Flashminne ( engelsk flashminne ) är ett slags halvledarteknik elektriskt omprogrammerbart minne ( EEPROM ). Samma ord används i elektroniska kretsar för att referera till tekniskt kompletta ROM-lösningar i form av mikrokretsar baserade på denna halvledarteknologi. I vardagen har den här frasen tilldelats en bred klass av solid-state lagringsenheter .
Den här artikeln handlar om halvledarteknik och relaterade elektroniska komponenter; det finns andra artiklar om SSD-enheter : minneskort , USB-minne .
På grund av dess kompakthet, låga kostnad, mekaniska styrka, stora volymer, hastighet och låga strömförbrukning, används flashminne i stor utsträckning i digitala bärbara enheter och lagringsmedia. En allvarlig nackdel med denna teknik är den begränsade resursen av bärare [1] [2] , samt känsligheten för elektrostatisk urladdning.
Föregångarna till flashminnesteknik kan betraktas som ultraviolettraderbara läsminnen ( EPROM ) och elektriskt raderbara ROM ( EEPROM ). Dessa enheter hade också en uppsättning flytande grindtransistorer , där insprutningen av elektroner i den flytande grinden ("skrivning") utfördes genom att skapa en stor elektrisk fältstyrka i ett tunt dielektrikum. Ledningsarean för komponenterna i matrisen ökade dock dramatiskt om det var nödvändigt att skapa ett omvänt fält för att ta bort elektroner från den flytande grinden ("radering"), varför två klasser av enheter uppstod: i ett fall, de offrade raderingskretsar, erhöll högdensitetsminne för att skriva en gång, och i ett annat fall gjorde de en fullt fungerande enhet med mycket mindre kapacitet.
Följaktligen var ingenjörernas ansträngningar inriktade på att lösa problemet med tätheten i layouten av raderingskretsarna. De kröntes med framgång - uppfinningen av Toshibas ingenjör Fujio Masuoka ( Jap. 舛岡富士雄) 1984. Namnet "blixt" myntades också i Toshiba - Shoji Ariizumi , för vilken processen att radera innehållet i minnet liknade en ficklampa ( eng. blixt ). Masuoka presenterade sin design 1984 vid IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) som hölls i San Francisco .
1988 släppte Intel det första kommersiella NOR-flashchipet.
NAND-typen av flashminne tillkännagavs av Toshiba 1989 vid International Solid-State Circuits Conference .
Huvudkomponenten i flashminnet är transistorn med flytande grind , som är en typ av MOSFET . Dess skillnad är att den har en extra grind (flytande) placerad mellan kontrollgrinden och p-lagret. Den flytande grinden är isolerad och den negativa laddningen som är lagrad i den kommer att finnas kvar under lång tid.
Det finns anordningar i vilka en enhetscell lagrar en bit information eller flera bitar. I enbitsceller urskiljs endast två nivåer av laddning på den flytande grinden. Sådana celler kallas single-level ( single-level cell, SLC ). I multi-bitars celler urskiljs fler laddningsnivåer; de kallas multi-level ( multi-level cell, MLC [3] [4] ). MLC-enheter är billigare och mer rymliga än SLC-enheter, men har en högre åtkomsttid och ungefär en storleksordning lägre maximalt antal omskrivningar [5] .
Vanligtvis förstås MLC som minne med 4 laddningsnivåer (2 bitar) per cell. Billigare vad gäller minne med 8 nivåer (3 bitar) kallas TLC ( Triple Level Cell ) [3] [4] eller 3bit MLC (som Samsung kallar det) [6] . Det finns också enheter med 16 nivåer per cell (4 bitar), QLC ( quad-level cell ). I augusti 2018 tillkännagav Samsung Electronics starten av massproduktion av SSD:er baserade på QLC V-NAND-minne [7] .
År 2016 dominerar flernivåminne marknaden. Ändå fortsätter SLC-produkter, trots sin många gånger lägre kapacitet, att utvecklas och produceras för särskilt kritiska applikationer [8] .
LjudminneEn naturlig utveckling av idén om MLC-celler var idén att skriva in en analog signal i cellen . Den största användningen av sådana analoga flashchips har varit i reproduktionen av relativt korta ljudfragment i billiga replikerade produkter. Sådana mikrokretsar kan användas i de enklaste leksakerna, ljudkort, telefonsvarare och så vidare. [9]
Flash-minne skiljer sig i metoden för att ansluta celler till en array.
NOR-designen använder den klassiska tvådimensionella matrisen av ledare , där en cell är placerad i skärningspunkten mellan rader och kolumner. I det här fallet var radledaren ansluten till transistorns avlopp och kolumnledaren ansluten till den andra grinden. Källan var kopplad till ett substrat gemensamt för alla.
