Existem dois tipos primários de dispositivos de memória flash não volátil em uso atualmente: NOR e NAND flash. Abaixo, analisamos as diferenças entre os dispositivos de flash NAND e NOR, e exploramos tipos de flash NAND, incluindo SLC, MLC e TLC.
O que é memória flash NOR?
NOR flash é mais freqüentemente usado em aplicações onde bytes individuais de dados precisam ser escritos e lidos, e é mais freqüentemente usado onde o acesso aleatório e técnicas de acesso de execução no local são necessários. Como cada acesso de leitura leva a mesma quantidade de tempo, o acesso de leitura sequencial não é mais rápido que o acesso aleatório. Apagar / programa ciclos podem muitas vezes ser longos.
Today’s NOR flash dispositivos estão disponíveis com capacidades na faixa de megabits e baixos gigabits. Dependendo do dispositivo, bytes individuais ou setores devem ser apagados antes de escrever dados, com velocidades de apagamento/programa tipicamente abaixo de 1 MB/s.
NOR flash tem alta confiabilidade, e é tipicamente classificado para manter a integridade dos dados por 20 anos ou mais.
O que é NAND Flash?
NAND flash é organizado em blocos em que os dados podem ser escritos, lidos ou apagados. Durante as leituras sequenciais, a latência na recepção do primeiro byte de dados é muito maior do que com o flash NOR, mas depois os bytes sequenciais de dados são recuperados muito mais rapidamente do que com o flash NOR. Ao escrever dados, um bloco completo de dados pode ser transferido rapidamente para o dispositivo flash NAND, e então o bloco é escrito em uma única operação. As velocidades efetivas de leitura e escrita, assim como os tempos de apagamento do bloco, são muito mais rápidas do que com o NOR Flash.
NAND flash é mais adequado para sistemas que realizam acesso a dados seqüenciais grandes, o que mapeia bem o uso atual como o principal dispositivo de armazenamento para sistemas de computação e sistemas operacionais com subsistemas de armazenamento orientado a blocos.
Devido ao design de silício físico das células flash, uma célula flash NAND ocupa aproximadamente 40% menos área de silício que uma célula flash NOR, para uma tecnologia de processo similar.
SLC NAND Flash Memory
Tecnologia SLC (Single Level Cell) armazena um bit de dados em cada célula. A célula armazena um 0 ou 1. A tecnologia SLC oferece a mais alta confiabilidade e resistência das tecnologias de flash NAND.
MLC e TLC NAND Flash Memory
Multi-Level Cell (MLC) armazena mais de um bit em cada célula, resultando em um aumento na densidade de dados e, portanto, maior capacidade do que a tecnologia SLC. Hoje, a tecnologia flash MLC de 2 bits, 3 bits e até mesmo 4 bits por célula é muito comum. Como cada célula armazena mais do que apenas um bit, a margem de tensão que separa as diferentes interpretações de bit de uma célula é reduzida, tornando a tecnologia MLC mais sensível a erros de dados quando a tensão de carga dentro de uma célula muda com o tempo. Assim, a tecnologia flash MLC tem muito menos resistência que a tecnologia flash SLC.
Triple Level Cell (TLC) é um subconjunto de MLC, especificamente para funcionalidade de 3 bits por célula.
Figure 1: SLC, MLC, TLC Bit Decoding
Hoje está se tornando cada vez mais difícil obter SSDs flash NAND de alta capacidade com tecnologia SLC. Em vez disso, muitos fornecedores estão alcançando confiabilidade e durabilidade de SLC usando múltiplos estados de bit de matrizes flash MLC para imitar a confiabilidade das matrizes flash SLC. Usando múltiplos MLC bit-states por bit SLC efetivo, a capacidade efetiva da matriz de flash no modo SLC é menor que a capacidade bruta de MLC.
Figure 2: MLC Flash usado no modo SLC
Leia mais sobre dispositivos flash NAND e NOR em nosso white paper, Flash Memory Lifespant-Life e Confiabilidade: Examinando os impactos de longo prazo das leituras, temperatura e outros fatores.