其 他 回 答共5條
1樓
NAND、NOR閃存的基本原理
無論NAND還是NOR,都是閃存(Flash Memory)家族中的成員,兩者在基本的數(shù)據(jù)存儲方式和操作機理上都完全相同。閃存以單晶體管作為二進制信號的存儲單元,它的結(jié)構(gòu)與普通的半導體晶體管(場效應管)非常類似,區(qū)別在于閃存的晶體管加入了“浮動柵(floating gate)”和“控制柵(Control gate)”—前者用于貯存電子,表面被一層硅氧化物絕緣體所包覆,并通過電容與控制柵相耦合。當負電子在控制柵的作用下被注入到浮動柵中時,該NAND單晶體管的存儲狀態(tài)就由1變成0。相對來說,當負電子從浮動柵中移走后,存儲狀態(tài)就由0變成1;而包覆在浮動柵表面的絕緣體的作用就是將內(nèi)部的電子“困住”,達到保存數(shù)據(jù)的目的。如果要寫入數(shù)據(jù),就必須將浮動柵中的負電子全部移走,令目標存儲區(qū)域都處于1狀態(tài),這樣只有遇到數(shù)據(jù)0時才發(fā)生寫入動作—但這個過程需要耗費不短的時間,導致不管是NAND還是NOR型閃存,其寫入速度總是慢于數(shù)據(jù)讀取的速度。
雖然基本原理相同,但閃存可以有不同的電荷生成與存儲方案。其中應用最廣泛的是“通道熱電子編程(Channel Hot Electron,CHE)”,該方法通過對控制柵施加高電壓,使傳導電子在電場的作用下突破絕緣體的屏障進入到浮動柵內(nèi)部,反之亦然,以此來完成寫入或者抹除動作;另一種方法被稱為“Fowler-Nordheim(FN)隧道效應法”,它是直接在絕緣層兩側(cè)施加高電壓形成高強度電場,幫助電子穿越氧化層通道進出浮動柵。NOR閃存同時使用上述兩種方法,CHE用于數(shù)據(jù)寫入,支持單字節(jié)或單字編程;FN法則用于擦除,但NOR不能單字節(jié)擦除,必須以塊為單位或?qū)φ瑓^(qū)域執(zhí)行擦除操作,由于擦除和編程速度慢、塊尺寸也較大,使得NOR閃存在擦除和編程操作中所花費的時間很長,無法勝任純數(shù)據(jù)存儲和文件存儲之類的應用,但它的優(yōu)點是可支持代碼本地直接運行;其次,NOR閃存采用隨機存儲方式,設備可以直接存取任意區(qū)域的數(shù)據(jù),因此NOR閃存底部有大量的信號引腳,且每個單晶體管都需要輔助讀寫的邏輯,晶體管利用效率較低、容量不占優(yōu)勢。而NAND閃存采用FN法寫入和擦除,且采用一種“頁面-塊”尋址的統(tǒng)一存儲方式,單晶體管的結(jié)構(gòu)相對簡單,存儲密度較高,擦除動作很快,但缺陷在于讀出性能平平且不支持代碼本地執(zhí)行。另一個不可忽視的地方在于,NAND閃存很容易出現(xiàn)壞塊,制造商通過虛擬映射的方式將其屏蔽,這一點很類似于硬盤。
目前,NOR陣營的廠商主要有英特爾與Spansion,后者為AMD與富士通閃存部門合并成立的新企業(yè),英特爾目前的市場份額稍高,而Spansion則在技術(shù)上具有一定的優(yōu)勢,該公司在2005年10月份推出1Gb容量的NOR閃存,創(chuàng)下NOR的最高容量記錄。NAND領(lǐng)域的半導體廠商主要包括三星、現(xiàn)代(Hynix)、東芝、美國IM快閃科技(英特爾與美光科技近日成立的合資公司)等,其中三星占據(jù)的份額超過50%,居絕對的領(lǐng)先地位,該公司在2005年9月份推出16Gb密度的NAND閃存,但要等到今年下半年才有機會進入實質(zhì)性的量產(chǎn)階段。
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|列兵