Utformningen av NAND är en tredimensionell array. Grunden är samma matris som i NOR, men istället för en transistor vid varje korsning installeras en kolumn av seriekopplade celler. I denna design erhålls många grindkedjor i en korsning. Packningsdensiteten kan ökas dramatiskt (trots allt passar bara en grindledare en cell i en kolumn), men algoritmen för att komma åt celler för läsning och skrivning blir märkbart mer komplicerad. Dessutom är två MOS-transistorer installerade i varje linje: en bitlinjekontrolltransistor ( eng. bit line select transistor ), placerad mellan en kolumn av celler och en bitlinje, och en markkontrolltransistor placerad framför marken ( eng. jordvalstransistor ).
NOR-tekniken gör att du snabbt kan komma åt varje cell individuellt, men cellytan är stor. Tvärtom, NAND har en liten cellarea, men relativt lång tillgång till en stor grupp av celler på en gång. Följaktligen skiljer sig användningsområdet: NOR används både för direktminnet av mikroprocessorprogram och för att lagra små extradata.
Namnen NOR och NAND kom från kopplingen mellan kretsen för att inkludera celler i en array med kretsarna för CMOS -logikchips - NOR- och NAND- element.
NAND används oftast för USB-minnen , minneskort, SSD -enheter ; och NOR i inbyggda system .
Det fanns andra alternativ för att kombinera celler till en array, men de slog inte rot.
Flash-minne programmering
Radera flashminnet
För avläsning läggs en positiv spänning på styrgrinden. Om det inte finns någon laddning i den flytande grinden, kommer transistorn att börja leda ström. Annars flyter ingen ström mellan source och drain. För MLC-celler måste flera mätningar göras.
INTE HELLERFör att läsa en viss minnescell är det nödvändigt att applicera en mellanspänning på dess styrport (tillräcklig för transistorledning endast om det inte finns någon laddning i den flytande grinden). De återstående cellerna i ledningen bör utsättas för en minimispänning för att förhindra ledning av dessa celler. Om det inte finns någon laddning i cellen av intresse för oss, kommer det att finnas en ström mellan bitlinjen ( engelsk bitlinje ) och marken.
NANDI detta arrangemang appliceras även en mellanspänning på styrgrinden för en viss cell. Resten av styrgrindarna i ledningen är spänningssatta för att säkerställa att de leder ström. Således uppstår en ström mellan marken och linjen om det inte finns någon laddning i cellen av intresse för oss.
För inspelning måste laddningarna komma in i den flytande grinden, men den är isolerad med ett oxidskikt. Tunneleffekten kan användas för att transportera avgifter . För urladdningen är det nödvändigt att applicera en stor positiv spänning på styrgrinden: en negativ laddning kommer att lämna den flytande grinden med hjälp av tunneleffekten. Omvänt måste en stor negativ spänning appliceras för att ladda den flytande grinden.
Inspelning kan också genomföras med hjälp av heta media-injektion . När en ström flyter mellan källan och avloppet av ökad spänning, kan elektronerna övervinna oxidskiktet och stanna kvar i den flytande grinden. I detta fall är det nödvändigt att en positiv laddning finns på kontrollgrinden, vilket skulle skapa en potential för injektion.
MLC använder olika spänningar och tider för att registrera olika värden [10] .
Varje skrivning gör liten skada på oxidskiktet, så antalet skrivningar är begränsat.
Skrivning i NOR- och NAND-layout består av två steg: först ställs alla transistorer i linjen till 1 (ingen laddning), sedan ställs de önskade cellerna till 0.
INTE HELLERI det första steget rengörs cellerna med tunneleffekten: en stark spänning appliceras på alla styrgrindar. Varmbärarinjektion används för att ställa in en viss cell till 0. En stor spänning appliceras på urladdningsledningen. Det andra viktiga villkoret för denna effekt är närvaron av positiva laddningar på kontrollgrinden. En positiv spänning appliceras endast på vissa transistorer, en negativ spänning appliceras på resten av transistorerna, så noll skrivs endast till cellerna av intresse för oss.
NANDDet första steget i NAND liknar NOR. En tunneleffekt används för att nollställa en cell, till skillnad från NOR. En stor negativ spänning appliceras på de styrgrindar som är intressanta för oss.
NAND-kretsen visade sig vara praktisk för att bygga en vertikal layout av ett cellblock på ett chip [11] [12] [13] . Ledande och isolerande skikt avsätts på kristallen i skikt, som bildar grindledarna och själva grindarna. Sedan bildas ett flertal hål i dessa skikt över hela djupet av skikten. Strukturen av fälteffekttransistorer appliceras på hålens väggar - isolatorer och flytande grindar. Således bildas en kolumn av ringformade FET:er med flytande grindar.
