2008年2月15日 星期五

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快閃記憶體Flash memory),MP3播放器、手機都是使用快閃記憶體。

SanDisk Cruzer Titanium 隨身碟的印刷電路板上的Samsung快閃記憶體(左)與單片機(右)

SanDisk Cruzer Titanium 隨身碟的印刷電路板上的Samsung快閃記憶體(左)與單片機(右)

[編輯] 概要

快閃記憶體不需電力來維持數據的儲存,而且快閃記憶體占用很少的讀取時間並具有很高的抗震能力。所以快閃記憶體經常用在電池供電的電器,例如手機PDA

普通EEPROM只允許單執行緒重寫數據,但是快閃記憶體允許多執行緒重寫(同時在多個地方重寫數據),所以快閃記憶體可以比普通EEPROM快。所有EEPROM(包括快閃記憶體)會隨著擦除數據的次數增加而變得不能使用。那是因為電流儲存單元周圍的絕緣氧化膜被破壞而造成的。典型快閃記憶體會在10,000個擦除操作之後變得無法使用。

快閃記憶體用 FAMOS(Floating-Gate Avalanche-Injection Metal Oxide Semiconductor),浮閘大量導引金屬氧化半導體) 邏輯閘的製造比較便宜。

[編輯] 工作原理

快閃記憶體用一個浮閘電晶體來儲存數據。利用每個電晶體所能儲存的資料數量來區分,可以將 NAND 閃存區分為兩類:單階儲存(Single Level Cell,SLC)——一個陣列儲存一個二進位數位(bit),和多階儲存(Multi Level Cell,MLC)——用電子數量的多少來分級,也就可以用一個陣列儲存多於1個bit。 單階儲存具有速度快,耗電量低的優點,但是多階儲存的成本比較低。

[編輯] 使用方式

NAND Flash 的記憶體是以「頁」的方式排列起來,每一頁有 256 或 512 Byte 的儲存空間,和 8 或 16 Byte 的輔助空間. 現在新出來的chip有些一頁有2048 bytes的主要空間和 64 bytes的輔助空間。輔助空間主要用來存放 ECC(Error Correction Code),記憶體損壞標記和檔案系統的資料。由這些「頁」,組成區塊(block)。 NAND Flash的讀和寫都是以「頁」為單位,刪除則要以區塊為單位。 新型態的NAND flash (advance),頁的容量變大,所以一個頁中會有多個sector。 SLC 類型的NAND Flash 允許對同一頁中的各sector作分次寫入的動作,稱作"partial programming"。 MLC 類型的NAND Flash 由於對某sector寫入時,會影響到同一頁中其他sector的內容,所以寫入時,要以頁為單位。

[編輯] 歷史

NOR快閃記憶體是最早開發的快閃記憶體,在1988年Intel所發明,有高寫入和擦除時間,但是有完整地址和數據界面、並可以隨機讀取,所以NOR快閃記憶體合適用於儲存代碼不需要經常更新,例如BIOS韌體。它有10,000到1,000,000個擦除周期的壽命。早期的Compact Flash也 使用NOR快閃記憶體來製作,不過後來的產品改用了較為便宜的NAND快閃記憶體。目前NOR型快閃記憶體應用的範圍,除了個人電腦上的主機板會利用 NOR型快閃記憶體儲存BIOS資料外,手機、手持裝置也會使用NOR型快閃記憶體來存放系統資料,藉由其高速的讀取速度,滿足手持裝置的開機需求。

NAND快閃記憶體由原Toshiba的舛岡富士雄發明,並於1989年發表。它有更低的寫入和擦除時間、高密度、10倍的壽命和比NOR快閃記憶體低的製造成本。但是它的I/O界面只允許連續讀取,所以NAND快閃記憶體不適合電腦內存,但是卻很適合儲存卡。第一種使用NAND快閃記憶體的儲存卡是SmartMedia,還有很多種的儲存卡跟隨使用:MMCSecure DigitalMemory StickxD卡等。

NAND型快閃記憶體除了在儲存卡大量應用外,手機、MP3播放器、數位多媒體播放器也大量使用NAND型快閃記憶體,作為存放多媒體檔案的媒介之 一,著眼點就是NAND型快閃記憶體的成本、存放空間與寫入資料的速度。在2006年開始,NAND型快閃記憶體的產能陸續開出,價格也滑落到很普及的水 準,業界也進一步利用NAND型快閃記憶體,製作出固態硬碟,也就是Solid State Disk或Solid State Drive,可稱作SSD硬碟,擁有高速、省電的優勢,但價格較一般以磁性物質儲存資料的硬碟高,SSD可應用在筆記型電腦、桌上型電腦上。

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