nor flash、nand flash 、sdram的区别.doc

ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。 RAM有两大类，一种称为静态RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。另一种称为动态RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，这里介绍其中的一种DDR RAM。DDR RAM（Date-Rate RAM）也称作DDR SDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的另外一种内存标准Rambus DRAM。在很多高端的显卡上，也配备了高速DDR RAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。内存工作原理：内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的动态，指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的12，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于12，则认为其代表0，并把电容放电，藉此来保持数据的连续性。ROM也有很多种，PROM是可编程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。另外一种EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。举个例子，手机软件一般放在EEPROM中，我们打电话，有些最后拨打的号码，暂时是存在SRAM中的，不是马上写入通过记录（通话记录保存在EEPROM中），因为当时有很重要工作（通话）要做，如果写入，漫长的等待是让用户忍无可忍的。FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来 Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN FlashNOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NAND Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外，还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的闪盘，可以在线擦除。目前市面上的FLASH 主要来自Intel，AMD，Fujitsu和Toshiba，而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba。NAND Flash和NOR Flash的比较NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着，1989年，东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后，仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR 和NAND闪存。相flash存储器经常可以与相NOR存储器互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处，因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码，这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。NOR是现在市场上主要的非易失闪存技术。NOR一般只用来存储少量的代码；NOR主要应用在代码存储介质中。NOR的特点是应用简单、无需专门的接口电路、传输效率高，它是属于芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在（NOR型）flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。在14MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。NOR flash占据了容量为116MB闪存市场的大部分。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。1、性能比较:flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为 1。由于擦除NOR器件时是以64128KB的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间为5s，与此相反，擦除NAND器件是以832KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距，统计表明，对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时)，更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样，当选择存储解决方案时，设计师必须权衡以下的各项因素： NOR的读速度比NAND稍快一些。 