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深圳市易卡信電子科技有限公司
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內(nèi)存和NOR型閃存的基本存儲(chǔ)單元是bit，用戶可以隨機(jī)訪問任何一個(gè)bit的信息。而NAND型閃存的基本存儲(chǔ)單元是頁(Page)(可以看到，NAND型閃存的頁就類似硬盤的扇區(qū)，硬盤的一個(gè)扇區(qū)也為512字節(jié))。每一頁的有效容量是512字節(jié)的倍數(shù)。所謂的有效容量是指用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的部分，實(shí)際上還要加上16字節(jié)的校驗(yàn)信息，因此我們可以在閃存廠商的技術(shù)資料當(dāng)中看到“(512+16)Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型閃存絕大多數(shù)是(512+16)字節(jié)的頁面容量，2Gb以上容量的NAND型閃存則將頁容量擴(kuò)大到(2048+64)字節(jié)。
NAND型閃存以塊為單位進(jìn)行擦除操作。閃存的寫入操作必須在空白區(qū)域進(jìn)行，如果目標(biāo)區(qū)域已經(jīng)有數(shù)據(jù)，必須先擦除后寫入，因此擦除操作是閃存的基本操作。一般每個(gè)塊包含32個(gè)512字節(jié)的頁，容量16KB；而大容量閃存采用2KB頁時(shí)，則每個(gè)塊包含64個(gè)頁，容量128KB。
每顆NAND型閃存的I/O接口一般是8條，每條數(shù)據(jù)線每次傳輸(512+16)bit信息，8條就是(512+16)×8bit，也就是前面說的512字節(jié)。但較大容量的NAND型閃存也越來越多地采用16條I/O線的設(shè)計(jì)，如三星編號(hào)K9K1G16U0A的芯片就是64M×16bit的NAND型閃存，容量1Gb，基本數(shù)據(jù)單位是(256+8)×16bit，還是512字節(jié)。
尋址時(shí)，NAND型閃存通過8條I/O接口數(shù)據(jù)線傳輸?shù)刂沸畔堪鼈魉?位地址信息。由于閃存芯片容量比較大，一組8位地址只夠?qū)ぶ?56個(gè)頁，顯然是不夠的，因此通常一次地址傳送需要分若干組，占用若干個(gè)時(shí)鐘周期。NAND的地址信息包括列地址(頁面中的起始操作地址)、塊地址和相應(yīng)的頁面地址，傳送時(shí)分別分組，至少需要三次，占用三個(gè)周期。隨著容量的增大，地址信息會(huì)更多，需要占用更多的時(shí)鐘周期傳輸，因此NAND型閃存的一個(gè)重要特點(diǎn)就是容量越大，尋址時(shí)間越長(zhǎng)。而且，由于傳送地址周期比其他存儲(chǔ)介質(zhì)長(zhǎng)，因此NAND型閃存比其他存儲(chǔ)介質(zhì)更不適合大量的小容量讀寫請(qǐng)求。
決定NAND型閃存的因素有哪些？
1．頁數(shù)量
前面已經(jīng)提到，越大容量閃存的頁越多、頁越大，尋址時(shí)間越長(zhǎng)。但這個(gè)時(shí)間的延長(zhǎng)不是線性關(guān)系，而是一個(gè)一個(gè)的臺(tái)階變化的。譬如128、256Mb的芯片需要3個(gè)周期傳送地址信號(hào)，512Mb、1Gb的需要4個(gè)周期，而2、4Gb的需要5個(gè)周期。
2．頁容量
每一頁的容量決定了一次可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，因此大容量的頁有更好的性能。前面提到大容量閃存(4Gb)提高了頁的容量，從512字節(jié)提高到2KB。頁容量的提高不但易于提高容量，更可以提高傳輸性能。我們可以舉例子說明。以三星K9K1G08U0M和K9K4G08U0M為例，前者為1Gb，512字節(jié)頁容量，隨機(jī)讀(穩(wěn)定)時(shí)間12μs，寫時(shí)間為200μs；后者為4Gb，2KB頁容量，隨機(jī)讀(穩(wěn)定)時(shí)間25μs，寫時(shí)間為300μs。假設(shè)它們工作在20MHz。
讀取性能：NAND型閃存的讀取步驟分為：發(fā)送命令和尋址信息→將數(shù)據(jù)傳向頁面寄存器(隨機(jī)讀穩(wěn)定時(shí)間)→數(shù)據(jù)傳出(每周期8bit，需要傳送512+16或2K+64次)。 |
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