1、按照接口分类
分为 Serial串口Flash 和Parallel并口Flash;
市场大量使用Serial Flash;价格便宜;已满足系统对数据读写速度的要求;
Serial Flash已经可以代表 NOR Flash;
小知识:
1)在整个存储IC芯片类里,NOR Flash占比1%;(统计数据2018年)
2)在整个存储IC芯片类里,DRAM和NAND Flash 共占比98%;(统计数据2018年)
2、按照内部结构分类
分为NOR Flash、NAND Flash
2.1 NOR Flash特点
1)地址和数据线,是分开的;
2)存储容量低,当前镁光最高1Gbit
3)同容量,NOR价格高于NAND;
4)启动方式不同,NOR Flash在启动时 ,处理器直接从地址0开始读取数据,因为支持XIP,所以代码可以直接在NOR flash上执行,无需复制到内部内存SRAM。
2.2 NAND Falsh特点
1)地址和数据共用,如下图(5)所示
2)存储容量高,当前三星最高1Tbit
3)同容量,NOR价格高于NAND;
4)启动方式不同,NAND Flash在启动时 ,需要NAND Flash 先从NAND Flash存储的前4Kb数据自动拷贝到片内SRAM,处理器再从SRAM的地址0开始读取数据
3、NOR Flash和NAND Flash的区别
3.1 NOR Flash特点
1)NOR擦除和写的时间(5秒) 比 NNAND时间(4ms)长
2)读速度 快于 NAND Flash
3)功耗高(具体型号举例)
4)稳定性高(相比NAND Flash)NOR 发生位交换(1bit位数据会发生反转)的次数,低于NAND Flash
5)可擦除次数10万次
6)擦除时间长,因为内部块比较大,是NAND flash的8倍
7)NAND的单元尺寸,是NOR的一半
8)NAND价格低于NOR,相同单元尺寸,NAND存储密度更高
9)使用方便,连接引脚后就可以使用
10)适用于程序存储
11)NOR可以随机读取 存储区内的数据,NAND只能按块读取(因为NAND Flash地址与数据共用数据总线,不支持单bit读取)
12)块坏了,NOR Flash无法使用
13)相同点:
NOR和NAND的相同点就是 擦除都是按块进行的
NOR和NAND Flash可以1改写为0,不能0改写为1,需要擦除后整块才能为1
3.2 NAND Falsh特点
1)NOR擦除时间(5秒) 比 NNAND时间长(4ms)
2)读速度 慢于 NOR
3)可擦除次数100万次
4)可靠性低于NOR
NOR 发生位交换(1bit位数据会发生反转)的次数,低于NAND Flash,所以,NAND Flash需要采用ECC错误修正算法/EDC错误探测算法
5)使用繁琐,不同厂商存取方式是不同的;如果使用,需要先写入驱动,然后读写
6)适用于数据存储
7)块坏了,跳过去,仍可以使用
图(1) NAND和NOR的性能列表
小知识:
NOR和NAND结构的不同
东芝的舛冈富士雄先生在1984年发明了NOR, 1986发明了NAND。但是,由于目前主流的闪存是NAND,所以笔者并未十分关注NOR。下面我们在确认NOR和NAND工作差异的同时,再比较二者的市场规模。
NOR 和NAND存储器的区别如下图4所示。下图4使用的术语解说如下所示:
Cell(存储单元):通过存储、释放电子,使存储器工作。
Word Line(字线):用于选择存储单元的信号线。
Source Line(源线):用于释放位线(Bit Line)电压的排线。
图2:黄色部分为"存储单元"。NOR 和NAND的区别。
由于NOR型的位线和源线都与各自的存储单元相连,因此可以读取一比特(Bit)单位的数据。此外,虽然可以随机进行高速读取,但写入速度较慢。同时,由于各存储单元都需要源线,因此难以实现较高的集成度。
另一方面,就NAND而言,位线和源线与多个存储单元相连接,所以多个存储单元可以同时写入、擦除数据,且速度较快!但是,无法进行一比特单位的读取。此外,由于NOR不需要存储单元的源线,因此易于实现高集成化。
由于NOR 和NAND具有如上所述的优势和劣势,因此如上图2所示,NOR用于存储程序、NAND用于存储大容量的数据。
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4、NAND Flash内部分类解析
NAND Falsh共分为传统4类+1类
传统4类:SLC NAND Falsh、MLC NAND Falsh、TLC NAND Falsh、QLC NAND Falsh。
1类:新增3D NAND Flash,容量更高。
5、NAND Flash分类项解析
Q:存储容量排行榜?
A:从少到多--判定标准:单元位数越多,存储容量越大。
SLC (1bit单元)-->MLC (2bit单元)-->TLC (3bit单元)-->QLC(4bit单元)
1bit单元:1个存储单元里存放 1bit数据
2bit单元:1个存储单元里存放2bit数据
3bit单元:1个存储单元里存放3bit数据
4bit单元:1个存储单元里存放4bit数据
Q:擦写次数排行榜?
A:擦写次数,从短到长--判定标准:P/E周期越高,可擦写次数越多(擦写次数多意味着耐久性高)因为,擦除和写入的一个单元的时间就是P/E周期
QLC-->TLC-->MLC-->SLC
图(3)NAND Flash分类
Q:4类 NAND Flash的特色?
SLC(单层式存储):可擦写次数高,意味着耐久性强;价格高;256Gbit价格?
MLC:可擦写次数略低于SLC,也就是耐久性低于SLC;价格相比较SLC更为便宜;256Gbit价格?
TLC:可擦写次数低于MLC,也就是耐久性低于MLC;价格相比较MLC更为便宜;256Gbit价格?
QLC:可擦写次数低于TLC,也就是耐久性最低;价格相比较TLC更为便宜;
Q:4类 NAND Flash的应用领域?
SLC:宇航、服务器(可擦写次数高,意味着耐久性强)
MLC:服务器、工业
TLC:工业、消费业(特别是消费级领域均衡且性价比最高的方案,当前消费级大容量SSD采用的就是QLC,通过京东SSD的介绍信息能查找到数据,如下图)
QLC:消费业(逆袭的可能,成为消费业的主流最佳方案)
小知识:
1)镁光的MLC NAND Flash容量有256Gbit、512Gbit 两种;
2)3D NAND Flash,业界最高记录是三星 NAND Flash,最高可达1Tbit
Q: NOR Flash和NAND Flash引脚区别
A:如下图所示
图(4)NOR Flash内部结构框图 图(5)NAND Flash内部结构框图
图(6)NOR Flash的引脚名称 图(7)NAND Flash的引脚名称
小知识:
1)NOR Flash容量相比NAND Flash小一些,镁光的NOR Flash最高为2Gbit;
参考链接1:【存储干货】一文读懂NAND闪存SLC、MLC、TLC、QLC与3D NAND - 知乎