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晶片依據功能的不同,可以分成 4 大類:
記憶體 IC(Memory IC):用來儲存資料。依據停止供電後,資料是否能繼續儲存。
微元件 IC(Micro Component IC):具有特殊資料處理功能的元件。
邏輯 IC(Logic IC):進行邏輯運算的 IC。
類比 IC(Analog IC):處理類比訊號的 IC

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Flash

目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash
NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣,用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH裡面的代碼,這樣可以減少SRAM的容量從而節約了成本。
NAND Flash沒有採取內存的隨機讀取技術,它的讀取是以一次讀取一塊的形式來進行的,通常是一次讀取512個字節,採用這種技術的Flash比較廉價。用戶不能直接運行NAND Flash上的代碼,因此好多使用NAND Flash的開發板除了使用NAND Flah以外,還作上了一塊小的NOR Flash來運行啟動代碼。
一般小容量的用NOR Flash,因為其讀取速度快,多用來存儲作業系統等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常見的NAND FLASH應用是嵌入式系統採用的DOC(Disk On Chip)和我們通常用的"閃盤",可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來自Intel,AMD,Fujitsu和Kioxia(Toshiba),而生產NAND Flash的主要廠家有Samsung和Kioxia(Toshiba)。

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NOR VS NAND

性能比較
Flash快閃記憶體是非易失記憶體,可以對稱為塊的記憶體單元塊進行擦寫和再編程。任何Flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行,所以大多數情況下,在進行寫入操作之前必須先執行擦除。NAND器件執行擦除操作是十分簡單的,而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位元都寫為0。
由於擦除NOR器件時是以64~128KB的塊進行的,執行一個寫入/擦除操作的時間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進行的,執行相同的操作最多只需要4ms。
執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距,統計表明,對於給定的一套寫入操作(尤其是更新小檔時),更多的擦除操作必須在基於NOR的單元中進行。這樣,當選擇存儲解決方案時,設計師必須權衡以下的各項因素。

● NOR的讀速度比NAND稍快一些。
● NAND的寫入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
● 大多數寫入操作需要先進行擦除操作。
● NAND的擦除單元更小,相應的擦除電路更少。

介面差別
NOR flash帶有SRAM介面,有足夠的位址引腳來定址,可以很容易地存取其內部的每一個位元組。NAND器件使用複雜的I/O口來串列地存取資料,各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、位址和資料資訊。
NAND讀和寫操作採用512位元組的塊,這一點有點像硬碟管理此類操作,很自然地,基於NAND的記憶體就可以取代硬碟或其他塊設備。

容量和成本
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半,由於生產過程更為簡單,NAND結構可以在給定的模具尺寸內提供更高的容量,也就相應地降低了價格。
NOR flash佔據了容量為1~16MB快閃記憶體市場的大部分,而NAND flash只是用在8~128MB的產品當中,這也說明NOR主要應用在代碼存儲介質中,NAND適合於資料存儲,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲卡市場上所占份額最大。

可靠性和耐用性
採用flahs介質時一個需要重點考慮的問題是可靠性。對於需要擴展MTBF的系統來說,Flash是非常合適的存儲方案。可以從壽命(耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性

壽命(耐用性)
在NAND快閃記憶體中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次,而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND記憶體除了具有10比1的塊擦除週期優勢,典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個NAND記憶體塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。

位交換
所有flash器件都受位交換現象的困擾。在某些情況下(很少見,NAND發生的次數要比NOR多),一個比特位會發生反轉或被報告反轉了。
一位的變化可能不很明顯,但是如果發生在一個關鍵檔上,這個小小的故障可能導致系統停機。如果只是報告有問題,多讀幾次就可能解決了。
當然,如果這個位真的改變了,就必須採用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)演算法。位反轉的問題更多見於NAND快閃記憶體,NAND的供應商建議使用NAND快閃記憶體的時候,同時使用EDC/ECC演算法。
這個問題對於用NAND存儲多媒體資訊時倒不是致命的。當然,如果用本地存儲設備來存儲作業系統、配置檔或其他敏感資訊時,必須使用EDC/ECC系統以確保可靠性。

壞塊處理
NAND器件中的壞塊是隨機分佈的。以前也曾有過消除壞塊的努力,但發現成品率太低,代價太高,根本不划算。
NAND器件需要對介質進行初始化掃描以發現壞塊,並將壞塊標記為不可用。在已製成的器件中,如果通過可靠的方法不能進行這項處理,將導致高故障率。

易於使用
可以非常直接地使用基於NOR的快閃記憶體,可以像其他記憶體那樣連接,並可以在上面直接運行代碼。
由於需要I/O介面,NAND要複雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。
在使用NAND器件時,必須先寫入驅動程式,才能繼續執行其他操作。向NAND器件寫入資訊需要相當的技巧,因為設計師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進行虛擬映射。

 

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NAND Flash

非揮發性記憶體最常見的產品是 NAND Flash ,在理想狀況下以PCIe 傳輸介面與 NAND Flash 為儲存單元的固態硬碟(SSD)讀取速度可達 3.5GB /s,寫入速度可達 3.0GB /s,遠高於傳統以磁碟為儲存單元的硬碟(HD),低於 0.2GB /s的寫入與傳輸速度,SSD每GB終端售價大約 0.1 美元/GB(主流低規格版本,讀寫速度是 HD2.5 倍以上),HD大約 0.3 美元/GB, 10 年前SSD的成本還是傳統硬碟的 10 ~ 20 倍,目前已縮小到 3 倍左右,未來SSD可能完全取代HD。 NAND Flash 目前用來儲存一般的文件、圖片、應用程式等等

 

Comparison-of-NOR-Flash-array-and-NAND-Flash-array-architectures.png

 

NOR Flash

NOR Flash 近年因藍芽耳機大賣備受市場注目, NOR Flash 也是一種非揮發性記憶體。 NOR Flash 在單個檔案 4KB 的隨機讀取速度可以高達 400MB /s以上,而主流頂規的SSD( NAND Flash )只有~ 50MB /s,但在隨機單個檔案 1MB 以上的隨機讀取速度SSD可以高達 2000MB /s以上, NOR Flash 則還是維持在 400MB /s左右, NOR Flash 在系統執行每個檔案小且檔案多的讀取時速度較快。
另外 NOR Flash 在待機時的耗電量也比 NAND Flash 低,前者大約是後者的 1 / 5 ,不過 NOR Flash 的寫入速度極慢一般低於 1MB /s,不適合頻繁修改 NOR Flash 裡的資料。 NOR Flash 一般應用在 BIOS(開機啟動硬體時所需的程式,非作業系統),近年因低功耗的特性,在物聯網裝置(藍芽耳機即為一例)、基地台、車用電子等應用的範圍較以前擴大。

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