闪存(Flash Memory)的技术特性

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2018-11-03
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闪存(Flash Memory)是非掉电易失性内存的一种,具有关掉电源仍可保存数据的优点,同时又具备掉电易失性内存可重复读写且读写速度快、单位体积内可储存最多数据量,以及低功耗特性等优点。闪存是电子可擦除只读存储器(EEPROM)的变种,EEPROM与闪存不同的是,它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,这样闪存就比EEPROM的更新速度快。由于其断电时仍能保存数据,闪存通常被用来保存设置信息,如在电脑的BIOS、PDA、数码相机中保存资料等。另一方面,闪存不像RAM以字节为单位改写数据,因此不能取代RAM。近年来由于手机、PDA、MP3、DSC等应用系统的带动,Flash Memory的需求量和容量也有了跳跃式的成长。 

Flash Memory的标准物理结构,称之为基本位(cell);一般MOS闸极(Gate)和通道的间隔为氧化层之绝缘(gate oxide),而Flash Memory的特色是在控制闸(Control gate)与通道间多了一层称为“浮闸”(floating gate)的物质。借助这层浮闸,使得Flash Memory可快速完成读、写、抹除等三种基本操作模式;就算在不提供电源给内存的环境下,也能透过此浮闸,来保存数据的完整性。

Flash Memory芯片中单元格里的电子可以被带有更高电压的电子区还原为正常的Flash Memory采用内部闭合电路,这样不仅使电子区能够作用于整个芯片,还可以预先设定“区块”(Block)。在设定区块的同时就将芯片中的目标区域擦除干净,以备重新写入。传统的EEPROM芯片每次只能擦除一个字节,而Flash Memory每次可擦写一块或整个芯片。Flash Memory的工作速度大幅领先于传统EEPROM芯片。

从技术层面看,根据内存晶体管设计架构之不同可分为Cell Type以及Operation Type两种,后者依功能别又可区分为Code Flash(储存程序代码)以及Data Flash(储存一般数据);其中Code Flash驱动方式有NOR及DINOR,而Data Flash的驱动方式则有NAND及AND。

NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而NAND型更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般,而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。

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