NAND的写入速度比NOR快很多。 NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。(注：NOR FLASH SECTOR擦除时间视品牌、大小不同而不同，比如，4M FLASH，有的SECTOR擦除时间为60ms，而有的需要最大6s。)2、接口差别:NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。3、容量和成本:NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。NOR flash占据了容量为116MB闪存市场的大部分，而NAND flash只是用在8128MB的产品当中，这也说明NOR主要应用在代码存储介质中，NAND适合于数据存储，NAND在CompactFlash、 Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。4、可靠性和耐用性:采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说，Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。A) 寿命(耐用性)在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势，典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍，每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。B) 位交换所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见，NAND发生的次数要比NOR多)，一个比特(bit)位会发生反转或被报告反转了。一位的变化可能不很明显，但是如果发生在一个关键文件上，这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题，多读几次就可能解决了。当然，如果这个位真的改变了，就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法。位反转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候，同时使用EDC/ECC算法。这个问题对于用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的。当然，如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时，必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。C) 坏块处理NAND器件中的坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。5、易于使用:可以非常直接地使用基于NOR的闪存，可以像其他存储器那样连接，并可以在上面直接运行代码。由于需要I/O接口，NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。在使用NAND器件时，必须先写入驱动程序，才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧，因为设计师绝不能向坏块写入，这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。6、软件支持:当讨论软件支持的时候，应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，在NAND器件上进行同样操作时，通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序(MTD)，NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些，许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件，这其中包括M-System的TrueFFS驱动，该驱动被Wind River system、Microsoft、QNX Software system、Symbian和Intel等厂商所采用。驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理，包括纠错、坏块处理和损耗平衡。NOR FLASH的主要供应商是INTEL ,MICRO等厂商，曾经是FLASH的主流产品，但现在被NAND FLASH挤的比较难受。它的优点是可以直接从FLASH中运行程序，但是工艺复杂，价格比较贵。NAND FLASH的主要供应商是SAMSUNG和东芝，在U盘、各种存储卡、MP3播放器里面的都是这种FLASH，由于工艺上的不同，它比NOR FLASH拥有更大存储容量，而且便宜。但也有缺点，就是无法寻址直接运行程序，只能存储数据。另外NAND FLASH 非常容易出现坏区，所以需要有校验的算法。在掌上电脑里要使用NAND FLASH 存储数据和程序，但是必须有NOR FLASH来启动。