V současné době se používají dva základní typy nevolatilních pamětí flash: NOR a NAND flash. Níže se podíváme na rozdíly mezi zařízeními NAND a NOR flash a prozkoumáme typy pamětí NAND flash, včetně SLC, MLC a TLC.
Co je to paměť NOR flash?
Paměť NOR flash se nejčastěji používá v aplikacích, kde je třeba zapisovat a číst jednotlivé bajty dat, a nejčastěji se používá tam, kde je vyžadován náhodný přístup a přístupové techniky execute-in-place. Protože každý přístup ke čtení trvá stejně dlouho, není sekvenční přístup ke čtení rychlejší než náhodný přístup. Cykly mazání/programování mohou být často dlouhé.
Dnes jsou k dispozici zařízení NOR flash s kapacitou v rozsahu megabitů a nízkých gigabitů. V závislosti na zařízení musí být před zápisem dat vymazány jednotlivé bajty nebo sektory, přičemž rychlost mazání/programování je obvykle nižší než 1 MB/s.
NOR flash má vysokou spolehlivost a obvykle je dimenzována na zachování integrity dat po dobu 20 let nebo déle.
Co je NAND Flash?
NAND flash je uspořádána do bloků, ve kterých lze data zapisovat, číst nebo mazat. Při sekvenčním čtení je latence při příjmu prvního bajtu dat mnohem vyšší než u paměti NOR flash, ale poté jsou sekvenční bajty dat načítány mnohem rychleji než u paměti NOR flash. Při zápisu dat lze do zařízení NAND flash rychle přenést celý blok dat a poté je blok zapsán v jedné operaci. Efektivní rychlost čtení a zápisu i doba vymazání bloku jsou mnohem rychlejší než u paměti NOR Flash.
Paměť NAND flash je nejvhodnější pro systémy provádějící velký sekvenční přístup k datům, což dobře odpovídá dnešnímu použití jako hlavního úložného zařízení pro výpočetní systémy a operační systémy s blokově orientovanými úložnými subsystémy.
Vzhledem k fyzickému provedení křemíkových buněk paměti flash zabírá buňka NAND flash přibližně o 40 % menší plochu křemíku než buňka NOR flash při podobné technologii zpracování.
Paměť NAND flash SLC
Technologie SLC (Single Level Cell) ukládá v každé buňce jeden bit dat. Buňka ukládá buď 0, nebo 1. Technologie SLC nabízí nejvyšší spolehlivost a odolnost z technologií NAND flash.
MLC a TLC NAND Flash Memory
Technologie MLC (Multi-Level Cell) ukládá v každé buňce více než jeden bit, což vede ke zvýšení hustoty dat, a tím i k vyšší kapacitě než technologie SLC. Dnes je velmi rozšířená 2bitová, 3bitová a dokonce 4bitová technologie MLC flash na buňku. Protože každá buňka ukládá více než jen jeden bit, snižuje se napěťová rezerva oddělující různé interpretace bitů v buňce, takže technologie MLC je citlivější na chyby v datech, když se napětí náboje v buňce v průběhu času mění. V souladu s tím má technologie MLC flash mnohem nižší odolnost než technologie SLC flash.
Triple Level Cell (TLC) je podmnožinou MLC, konkrétně pro funkci 3 bitů na buňku.
Obrázek 1: Dekódování bitů SLC, MLC, TLC
V dnešní době je stále obtížnější zajistit vysokokapacitní disky SSD NAND flash s technologií SLC. Místo toho mnoho výrobců dosahuje spolehlivosti a výdrže SLC pomocí více bitových stavů polí MLC flash, aby napodobili spolehlivost polí SLC flash. Díky použití více bitových stavů MLC na jeden efektivní bit SLC je efektivní kapacita pole flash v režimu SLC menší než hrubá kapacita MLC.
Obrázek 2: MLC flash používané v režimu SLC
Přečtěte si více o zařízeních NAND a NOR flash v naší bílé knize Životnost a spolehlivost pamětí flash: Zkoumání dlouhodobého vlivu čtení, teploty a dalších faktorů
.