NAND FLASH系統(tǒng)的權(quán)衡利弊
來源:宇芯有限公司 日期:2020-12-09 10:54:11
NAND FLASH是一種大眾化的非易失性存儲器,主要是因為小型和低功耗且堅固耐用。盡管此技術(shù)適合現(xiàn)代存儲,但在將其列入較大系統(tǒng)的一部分時,需要考慮許多重要特性。這些特性適用于所有類型的存儲,包括耐用性,密度和性能,每千兆字節(jié)價格,錯誤概率和數(shù)據(jù)保留。
在設(shè)計使用
NAND FLASH的系統(tǒng)時,選擇適當(dāng)?shù)奶匦云胶夥浅V匾iW存控制器還必須足夠靈活,以進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋?quán)衡。選擇正確的閃存控制器對于確保閃存滿足產(chǎn)品要求至關(guān)重要。
閃存概述
閃存單元由修改的場效應(yīng)晶體管(FET)組成,在控制柵極和通道之間的絕緣層中具有額外的“浮置”柵極。通過施加高壓將電荷注入到浮柵上(或從浮柵上去除)。這會改變打開晶體管所需的柵極電壓,該電壓代表存儲在單元中的值。這些單元的陣列構(gòu)成一個塊,整個存儲器由多個塊組成。
權(quán)衡利弊
以下特性在SLC,MLC,TLC和QLCNAND FLASH之間有所不同。
耐力:單個單元在變得不可靠之前可以寫入的P/E周期數(shù)。由于存儲多個位的單元使用與存儲單個位的單元相同的生產(chǎn)過程來制造,因此讀取余量較小。這使得讀取真實電壓電平更加困難,從而導(dǎo)致較高的讀取錯誤率。
密度:隨著每個單元中存儲更多位,總體位密度相應(yīng)增加。由于MLC,TLC和QLC存儲器通常是在功能更小,功能更現(xiàn)代的工藝上制造的,因此可以進(jìn)一步提高這一點。
性能:隨著單元中存儲的級別越來越多,編程復(fù)雜性也隨之增加。同樣在讀取時,可能需要對輸出進(jìn)行多次采樣才能獲得正確的數(shù)據(jù)。SLC存儲器具有最簡單的編程過程,電壓水平相距較遠(yuǎn),因此更容易區(qū)分它們。因此SLC通常比MLC具有更快的讀寫性能。
每GB的價格:由于QLC閃存的密度最高,因此每GB的價格最低。增加密度所帶來的收益可能會因為需要更高級別的超額配置來彌補(bǔ)耐久力降低而略有抵消。
錯誤概率:如果將多個位存儲在一個單元中,則讀取存儲值時出錯的可能性更大。這增加了存儲器的原始錯誤率。這可以通過更復(fù)雜的糾錯方法來補(bǔ)償,因此不必直接轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)看到的錯誤。
數(shù)據(jù)保留:閃存在不通電時能夠隨著時間的推移保持存儲數(shù)據(jù)完整性的能力。每次寫入閃存單元時(一個P/E周期),該單元的氧化層都會稍微退化,并且該單元保留數(shù)據(jù)的能力會降低。
下表總結(jié)這些大概要意。
NAND FLASH被用來作為包括SSD,USB驅(qū)動器和SD卡等許多類型的存儲產(chǎn)品的主要部分。為了滿足客戶在價格,性能和可靠性方面的期望,上述每個特性之間都要進(jìn)行權(quán)衡。
該選擇還可以取決于存儲單元正在與之通信的應(yīng)用程序或主機(jī)。例如應(yīng)用程序的存取模式各不相同:有些可能會進(jìn)行大量隨機(jī)讀寫,有些可能會更多地依賴大型順序?qū)懭耄缫曨l錄制。還有諸如溫度之類的外部因素,它們可以改變存儲單元的行為。閃存控制器在管理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時需要能夠考慮這些所有因素。Hyperstone閃存控制器中的固件可以針對特定用例進(jìn)行微調(diào)。
關(guān)鍵詞:NAND FLASH
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