除了SAMSUNG处理器，其他用在掌上电脑的主流处理器还不支持直接由NAND FLASH 启动程序。因此，必须先用一片小的NOR FLASH 启动机器，在把OS等软件从NAND FLASH 载入SDRAM中运行才行，挺麻烦的。DRAM 利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息，一旦掉电信息会全部的丢失，由于栅极会漏电，所以每隔一定的时间就需要一个刷新机构给这些栅电容补充电荷，并且每读出一次数据之后也需要补充电荷，这个就叫动态刷新，所以称其为动态随机存储器。由于它只使用一个MOS管来存信息，所以集成度可以很高，容量能够做的很大。SDRAM比它多了一个与CPU时钟同步。SRAM 利用寄存器来存储信息，所以一旦掉电，资料就会全部丢失，只要供电，它的资料就会一直存在，不需要动态刷新，所以叫静态随机存储器。以上主要用于系统内存储器，容量大，不需要断电后仍保存数据的。Flash ROM 是利用浮置栅上的电容存储电荷来保存信息，因为浮置栅不会漏电，所以断电后信息仍然可以保存。也由于其机构简单所以集成度可以做的很高，容量可以很大。 Flash rom写入前需要用电进行擦除，而且擦除不同与EEPROM可以以byte(字节)为单位进行，flash rom只能以sector(扇区)为单位进行。不过其写入时可以byte为单位。flash rom主要用于bios，U盘，Mp3等需要大容量且断电不丢数据的设备。SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。本文来自CSDN博客，转载请标明出处：/jiangyaoyan/archive/2010/03/12/5375142.aspxflash的详细介绍（nand nor flash） 2008-10-11 15:45闪存（FlashMemory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位，区块大小一般为256KB到20MB。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（基本输入输出程序）、PDA（个人数字助理）、数码相机中保存资料等。另一方面，闪存不像RAM（随机存取存储器）一样以字节为单位改写数据，因此不能取代RAM。闪存卡（FlashCard）是利用闪存（FlashMemory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等 小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SmartMedia（SM 卡）、CompactFlash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、SecureDigital（SD卡）、 MemoryStick（记忆棒）、XD-PictureCard（XD卡）和微硬盘（MICRODRIVE）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的。 技术及特点 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。这里我们还需要端正一个概念，那就是闪存的速度其实很有限，它本身操作速度、频率就比内存低得多，而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此，不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口，甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。前面提到NAND型闪存的操作方式效率低，这和它的架构设计和接口设计有关，它操作起来确实挺像硬盘(其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘 的兼容性)，它的性能特点也很像硬盘：小数据块操作速度很慢，而大数据块速度就很快，这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。你买的话其实可以不考虑那么多，同样存储空间买闪存。如果硬盘空间大就买硬盘，也可以满足你应用的需求。闪存的分类 目前市场上常见的存储按种类可分：U盘CF卡SM卡SD/MMC卡记忆棒国内市场常见的品牌有：金士顿、索尼、晟碟、Kingmax、鹰泰、创见。NAND型闪存 内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit，用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页（Page）（可以看 到，NAND型闪存的页就类似硬盘的扇区，硬盘的一个扇区也为512字节）。每一页的有效容量是512字节的倍数。所谓的有效容量是指用于数据存储的部 分，实际上还要加上16字节的校验信息，因此我们可以在闪存厂商的技术资料当中看到“（512+16）Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的 NAND型闪存绝大多数是（512+16）字节的页面容量，2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到（2048+64）字节。NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行，如果目标区域已经有数据，必须先擦除后写入，因此擦除操作是闪存的基本操 作。一般每个块包含32个512字节的页，容量16KB；而大容量闪存采用2KB页时，则每个块包含64个页，容量128KB。每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条，每条数据线每次传输（512+16）bit信息，8条就是（512+16）8bit，也就是前面说的 512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来越多地采用16条I/O线的设计，如三星编号K9K1G16U0A的芯片就是64M16bit的NAND 型闪存，容量1Gb，基本数据单位是（256+8）16bit，还是512字节。寻址时，NAND型闪存通过8条I/O接口数据线传输地址信息包，每包传送8位地址信息。由于闪存芯片容量比较大，一组8位地址只够寻址256个页， 显然是不够的，因此通常一次地址传送需要分若干组，占用若干个时钟周期。NAND的地址信息包括列地址(页面中的起始操作地址)、块地址和相应的页面地 址，传送时分别分组，至少需要三次，占用三个周期。随着容量的增大，地址信息会更多，需要占用更多的时钟周期传输，因此NAND型闪存的一个重要特点就是 容量越大，寻址时间越长。而且，由于传送地址周期比其他存储介质长，因此NAND型闪存比其他存储介质更不适合大量的小容量读写请求。决定NAND型闪存的因素 1页数量前面已经提到，越大容量闪存的页越多、页越大，寻址时间越长。但这个时间的延长不是线性关系，而是一个一个的台阶变化的。譬如128、256Mb的芯片需要3个周期传送地址信号，512Mb、1Gb的需要4个周期，而2、4Gb的需要5个周期。2页容量每一页的容量决定了一次可以传输的数据量，因此大容量的页有更好的性能。前面提到大容量闪存（4Gb）提高了页的容量，从512字节提高到2KB。页 容量的提高不但易于提高容量，更可以提高传输性能。我们可以举例子说明。以三星K9K1G08U0M和K9K4G08U0M为例，前者为1Gb，512字 节页容量，随机读（稳定）时间12s，写时间为200s；后者为4Gb，2KB页容量，随机读(稳定)时间25s，写时间为300s。假设它们工 作在20MHz。读取性能：NAND型闪存的读取步骤分为：发送命令和寻址信息将数据传向页面寄存器(随机读稳定时间)数据传出(每周期8bit，需要传送512+16或2K+64次)。K9K1G08U0M读一个页需要：5个命令、寻址周期50ns+12s+（512+16）50ns=38.7s；K9K1G08U0M实际 读传输率：512字节38.7s=13.2MB/s；K9K4G08U0M读一个页需要：6个命令、寻址周期50ns+25s+ （2K+64）50ns=131.1s；K9K4G08U0M实际读传输率：2KB字节131.1s=15.6MB/s。因此，采用2KB页容量 比512字节也容量约提高读性能20%。写入性能：NAND型闪存的写步骤分为：发送寻址信息将数据传向页面寄存器发送命令信息数据从寄存器写入页面。其中命令周期也是一个，我们下面将其和寻址周期合并，但这两个部分并非连续的。K9K1G08U0M写一个页需要：5个命令、寻址周期50ns+（512+16）50ns+200s=226.7s。K9K1G08U0M 实际写传输率：512字节226.7s=2.2MB/s。K9K4G08U0M写一个页需要：6个命令、寻址周期50ns+ （2K+64）50ns+300s=405.9s。K9K4G08U0M实际写传输率：2112字节/405.9s=5MB/s。因此，采用 2KB页容量比512字节页容量提高写性能两倍以上。3块容量是擦除操作的基本单位，由于每个块的擦除时间几乎相同（擦除操作一般需要2ms，而之前若干周期的命令和地址信息占用的时间可以忽略不计），块的容量 将直接决定擦除性能。大容量NAND型闪存的页容量提高，而每个块的页数量也有所提高，一般4Gb芯片的块容量为2KB64个页=128KB，1Gb芯 片的为512字节32个页=16KB。可以看出，在相同时间之内，前者的擦速度为后者8倍！4I/O位宽以往NAND型闪存的数据线一般为8条，不过从256Mb产品开始，就有16条数据线的产品出现了。但由于控制器等方面的原因，x16芯片实际应用的 相对比较少，但将来数量上还是会呈上升趋势的。虽然x16的芯片在传送数据和地址信息时仍采用8位一组，占用的周期也不变，但传送数据时就以16位为一 组，带宽增加一倍。K9K4G16U0M就是典型的64M16芯片，它每页仍为2KB，但结构为（1K+32）16bit。模仿上面的计算，我们得到如下。K9K4G16U0M读一个页需要：6个命令、寻址周期50ns+25s+ （1K+32）50ns=78.1s。K9K4G16U0M实际读传输率：2KB字节78.1s=26.2MB/s。K9K4G16U0M写一个 页需要：6个命令、寻址周期50ns+（1K+32）50ns+300s=353.1s。K9K4G16U0M实际写传输率：2KB字 节353.1s=5.8MB/s可以看到，相同容量的芯片，将数据线增加到16条后，读性能提高近70%，写性能也提高16%。5频率工作频率的影响很容易理解。