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【乾貨分享】快閃記憶體(flash)簡介

快閃記憶體是一種非易失性儲存器(nonvolatile memory),以塊為單位擦除資料並以位元組級別重寫資料。

快閃記憶體廣泛用於消費類裝置,企業系統和工業應用中的儲存和資料傳輸

。不管配備快閃記憶體的裝置是開啟還是關閉電源,快閃記憶體都會將資料保留很長一段時間。

快閃記憶體用於企業資料中心伺服器,儲存和網路技術以及廣泛的消費類裝置,包括USB快閃記憶體驅動器(也稱為記憶棒),SD卡,行動電話,數碼相機,平板電腦,筆記本計算機和嵌入式控制器中的PC卡。例如,基於NAND快閃記憶體的固態驅動器通常用於加速I/O密集型應用的效能。NOR快閃記憶體通過於在PC中儲存控制程式碼,例如基本輸入/輸出系統(BIOS)

非易失性儲存器(nonvolatile memory):在掉電後資訊還能保持,分為二大類武器,即只讀儲存器ROM和快閃記憶體Flash。

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易失性儲存器(volatile memory):在掉電後資訊或資料就會消失,分為三大類產品:即RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)DRAM(Dynamic Random Access Memory,靜態隨機存取記憶體)

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型別

快閃記憶體從可擦可程式設計只讀儲存器(EPROM)和電可擦可程式設計只讀儲存器(EEPROM)演變而來

。從技術上講,快閃記憶體是EEPROM的一種變體,但業界保留術語EEPROM表示位元組級可擦除儲存器,並將術語快閃記憶體用於較大的塊級可擦除儲存器

PROM

:Programmable Read Only Memory 可程式設計只讀儲存器

EPROM

:Erasable Programmable Read Only Memory可擦可程式設計只讀儲存器

EEPROM

:Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 電可擦可程式設計只讀儲存器

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原理

快閃記憶體體系結構包括堆疊有大量快閃記憶體單元的儲存陣列。

基本的快閃記憶體單元由具有控制柵極和浮置柵極(Floating Gate)的儲存器電晶體組成,該浮柵透過薄介電材料或氧化層與電晶體的其餘部分絕緣,浮柵儲存電荷並控制電流的流動。

電子被新增到浮柵或從浮柵處移除,以改變儲存電晶體的閾值電壓。而改變電壓會影響將單元編譯為0還是1。

一種稱為Fowler-Nordheim隧穿的過程將電子從浮柵中去除。Flower-Nordheim隧穿和稱為溝道電子注入的現象都會將電子捕獲在浮柵中。

使用Fowler-Nordheim隧道技術,資料會透過控制門上的強負電荷擦除。這迫使電子進入存在強正電荷的通道

在使用Fowler-Nordheim隧道將電子捕獲在浮柵中時,情況會相反。電子在高電場的情況下設法透過薄氧化層遷移到浮柵,在單元的源極和漏極上帶有強負電荷,而在控制柵上帶有強正電荷。

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優點

快閃記憶體是半導體儲存器中最便宜的一種。

與動態隨機存取儲存器(DRAM)和靜態RAM(SRAM)不同,快閃記憶體是非易失性的,功耗較低,並且可以大塊擦除。

NOR快閃記憶體可提高隨機讀取速度,而NAND快閃記憶體可透過序列讀寫實現快速傳輸。

帶有NAND快閃記憶體晶片的固態儲存裝置(Solid State Devices,SSD)提供的效能大大高於傳統的磁儲存介質(如HDD和磁帶)。

快閃記憶體驅動器相比HDD消耗的功率更少,產生的熱量也更少。

配備快閃記憶體驅動器的企業儲存系統具有低延遲特點,以毫秒或微秒為單位

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