En sådan vertikal struktur visade sig vara mycket framgångsrik och gav ett kvalitativt genombrott i flashminnets täthet. Vissa företag marknadsför tekniken under sina egna varumärken, som V-NAND, BiCS. Antalet lager ökar med utvecklingen av teknik: till exempel nådde antalet lager i ett antal produkter 64 2016 [14] , 2018 bemästrades produktionen av 96-lagers minne [15] , 2019 meddelade Samsung serieutvecklingen av 136-lagers kristaller [16] . År 2021 planerade tillverkarna att byta till 256 lager och 2023 - till 512, vilket kommer att tillåta att placera upp till 12 terabyte data på ett flashchip [17] . I slutet av juli 2022 var det amerikanska företaget Micron Technology först i världen med att släppa ett 232-lagers NAND-minne (TLC-minne med sex plan med möjlighet till oberoende avläsning i varje plan) [18] , och en vecka senare , i början av augusti 2022 slog Hynix detta rekord med lanseringen av 238-lagers flashminne [19] [20] ..
För att spara utrymme kan ett flashminneschip packa flera halvledarwafers (kristaller), upp till 16 stycken [21] .
Skriv- och läsceller skiljer sig åt i strömförbrukning: flashminnesenheter drar hög ström när de skriver för att generera höga spänningar, medan strömförbrukningen är relativt liten vid läsning.
Förändringen i avgift är associerad med ackumuleringen av irreversibla förändringar i strukturen, och därför är antalet poster för en flashminnescell begränsat. Typiskt antal radera-skrivcykler varierar från tusen eller mindre till tiotals och hundratusentals, beroende på typen av minne och tillverkningsprocess. Den garanterade resursen är betydligt lägre vid lagring av några bitar per cell (MLC och TLC) och vid användning av 30 nm och högre klass tekniska processer.
En av anledningarna till försämringen är oförmågan att individuellt kontrollera laddningen av den flytande grinden i varje cell. Faktum är att skrivning och radering utförs på många celler samtidigt - detta är en integrerad egenskap hos flashminnesteknik. Skrivaren kontrollerar laddningsinsprutningens tillräcklighet enligt referenscellen eller medelvärdet. Gradvis är laddningen av individuella celler inte matchad och går vid något tillfälle utöver de tillåtna gränserna, vilket kan kompenseras genom insprutningen av skrivmaskinen och uppfattas av läsaren. Det är tydligt att graden av cellidentitet påverkar resursen. En av konsekvenserna av detta är att med en minskning av de topologiska normerna för halvledarteknik blir det allt svårare att skapa identiska element, så frågan om inspelningsresurser blir mer akut.
En annan orsak är den ömsesidiga diffusionen av atomer, isolerande och ledande områden i halvledarstrukturen, accelererad av den elektriska fältgradienten i fickområdet och periodiska elektriska sammanbrott av isolatorn under skrivning och radering. Detta leder till en suddighet av gränserna och en försämring av kvaliteten på isolatorn, samt en minskning av laddningslagringstiden.
Ursprungligen, på 2000-talet, för 56-nm minne, var en sådan raderingsresurs upp till 10 tusen gånger för MLC-enheter och upp till 100 tusen gånger för SLC-enheter, men med en minskning av tekniska processer minskade antalet garanterade raderingar . För 34-nm-minne (början av 2010-talet) garanterade den vanliga 2-bitars MLC cirka 3-5 tusen och SLC - upp till 50 tusen [22] . Under 2013 garanterade individuella modeller i storleksordningen några tusen cykler för MLC och mindre än tusen (flera hundra) för TLC innan nedbrytningen började [23] .
Minnestyp | Resurs | Exempel på lösningar |
---|---|---|
SLC NOR | 100 000 .. 1 000 000 | Numonyx M58BW, Spansion S29CD016J |
MLC NOR | 100 000 | Numonyx J3 blixt |
SLC NAND | 100 000 | Samsung OneNAND KFW4G16Q2M |
MLC NAND | 1000 .. 10 000 | Samsung K9G8G08U0M |
TLC NAND | 1000 | Samsung SSD 840 |
3D MLC NAND | 6000 .. 40 000 | Samsung SSD 850 PRO, Samsung SSD 845DC PRO |
3D TLC NAND | 1000 ... 3000 | Samsung SSD 850 EVO, Samsung SSD 845DC EVO, Crucial MX300 |
Forskning pågår om en experimentell teknik för att återställa en flashminnescell genom att lokalt värma upp portisolatorn till 800 °C under några millisekunder. [24]
Fickisoleringen är inte idealisk, laddningen ändras gradvis. Hållbarheten för laddningen, som deklareras av de flesta tillverkare för hushållsprodukter, överstiger inte 10-20 år , även om garantin på media ges i högst 5 år. Samtidigt har MLC-minnet en kortare tid än SLC.