NAND型闪存的工作频率在2033MHz，频率越高性能越好。前面以K9K4G08U0M为例时，我们假设频率为 20MHz，如果我们将频率提高一倍，达到40MHz，则K9K4G08U0M读一个页需要：6个命令、寻址周期25ns+25s+ （2K+64）25ns=78s。K9K4G08U0M实际读传输率：2KB字节78s=26.3MB/s。可以看到，如果K9K4G08U0M 的工作频率从20MHz提高到40MHz，读性能可以提高近70%！当然，上面的例子只是为了方便计算而已。在三星实际的产品线中，可工作在较高频率下的 应是K9XXG08UXM，而不是K9XXG08U0M，前者的频率目前可达33MHz。6制造工艺制造工艺可以影响晶体管的密度，也对一些操作的时间有影响。譬如前面提到的写稳定和读稳定时间，它们在我们的计算当中占去了时间的重要部分，尤其是写 入时。如果能够降低这些时间，就可以进一步提高性能。90nm的制造工艺能够改进性能吗？答案恐怕是否！目前的实际情况是，随着存储密度的提高，需要的 读、写稳定时间是呈现上升趋势的。前面的计算所举的例子中就体现了这种趋势，否则4Gb芯片的性能提升更加明显。综合来看，大容量的NAND型闪存芯片虽然寻址、操作时间会略长，但随着页容量的提高，有效传输率还是会大一些，大容量的芯片符合市场对容量、成本和 性能的需求趋势。而增加数据线和提高频率，则是提高性能的最有效途径，但由于命令、地址信息占用操作周期，以及一些固定操作时间（如信号稳定时间等）等工 艺、物理因素的影响，它们不会带来同比的性能提升。1Page=（2K+64）Bytes；1Block=（2K+64）B64Pages=（128K+4K）Bytes；1Device=（2K+64）B64Pages4096Blocks=4224Mbits其中：A011对页内进行寻址，可以被理解为“列地址”。A1229对页进行寻址，可以被理解为“行地址”。为了方便，“列地址”和“行地址”分为两组传输，而不是将它们直接组合起来一个大组。因此每组在 最后一个周期会有若干数据线无信息传输。没有利用的数据线保持低电平。NAND型闪存所谓的“行地址”和“列地址”不是我们在DRAM、SRAM中所熟悉的定义，只是一种相对方便的表达方式而已。为了便于理解，我们可以将上面三维的NAND型闪存芯片架构图在垂直方向做一个剖面，在这个剖面中套用二维的“行”、“列”概念就比较直观了。应用背景“优盘”是闪存走进日常生活的最明显写照，其实早在U盘之前，闪存已经出现在许多电子产品之中。传统的存储数据方式是采用RAM的易失存储，电池没电了数据就会丢失。采用闪存的产品，克服了这一毛病，使得数据存储更为可靠。除了闪存盘，闪存还被应用在计算机中的BIOS、PDA、数码相机、录音笔、手机、数字电视、游戏机等电子产品中。追溯到1998年，优盘进入市场。接口由USB1.0发展到2.0，速度逐渐提高。U盘的盛行还间接促进了USB接口的推广。为什么U盘这么受到人们欢迎呢？闪存盘可用来在电脑之间交换数据。从容量上讲，闪存盘的容量从16MB到2GB可选，突破了软驱1.44MB的局限性。从读写速度上讲，闪存盘采用 USB接口，读写速度比软盘高许多。从稳定性上讲，闪存盘没有机械读写装置，避免了移动硬盘容易碰伤、跌落等原因造成的损坏。部分款式闪存盘具有加密等功 能，令用户使用更具个性化。闪存盘外形小巧，更易于携带。且采用支持热插拔的USB接口，使用非常方便。目前，闪存正朝大容量、低功耗、低成本的方向发展。与传统硬盘相比，闪存的读写速度高、功耗较低，目前市场上已经出现了闪存硬盘。随着制造工艺的提高、成本的降低，闪存将更多地出现在日常生活之中。与硬盘区别 如果单从储存介质上来说，闪存比硬盘好。但并不是音质上的好，是指数据传输的速度还有抗震度来说（闪存不存在抗震）。要对比两者之间的优劣并不难，首先 理解什么是数码，知道什么是数码信号之后就该清楚数码信号通常是不受储存介质干扰的。（忽略音频流文件的误码，硬盘和闪存在这个方面可以忽略，光盘不 同。）硬盘和闪存的数据准确性都很高，在同样的测试条件下（相同解码相同输出），两者音质肯定是一样的。对于随身听来说，赞同闪存式。优点：1.闪存的随身听小。并不是说闪存的集成度就一定会高。微硬盘做的这么大一块主要原因就是微硬盘不能做的小过闪存，并不代表微硬盘的集成度就不高。再说，集成度高并不能代表音质一定下降。MD就是一个例子。2.相对于硬盘来说闪存结构不怕震，更抗摔。硬盘最怕的就是强烈震动。虽然我们使用的时候可以很小心，但老虎也有打盹的时候，不怕一万就怕万一。3.闪存可以提供更快的数据读取速度，硬盘则受到转速的限制。闪存发展过程 闪存的发展历史在1984年，东芝公司的发明人Fujio Masuoka 首先提出了快速闪存存储器(此处简称闪存)的概念。与传统电脑内存不同，闪存的特点是非易失性(也就是所存储的数据在主机掉电後不会丢失)，其记录速度也非常快。 Intel是世界上第一个生产闪存并将其投放市场的公司。1988年，公司推出了一款256K bit闪存芯片。它如同鞋盒一样大小，并被内嵌于一个录音机里。後来，Intel发明的这类闪存被统称为NOR闪存。它结合EPROM(可擦除可编程只读 存储器)和EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)两项技术，并拥有一个SRAM接口。 第二种闪存称为NAND闪存。它由日立公司于1989年研制，并被认为是NOR闪存的理想替代者。NAND闪存的写周期比NOR闪存短十倍，它的保存 与删除处理的速度也相对较快。