能です。要件は高くてはいけません。 時間消去 メモリNAND。 それはミリ秒単位で測定され、一次があります。 また、外部条件の有害な場合のブロックの小さいサイズは、最小データの損失を保証します。 したがって、この段落をまとめても：読み取り操作もNANDよりも幾分速いです。 反対に、NANDのより速く、そしてかなり速く記録の記録の記録。 NANDユニットの小さいサイズのために、NANDユニットはより少ない数の消去（以下に見られるように、装置内でのその動作の寿命を延ばすことができる）を必要とし、それは約3桁の桁を保持する。ノークよりも速く。

NOR FLASHは任意のアクセスを備えたメモリデバイスです。 また、チップには、個々のバイトごとに対処して簡単にアクセスできるようにするインタフェースがあります。 NANDメモリ装置のI / Oインターフェースははるかに複雑であり、装置から装置へ、そして現像剤から現像剤への変化する。 同じ結論（多くの場合8）は、制御信号、アドレスおよびデータを送信するために使用される。 さらに、NAND-FLASHでは、通常512バイトで、アクセスはブロックによって行われます。 1回の処理の場合、512バイトが読み書きされます。 各ブロックへのアクセスは任意であるが、別々のバイトを参照することができないので、NAND型メモリは任意のアクセスメモリの意味ではない。 512バイトブロックからの各バイトの発行は、メモリバス上で順次実行されるので、順次アクセスについて話すことが適切である。 彼らは何をやる。 またはページ組織を使用したメモリについて。 今度は、プログラムの保存と実行に適していないのは明らかになり、NANDはデータストレージ用です。
診断されたNANDメモリセルは整理されていてもよい。また、それぞれより小さなサイズを有しており、これはそれぞれ記録密度の増加、エネルギー消費量および製造コストの低減をもたらす。

しかし、任意の技術は積極的なパーティーを持つことはできません。 この意味で、NANDも例外ではありません。 駆動装置の運転時には、全体としての読み取りと駆動の損傷のランダムな誤差が可能です。 フラッシュ型メモリデバイスの場合、エラーのない読み取り、不良ブロックの処理、および読み取り/書き込みサイクルの数についての話に関連しています。 ビットの誤った減算（ビットフリップと呼ばれる）は、NORよりもNANDメモリのより特徴的です。 ある誤ったビットからの害は、それが属するデータの種類によって決まります。 したがって、マルチメディアデータの場合、それは重要ではありませんが、同様のエラーです。 プログラムコード または重要なデータは非常に悲劇的な結果につながる可能性があります。 私が言ったように、ノーメモリの場合、この現象はそれほど特徴的ではなく、NAND技術上のメモリはエラーの検出と訂正にいくつかの追加のメカニズムを使用する必要があります。

NANDメモリ生産技術は不完全であり、最初はメモリには何らかの数回の非作動要素が含まれています。 NANDでは、記憶セルの\u200b\u200bグループがブロックに組み合わされているので、ブロック内の損傷セルは全体としてブロックの不動作性をもたらす、すなわち 悪いブロックがわかります。 したがって、ブロックのステータスを監視し、不良ページを含まないメモリを作るのははるかに簡単な作業者のみを使用する必要があります。そのような生産は非常に高価であることが判明しました（同様の状況はLCDパネルで一度にいました）。 ）。 明らかな理由から、この種の欠陥はNORの特徴的ではありません。

フラッシュマイクロ回路の作業リソースは、各個々のブロックの消去の最小および最大可能なサイクル数で表されます（そして、各ブロック記録が必然的にその予備消去を伴うことを既に知っている）。 メモリオンノルテクノロジーズの場合、それぞれNAND - 100.000および1.000.000サイクルのための10,000倍および10万サイクルです。 すべてが非常にシンプルで、コメントするものは何もありません。
ノルメモリの使用は、比較の単純さによって区別される。 追加のドライバを必要とせず、簡単にインストールして使用できます。 異なる製造業者が異なるインターフェースを使用するにつれて、C NANDはより複雑であり、それはあなたがドライバーを必要とする可能性が最も高いので、より複雑です。 しかし、NAND-MEMORYは多くの利点があるという事実にもかかわらず、昨日もそうではないと思いません。 今日もメモリーは、大量の力や重要ではない性能を必要としない多数のデバイスでの使用を検索します。 NANDは、使用のための複雑さが大規模なボリュームと性能によって正当化される分野で適用されます。

