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关于NAND闪存的11个误区

2017年1月7日
NAND Flash是主导的固态存储技术。它的特征和优势是众所周知的,但很多神话仍然漂浮在一起。
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斯科特贝斯曼,东芝美国电子元件公司托管NAND内存产品总监

自那以后,NAND闪存已经成为事实上的存储标准Toshiba.近三十年前首先介绍了它。然而,关于它的使用,许多误解仍然留在这一天。各种各样的NAND闪存产品可供选择,所有这些都具有明显不同的功能和功能。从单级和多级单元格到3D等等,NAND Flash的多样化有设计工程师称重他们的选项 - 并提出问题。

你知道NAND闪存吗?让我们来看看关于这项重要技术的一些常见误解。

1.所有NAND闪存都具有相同的界面。

黄道格,东芝美国电子元件有限公司存储器部高级技术人员

NAND闪存是20多年前由东芝公司(Toshiba)推出的,具有异步和切换模式两种接口。原始的异步接口多用于低密度设备(< 32gb),而切换模式接口通常使用高密度NAND闪存(≥64gb)。虽然两个接口之间的大多数信号线是相同的,但切换模式接口增加了一个DQS(数据/输出/频闪灯)引脚,用于高速数据传输。

2. UFS内存主要用于智能手机。

通过嵌入式多媒体,或E.MMC,智能手机是采用的一个关键驱动因素,但宽度和各种应用程序很快爆炸,包括平板电脑,游戏,电子阅读器,摄像机,流媒体设备,打印机,服务器,可穿戴设备,可穿戴设备,汽车信息娱乐等等。同样,对于通用闪存存储(UFS),虽然智能手机正在推动显着的增长,但采用E.MMC的许多相同的应用程序现在开始采用UFS进入其设计,以利用其更高的性能。

本质上,任何需要高密度嵌入式内存和快速性能的应用程序都可以作为UFS的候选对象。支持UFS的主机处理器的可用性在不断扩大。

3.e-MMC和UFS不适合汽车。

汽车的存储器存储要求继续增加,尤其是由于车辆中不断增长的连接和自主驱动能力的进步。娱乐,地图,驱动程序辅助功能等等都需要更多的内存存储,这是嵌入式内存的Bailiwick,例如E.MMC(图。1).同样,汽车将采用UFS,因为它带来了性能的提高。

1.today’的e.MMC内存能力的一个例子是Toshiba’的15nm芯片,该芯片满足汽车应用AEC-Q100标准。

4.所有NAND flash都需要主机实现ECC (error correction code)。

如果主机处理器没有内置的ECC引擎,仍然可以使用NAND闪存。虽然普通或原始NAND设备需要主机实现ECC,但许多NAND闪存产品具有内置的纠错功能,如串行NAND、e.MMC、UFS和BENAND(东芝SLC NAND内置ECC,见图2)

5.NAND闪存中的数据至少可以保存一年。

这data retention of NAND flash comes down to four main factors: the temperature, the number of write/erase cycles to a block, the ECC, and the type of memory cell—e.g., single-level cell (SLC), multi-level cell (MLC), or triple-level cell (TLC). While the nominal data-retention specification for NAND flash is one year, that’s only when at a specific temperature, write/erase cycle limit, and ECC requirement. The write/erase cycle limit is different for SLC, MLC, and TLC devices, as well as the ECC.

6.NOR闪存用于代码存储,NAND闪存用于数据存储。

这曾经是一个基本的经验法则,因为NOR闪存具有更快的读取随机访问速度,而NAND闪存具有更低的比特成本和更快的编程速度。微控制器通过单独的地址和数据总线从NOR flash执行随机代码。

不过,这个过程在今天的系统中更加微妙。由于高引脚数,现代处理器开始消除并行地址/数据总线,而NOR闪存已经迁移到串行接口。现在,代码通常从NAND闪存存储(例如,NAND或e.MMC)的影子(复制)到DRAM执行。

7.UFS永远不会超过e.MMC的需求,但如果它超过了,e.MMC将很快消失。

高端智能手机很快采用UF,包括今年的许多型号,并将尽快迁移到中层电话。为了充分利用UFS支持的更快的界面,UFS主要针对32 GB的密度,更高,因为通过交织多个NAND芯片来实现快速顺序写入速度,这只能在更高的密度下成本有效地实现。

E.MMC将继续支持诸如4,8和16 GB的密度,因为许多应用需要这些较低的密度,并且32至128 GB +的密度随着时间的推移将迁移到UFS。在未来几年内,对UFS的市场需求将最终超越E-MMC,尽管E-MMC将继续留在市场之外,但需要较低密度的应用。

8.一旦检测到初始工厂标记的坏块,并确保它们没有被使用,就不必再担心坏块了。

将有几个街区随着时间的推移而失败 - 有时候被称为增长的坏块。虽然在最大写入/擦除周期的最大数量之前失败的好块的百分比(约0.1%),因为生长的坏块的数量不是零,因此Flash Management软件必须能够退休块。

2.东芝公司开发的16位SLC NAND闪存芯片具有内置的ECC,在24纳米一代可提供高达60k周期的续航能力。

9.SLC NAND闪存额定写/擦除周期为100k, MLC额定写/擦除周期为10k。

虽然这些是几年前NAND闪存的规格,但这已不再准确,因为许多代的光刻已经过去。典型的SLC NAND闪存具有50-60k周期(24 nm一代)和MLC NAND闪存具有3k周期(15 nm一代)。

10.使NAND Flash的每个人都遵循ONFI标准。

Open NAND Flash接口(ONFI)标准由制作NAND Flash的公司的联盟创建。但是,东芝(NAND闪光的发明者),和三星从未加入过Onfi。这联合电子设备工程委员会(JEDEC)自统一东芝/三星拨动模式标准和onfi标准,因此现在对现代NAND设备兼容性良好的兼容性。

11. NAND FLASH仅适用于并行异步或切换模式接口。

现在有多家制造商生产串行接口NAND闪存;更具体地说,就是SPI(串行外围接口)。这遵循了微控制器制造商的趋势,消除了高引脚数并行地址/数据总线,支持低引脚数接口。

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