NAND的存储单元只有NOR的一半，在更小的存储空间中NAND获得了更好的性能。鉴于NAND出色的表现，它常常被应用 于诸如CompactFlash、SmartMedia、 SD、 MMC、 xD、 and PC cards、USB sticks等存储卡上。 闪存的市场现状分析目前的闪存市场仍属于群雄争霸的末成熟时期。三星、日立、Spansion和Intel是这个市场的四大生产商。 由于战略上的一些错误，Intel在第一次让出了它的榜首座椅，下落至三星、日立和Spansion之後。 AMD闪存业务部门Spansion同时生产NAND和NOR闪存。它上半年的NOR闪存产量几乎与Intel持平，成为NOR闪存的最大制造商。该公司在上半年赢利为13亿美元，几乎是它整个公司利润额(25亿美元)的一半以上。 总体而言，Intel和AMD在上半年成绩喜人，但三星和日立却遭受挫折。 据市场调研公司iSuppli所做的估计，今年全球的闪存收益将达到166亿美元，比2003年(116.4亿美元)上涨46%。消息者对数码相机、 USB sticks和压缩式MP3播放器内存的需求将极大推动闪存的销售。据预测，2005年闪存的销售额将达到175亿美元。不过，iSuppli估 计，2005年至2008年闪存的利润增涨将有所回落，最高将达224亿美元。 新的替代品是否可能？与许多寿命短小的信息技术相比，闪存以其16年的发展历程，充分显示了其“老前辈”的作风。九十年代初，闪存才初入市场；至2000年，利益额已突破 十亿美元。英飞凌科技闪存部门主任，彼得曾说：“就闪存的生命周期而言，我们仍处于一个上升的阶段。”英飞凌相信，闪存的销售仍具有上升空间，并在酝酿加 入对该市场的投入。英飞凌在今年初宣布，其位于德累斯顿的200毫米DRAM工厂已经开始生产512Mb NAND兼容闪存芯片。到2004年底，英飞凌公司计划采用170纳米制造工艺，每月制造超过10,000片晶圆。而2007年，该公司更希望在NAND 市场成为前三甲。 此外，Intel技术与制造集团副总载Stefan Lai认为，在2008年之前，闪存将不可替代。2006年，Intel将首先采用65纳米技术；到2008年，目前正在研发的新一代45纳米技术将有望 投放市场。Stefan Lai觉得，目前的预测仍然比较浅显，或许32纳米、22纳米技术完全有可能实现。但Stefan Lai也承认，2008年至2010年，新的技术可能会取而代之。 尽管对闪存替代品的讨论越来越激励，闪存仍然受到市场的重视。未来的替代品不仅必须是类似闪存一样的非易失性存储器，而且在速度和写周期上略胜一筹。此 外，生产成本也应该相对低廉。由于现在制造技术还不成熟，新的替代品不会对闪存构成绝对的威胁。下面就让我们来认识一下几种可能的替代产品： Nanocrystals(纳米晶体)摩托罗拉的半导体部门Freescale正在研制一种增加闪存生命周期的产品。这种产品以硅纳 米晶体(Silicon Nanocrystals)为介质，用硅原子栅格代替了半导体内部的固态层。纳米晶体不是一个全新的存储技术。它只是对闪存的一种改进，使它更易扩展。它 的生产成本可以比原来低大约10-15%，生产过程更加简单。它的性能与可靠性都能够与目前的闪存相媲美。 摩托罗拉花了十年时间研发这种技术，并打算大规模生产此类产品。去年六月，该公司已经成功地使用此技术推出了一款此类芯片。硅纳米晶体芯片预计会在2006年全面投放市场。 更多相关内容请参见纳米晶体 MRAM(Magnetic RAM磁荷随机存储器)MRAM磁荷随机存储器是由英飞凌与Freescale两家公司研发的一种利用磁荷来储存数据的存介质。MRAM的写次数很高，访问速度也比闪存大大增强。根据计算，写MRAM芯片上1bit的时间要比写闪存的时间短一百万倍。 磁荷随机存储器两家公司都认为，MRAM不仅将是闪存的理想替代品，也是DRAM与SRAM的强有力竞争者。今年六月，英飞凌已将自己的第一款产品投放市场。与此同时，Freescale也正在加紧研发，力争在明年推出4M bit芯片。 但是，一些评论者担心MRAM是否能达到闪存存储单元的尺寸。根据英飞凌的报告，目前闪存存储单元的尺寸为0.1m，而16M bit MRAM芯片仅达到1.42 m。另外，MRAM的生产成本也是个不小的问题。 更多相关内容请参见磁荷随机存储器。 OUM(Ovonic Unified Memory Ovonyx标准化内存) OUM是由Intel研发的，利用Ge、Sb与Te等化合物为材料制成的薄膜。OUM。OUM的写、删除和读的功能与CD-RW与DVD-RW相似。但 CD/DVD使用激光来加热和改变称为硫系化合物(chalcogenides)的材料；而OUM则通过电晶体控制电源，使其产生相变方式来储存资料。 OUM的擦写次数为10的12次方，100次数据访问时间平均为200纳秒。OUM的速度比闪存要快。尽管OUM比MRAM的数据访问时间要慢，但是低廉的成本却是OUM的致胜法宝。 与MRAM不同，OUM的发展仍处于初期。尽管已制成测试芯片，它们仅仅能用来确认概念而不是说明该技术的可行性。Intel在过去四年一直致力于OUM的研发，并正在努力扩大该市场。 更多相关内容请参见OUM 。总结除了上文提到的MRAM和OUM，其它可替代的产品还有MRAM (FeRAM)、 Polymer memory (PFRAM)、 PCRAM、 Conductive Bridge RAM (CBRAM)、 Organic RAM (ORAM)以及最近的Nanotube RAM (NRAM)。