材料に基づく - フラッシュメーカー
M-Systems、Samsungなど

不揮発性フラッシュメモリの必要性は、モバイルアプリケーションの範囲内のコンピュータシステムの促進の程度に比例して増加する。 信頼性、小さなエネルギー消費、小型および重要な重量は、ディスクドライブと比較してフラッシュメモリに基づくメディアの明らかな利点です。 フラッシュメモリ内の情報単位を格納するコストの一定の減少を考慮して、その基礎のキャリアは、そのようなメモリを使用してモバイルプラットフォームおよび携帯機器のより多くの利点および機能を提供する。 様々なメモリタイプのうち、NANDセルフラッシュメモリは、大量の情報のために不揮発性記憶装置を構築するための最も適切な基礎である。

現在、フラッシュメモリの2つの基本構造を選択することができます。また、NORとNANDセルに基づくメモリ。 NOR構造（図1）は、並列対応素線情報記憶セルからなる。 そのようなセルの組織は、データおよびトレード情報レコードへの任意のアクセス権を提供する。 NAND構造体（図2）は、位相（16個のセルの1つのグループ）の順次結合の原理に基づいており、これはページに組み合わされ、ブロック内のページ。 このような構成アレイでは、個々の細胞への魅力は不可能です。 プログラミングは1ページ内でのみ同時に実行され、消去時には、グループをブロックまたはブロックするためにアピールが行われます。

図1の構造も	図2 NAND構造

その結果、NORとNANDメモリとの構造の構成の違いは、それらの特性に反映されている。 比較的大きなデータアレイを使用する場合は、NANDメモリ内の記録/消去プロセスは、メモリよりもかなり速いです。 互いに隣接する16個のNANDメモリセルは、接触ギャップなしで互いに連続して接続されているので、水晶上の細胞位置の高い領域が達成され、それによって同じ技術基準で大容量を得ることができる。 NANDフラッシュメモリプログラミングは電子トンネリングプロセスに基づいている。 また、プログラミングや消去のために使用されているので、メモリマイクロ回路の低消費電力が達成されます。 セルの組織の一貫した構造を使用すると、高度なスケーラビリティを得ることができます。これにより、NAND-Flashリーダーがメモリのレースになるようになります。 電子のトンネリングがセルチャネルの全域にわたって実行されるという事実のために、その結\u200b\u200b果として、NAND - フラッシュにおける単位面積当たりの電荷キャプチャの強度は他のフラッシュメモリ技術よりも低い。それはより多くのプログラミング/消去サイクルを有する。 プログラミングと読み取りは、ディスクドライブセクタの共通サイズをエミュレートするために、セクタまたはページ、512バイトブロックに満足しています。

さまざまな技術によるフラッシュメモリパラメータの主な違いを表1に示します。

表1。 比較特性 NANDとNORセルに基づくメモリモジュール

NAND - フラッシュチップの製造におけるリーディングリーダーはハイニックスです。 次のキーパラメータが異なるいくつかの種類のメモリチップを作成します。

• 容量（256 Mbps、512 Mbps、1 Gbit）。
• バス幅、8または16ビット（x8、x16）。
• 供給電圧：2.7から3.6 V（3.3から3.3デバイス）、または1.7から1.95 V（1.8個のデバイス）。
• ページサイズ：16倍（256 + 8スペア）の単語で、x8デバイス（512 + 16スペアスペア）バイト。
• ブロックサイズ：x8デバイス（16倍）バイト、16倍 - （8~ + 256スペア）ワード。
• アクセス時間：ランダムアクセス12μs、シーケンシャル50 ns。
• page 200 ISSページのプログラミング時間。

