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NAND FLASH系统的权衡利弊 [复制链接]

NAND FLASH是一种大众化的非易失性存储器,主要是因为小型和低功耗且坚固耐用。尽管此技术适合现代存储,但在将其列入较大系统的一部分时,需要考虑许多重要特性。这些特性适用于所有类型的存储,包括耐用性,密度和性能,每千兆字节价格,错误概率和数据保留。
 
在设计使用NAND FLASH的系统时,选择适当的特性平衡非常重要。闪存控制器还必须足够灵活,以进行适当的权衡。选择正确的闪存控制器对于确保闪存满足产品要求至关重要。
 
闪存概述
闪存单元由修改的场效应晶体管(FET)组成,在控制栅极和通道之间的绝缘层中具有额外的“浮置”栅极。通过施加高压将电荷注入到浮栅上(或从浮栅上去除)。这会改变打开晶体管所需的栅极电压,该电压代表存储在单元中的值。这些单元的阵列构成一个块,整个存储器由多个块组成。
 
权衡利弊
以下特性在SLC,MLC,TLC和QLCNAND FLASH之间有所不同。
耐力:单个单元在变得不可靠之前可以写入的P/E周期数。由于存储多个位的单元使用与存储单个位的单元相同的生产过程来制造,因此读取余量较小。这使得读取真实电压电平更加困难,从而导致较高的读取错误率。
 
密度:随着每个单元中存储更多位,总体位密度相应增加。由于MLC,TLC和QLC存储器通常是在功能更小,功能更现代的工艺上制造的,因此可以进一步提高这一点。
 
性能:随着单元中存储的级别越来越多,编程复杂性也随之增加。同样在读取时,可能需要对输出进行多次采样才能获得正确的数据。SLC存储器具有最简单的编程过程,电压水平相距较远,因此更容易区分它们。因此SLC通常比MLC具有更快的读写性能。
 
每GB的价格:由于QLC闪存的密度最高,因此每GB的价格最低。增加密度所带来的收益可能会因为需要更高级别的超额配置来弥补耐久力降低而略有抵消。
 
错误概率:如果将多个位存储在一个单元中,则读取存储值时出错的可能性更大。这增加了存储器的原始错误率。这可以通过更复杂的纠错方法来补偿,因此不必直接转换为系统看到的错误。
 
数据保留:闪存在不通电时能够随着时间的推移保持存储数据完整性的能力。每次写入闪存单元时(一个P/E周期),该单元的氧化层都会稍微退化,并且该单元保留数据的能力会降低。
 
下表总结这些大概要意。
 

 
NAND FLASH被用来作为包括SSD,USB驱动器和SD卡等许多类型的存储产品的主要部分。为了满足客户在价格,性能和可靠性方面的期望,上述每个特性之间都要进行权衡。
 
该选择还可以取决于存储单元正在与之通信的应用程序或主机。例如应用程序的存取模式各不相同:有些可能会进行大量随机读写,有些可能会更多地依赖大型顺序写入,例如视频录制。还有诸如温度之类的外部因素,它们可以改变存储单元的行为。闪存控制器在管理内存中的数据时需要能够考虑这些所有因素。Hyperstone闪存控制器中的固件可以针对特定用例进行微调。

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NAND FLASH被用来作为包括SSD,USB驱动器和SD卡等许多类型的存储产品的主要部分。

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