目前替代闪存的产品有许多，但是哪条路能够成功，以及何时成功仍然值得怀疑。 对大多数公司而言，闪存仍是一个理想的投资。不少公司已决定加大对闪存的投资额。此外，据估计，到2004年，闪存总产值将与DRAM并驾齐驱，到2006年将超越DRAM产品。因为，在期待新一代产品的同时，我们也不应该忽视目前已有的市场。闪存卡类型 闪 存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称 之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SmartMedia（SM卡）、Compact Flash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、Secure Digital（SD卡）、Memory Stick（记忆棒）、XD-Picture Card（XD卡）和微硬盘（MICRODRIVE）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的CF卡 CF 卡（Compact Flash）是1994年由SanDisk最先推出的。CF卡具有PCMCIA-ATA功能，并与之兼容；CF卡重量只有14g，仅纸板火柴般大小 （43mm x 36m x m3.3mm），是一种固态产品，也就是工作时没有运动部件。CF卡采用闪存（flash）技术，是一种稳定的存储解决方案，不需要电池来维持其中存储的 数据。对所保存的数据来说，CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高；比传统的磁盘驱动器及型PC卡的可靠性高5到10倍，而且CF卡的用电量仅 为小型磁盘驱动器的5%。这些优异的条件使得大多数数码相机选择CF卡作为其首选存储介质MMC卡 MMC（MultiMedia Card）卡由西门子公司和首推CF的SanDisk于1997年推出。1998年1月十四家公司联合成立了MMC协会（MultiMedia Card Association简称MMCA），现在已经有超过84个成员。MMC的发展目标主要是针对数码影像、音乐、手机、PDA、电子书、玩具等产品，号称 是目前世界上最小的Flash Memory存贮卡，尺寸只有32mm x 24mm x 1.4mm。虽然比SmartMedia厚，但整体体积却比SmartMedia小，而且也比SmartMedia轻，只有1.5克。MMC也是把存贮单 元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得MMC保证兼容性和灵活性。 MMC存贮卡可以分为MMC和SPI两种工作模式，MMC模式是标准的默认模式，具有MMC的全部特性。而SPI模式则是MMC存贮卡可选的第二种模 式，这个模式是MMC协议的一个子集，主要用于只需要小数量的卡（通常是1个）和低数据传输率（和MMC协议相比）的系统，这个模式可以把设计花费减到最 小，但性能就不如MMC。SD卡 SD 卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮 票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。SD卡在24mm32mm2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC（Multilevel Cell）技术和Toshiba（东芝）0.16u及0.13u的NAND技术，通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源来保持其上记 忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任何移动部分，所以不用担心机械运动的损坏。SM卡 SM（Smart Media）卡是由东芝公司在1995年11月发布的Flash Memory存贮卡，三星公司在1996年购买了生产和销售许可，这两家公司成为主要的SM卡厂商。为了推动SmartMedia成为工业标准，1996 年4月成立了SSFDC论坛（SSFDC即Solid State Floppy Disk Card，实际上最开始时SmartMedia被称为SSFDC，1996年6月改名为SmartMedia，并成为东芝的注册商标）。SSFDC论坛有 超过150个成员，同样包括不少大厂商，如Sony、Sharp、JVC、Philips、NEC、SanDisk等厂商。SmartMedia卡也是市 场上常见的微存贮卡，一度在MP3播放器上非常的流行记忆棒 Memory Stick记忆棒，是Sony公司开发研制的，尺寸为：50mm x 21.5mm x 2.8mm，重4克。采用精致醒目的蓝色外壳（新的MG为白色），并具有写保护开关。 和很多Flash Memory存储卡不同，Memory Stick规范是非公开的，没有什么标准化组织。采用了Sony自己的外型、协议、物理格式和版权保护技术，要使用它的规范就必须和Sony谈判签订许 可。Memory Stick也包括了控制器在内，采用10针接口，数据总线为串行，最高频率可达20MHz，电压为2.7伏到3.6伏，电流平均为45mA。可以看出这个 规格和差不多同一时间出现