HynixからのすべてのNAND-Flashマイクロ回路は、2MSブロックの典型的な消去時間によって特徴付けられ、電力遷移中にハードウェアデータ保護を有し、10万の記録/消去サイクルを可能にします。 保証されたデータ保存時間は10年です。 ハイニックスメモリマイクロ回路の重要な特徴は、タンクに関係なく、それらの高度な互換性である。 これにより、最終製品の消費者特性を非常に簡単に向上させることができます。 表2は、Hynixの全NAND - フラッシュマイクロ回路の基本パラメータを示す。

表2. Hynix Nand-Flashチップの比較リスト

* - 温度範囲
C. - 商業用動作温度範囲0 ... + 70°C
e. - 高度な動作温度範囲-25 ... + 85°C
私。 - 工業用動作温度範囲-40 ... + 85°C

HY27XXシリーズ（08/16）1G1Mの結晶の例について、ハイニックスメモリマイクロ回路のより詳細な特徴を考えることができる。 図3は、これらのデバイスの結論の内部構造と目的を示しています。 アドレス線は、8または16ビットの入出力バス上のデータ入出力線と多重化されています。 そのようなインターフェースは、使用されている結論の数を減らし、そして変わらない大容量のチップに移行することを可能にする pCB.。 各ユニットはプログラムされ、10万回消去できます。 ライフサイクルを増やすには、NAND-Flashデバイスを誤り訂正符号（ECC）を適用することを強くお勧めします。 チップスはオープンストックを持つ「読み取り/忙しい」出力を持っています。これは、コントローラーごとのアクティビティを特定するために使用できます（プログラム/消去/読み取り）。 出力は開いた在庫で行われるので、1つの「プルアップ」抵抗を介して電源の正の出力に複数のメモリチップから複数のそのような出力を接続することが可能である。

図3内部組織NAND - フラッシュマイクロ回路ハイニックス

不良ブロックを使用した最適な作業のために、「コピーバック」コマンドが利用可能です。 ページのプログラミングが失敗したことが判明した場合、このコマンドのデータはそれらを送信せずに別のページに書き込むことができます。

Hynixメモリマイクロ回路は、次のハウジングで入手できます。

• 48-TSOP1（12×20×2.2 mm） - fig.4;
• 48-WSOP1（12×12×0.7 mm）
• 63-FBGA（8.5×15×2.2mm、6×8アレイのボールコンタクト、0.8 mmステップ）

図4 NAND - フラッシュハイニックス

NAND構造メモリのアレイはブロックの形で編成されており、その各々は32ページを含む。 アレイセクションは2つの領域にあります：メインとスペア（図5）。 アレイの主領域はデータを格納するために使用され、スペア領域は通常、メインエリアの誤り訂正符号（ECC）、ソフトウェアフラグ、および識別子（不良ブロック）の記憶に関与している。 x8デバイスでは、メイン領域のページは256バイトの256バイト、さらに16バイトのスペアエリアに分割されています。 X16デバイスでは、ページは256ワードのメイン領域と8ワードの予備量に分けられます。

イチジク。5 NAND記憶の構成

528バイト/ 264ワードを有するNAND - フラッシュ装置は、1つまたは複数の不動作セルが可能であり得る不適切なブロックを含み得るが、信頼性は保証されない。 さらに、製品の動作中に追加の不正なブロックが表示されることがあります。 不良ブロックに関する情報は、出荷前に水晶に記録されています。 そのようなブロックを使用した作業は、ハイニックスメモリマイクロ回路ガイドで詳細に説明されている手順に従って実行される。

メモリチップを扱う場合、3つの主なステップが実行されます。読み取り（図6）、記録（図7）および消去（図8）。

データ読み取り手順

図6手順図の読み取り

NANDメモリからのデータ読み取り手順は、ランダム読み取り、ページ読み、そして一貫したライン読み取りの3つのタイプにすることができます。 誤って読み取られると、1つのデータ部分を取得するために別のコマンドが必要です。

