(资料图片仅供参考)
NAND闪存是一种电压原件,靠其内存电压来存储数据。
市场上主流的掉电还能保存数据的存储芯片主要有,EEPROM,NOR FLASH, NAND FLASH,EMMC, UFS。
闪存的内部存储结构是金属-氧化层-半导体-场效晶体管(MOSFET),里面有一个浮置栅极(Floating Gate),它便是真正存储数据的单元。请看下图:
数据在闪存的存储单元中是以电荷(electrical charge) 形式存储的。存储电荷的多少,取决于图中的控制栅极(Control gate)所被施加的电压,其控制了是向存储单元中冲入电荷还是使其释放电荷。而数据的表示,以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表示。
1.对于NAND闪存的写入(编程),就是控制Control Gate去充电(对Control Gate施加电压),使得浮置栅极存储的电荷够多,超过阈值Vth,就表示0。
2.对于NAND Flash的擦除(Erase),就是对浮置栅极放电,低于阈值Vth,就表示1。
NAND型闪存的擦和写均是基于隧道效应,电流穿过浮置栅极与硅基层之间的绝缘层,对浮置栅极进行充电(写数据)或放电(擦除数据)。(见下图)而这个绝缘层会随着擦写而耗损。而随着制程的提升,FG层容纳的电子会变少,而绝缘层也会变的越来越薄,所以耗损能力也会相应降低,这就是为什么新制程的颗粒寿命反而越来越短的原因。以intel为例,40nm的MLC闪存寿命大约为5000次,而25nm仅为3000次,到了19nm只剩下2000,而部分厂商的16nmMLC闪存则只有1500次的寿命。
图是一个8Gb 50nm的SLC颗粒内部架构,每个page有33,792个存储单元,每个存储单元代表1bit(SLC),所以每个page容量为4096Byte + 128Byte(SA区)。每个Block由64个page组成,所以每个Block容量为262,114Byte + 8192Byte (SA区)。Page是NAND Flash上最小的读取/写入(编程)单位(一个Page上的单元共享一根字符线Word line),Block是NAND Flash上最小的擦除单位。不同厂牌不同型号颗粒有不同的Page和Block容量。
原文标题:NAND闪存
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