ページを読み取ることは、ページの内容がページバッファに転送されるランダムリードモードでのアクセス後に実行されます。 転送の完了は通知されます 高いレベル 出力「読み取り/ビジー」に。 読み出しイネーブル（RE）に信号パルスによって（選択された列アドレスから最後の列まで）データを順次読み出すことができます。

順次回線読み取りモードは、チップイネーブル（CE）入力にローレベルが残っていて、最後のページ列を読み取った後に読み出しイネーブル入力がパルスを到着します。 この場合、次のページがページのバッファに自動的にロードされ、読み取り動作が続行されます。 シリアルラインの読み取りの動作はブロック内でのみ使用できます。 ブロックが変更された場合は、新しいリーダーを実行する必要があります。

データ記録手順

図7録画手順チャート

標準データ記録手順は延期です。 メモリアレイのメイン領域はページによってプログラムされているが、ページの一部を必要なバイト量（1から528）または単語（1から264）でプログラムすることが許可されている。 同じページの部分の最大連続部分の最大数は、メイン領域に1つ以下、バックアップエリア内に2つ以下のものです。 これらの値を超えた後、その後のプログラミング操作の前にerasureコマンドを完了する必要があります。 各プログラミング操作は5つのステップで構成されています。

1. バス上の1サイクルはページ記録コマンドを設定するために必要です。
2. アドレスを転送するには4つのバスサイクルが必要です。
3. バス上のデータの発行（最大528バイト/ 264ワード）とページのバッファにダウンロードします。
4. バス上の1サイクルは、コントローラごとに開始するための確認コマンドを発行する必要があります。
5. アレイ内のコントローラごとのデータレコードの実行。

ブロック消去手順

図8チャート消去手順

消去動作は1回のブロックで実行される。 仕事の結果として、指定されたブロック内のすべてのビットが "1"にインストールされています。 以前のデータはすべて失われることができます。 消去動作は3つのステップ（図8）で構成されています。

1. ブロックの消去を設定するために必要なバスサイクルが必要です。
2. ブロックアドレスを指定するには、3つのバスサイクルのみが必要です。 A26上のA14が正しいアドレスだけ（上記のアドレス）、A9-A13は無視されますので、最初のサイクル（A0-A7）は必要ありません。
3. 1つのバスサイクルがコントローラーごとに開始するための確認コマンドを発行するために必要です。

Hynix Nand-Memoryチップに加えて、サムスンは非常に大きな命名法と製品の販売を持っているいくつかの製造業者によって生産されています。 それはNANDフラッシュと1つのNAND™メモリチップの2つの基本的な規則を生成します。 1つのNAND™ファミリメモリモジュールは、NAND-FLASHセルのアレイに基づいて標準のNOR-FLASHインターフェースを持つ単一のメモリ結晶です。

Samsungによって製造された製品の範囲は、ハイニックスのそれより最悪です。 モジュールには、市販および工業用温度範囲で動作する4 Mbpsから8 Gbpsの容量があります。 1.65 ... 1.95 Vまたは2.7 ... 3.6 V. Samsung製の製品はハードウェアデータ保護機能を開発しました：ブートラムの記録保護、フラッシュの保護モードオンとオフのときの配列とランダムな録音。

ハイニックスメモリマイクロ回路とサムスンのNANDフラッシュ製品の残りの部分はほとんど同じです。 このような状況では、製品は消費者がその製造業者の製造であることが好まれ、その市場価値が最も適切である。

連続するデータストリームを読み取るときの高速は、NAND - フラッシュ適用性の広い範囲を予め決定した。 このタイプの記憶に非常に人気があり有望な市場は、USBバス用のソリッドステートドライブの市場です。 表3は、この領域に関連した現在生成されているNANDフラッシュチップの機能を反映しています。 さらに、MP3プレーヤ、デジタルカメラ、コンピュータ - ハンドヘルドおよび他の同様の機器でそのようなメモリを使用することが最も有利である。

表3.固体ドライブ中のNANDフラッシュを使用する利点と短所