Specifika miljöförhållanden, såsom förhöjda temperaturer eller strålningsexponering (gammastrålning och högenergipartiklar), kan katastrofalt förkorta lagringstiden för data.
Med moderna NAND-chips, vid läsning, kan data skadas på intilliggande sidor inom ett block. Att utföra ett stort antal (hundratusentals eller fler) läsoperationer utan att skriva om kan påskynda uppkomsten av ett fel [25] [26] .
Enligt Dell är varaktigheten för lagring av data på en SSD utan ström starkt beroende av antalet tidigare skrivcykler (P/E) och typen av flashminne, och kan i värsta fall vara 3-6 månader [26 ] [27] .
Radering, skrivning och läsning av flashminne förekommer alltid i relativt stora block av olika storlekar, medan storleken på raderingsblocket alltid är större än skrivblocket och storleken på skrivblocket inte är mindre än storleken på läsblocket. Egentligen är detta ett karakteristiskt utmärkande drag för flashminne i förhållande till klassiskt EEPROM-minne .
Som ett resultat har alla flashminneschips en uttalad hierarkisk struktur. Minnet är uppdelat i block, block består av sektorer, sektorer - från sidor. Beroende på syftet med en viss mikrokrets kan hierarkins djup och storleken på elementen variera.
Till exempel kan ett NAND-chip ha en raderingsblockstorlek på hundratals kilobyte, en skriv- och lässida på 4 kilobyte. För NOR-mikrokretsar varierar storleken på det raderade blocket från några till hundratals kilobyte, storleken på skrivsektorn - upp till hundratals byte, storleken på den lästa sidan - några till tiotals byte.
Raderingstiden varierar från enheter till hundratals millisekunder beroende på storleken på det raderade blocket. Inspelningstiden är tiotals till hundratals mikrosekunder.
Normalt normaliseras lästiden för NOR-mikrokretsar till tiotals nanosekunder. För NAND-chips är lästiden tiotals mikrosekunder.
På grund av dess mycket regelbundna struktur och höga efterfrågan på stora volymer, minskar tillverkningsprocessen för NAND-blixt snabbare än för mindre vanligt DRAM och nästan oregelbunden logik (ASIC). Hög konkurrens mellan flera ledande tillverkare påskyndar bara denna process [28] . I varianten av Moores lag för logiska kretsar fördubblas antalet transistorer per ytenhet på tre år, medan NAND-blixt visade en fördubbling på två år. 2012 behärskades 19nm-processtekniken av ett joint venture mellan Toshiba och SanDisk [29] . I november 2012 [30] började Samsung också produktionen av 19 nm processteknologi (aktivt med hjälp av frasen "10nm-klass" i marknadsföringsmaterial, vilket betecknar någon process från 10-19 nm intervallet) [31] [32] [33] [34] .
ITRS eller företag | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ITRS Flash Roadmap 2011 [29] | 32 nm | 22 nm | 20 nm | 18 nm | 16 nm | ||||
ITRS Flash Roadmap 2013 [35] [36] | 17 nm | 15 nm | 14 nm | ||||||
Samsung [29] [36] Samsung 3D NAND (CTF) [36] |
35-32 nm | 27 nm | 21 nm (MLC, TLC) | 19 nm | 19-16nm V-NAND (24L) |
12nm V-NAND (32L) |
16-10 nm | 12-10 nm | 12-10 nm |
Micron, Intel [29] [36] | 34-25 nm | 25 nm | 20 nm (MLC+HKMG) | 20 nm (TLC) | 16 nm | 16nm 3D NAND |
16nm 3D-NAND Gen2 |
12nm 3D NAND |
12nm 3D NAND |
Toshiba, Sandisk [29] [36] | 43-32 nm | 24 nm | 19 nm (MLC, TLC) | A-19 nm | 15 nm | 15nm 3D NAND BiCS |
15nm 3D NAND BiCS |
12nm 3D NAND |
12nm 3D NAND |
SK Hynix [29] [36] | 46-35 nm | 26 nm | 20 nm (MLC) | 20 nm | 16 nm | 16 nm 3D V1 |
16 nm | 12 nm | 12 nm |
Minskningen av den tekniska processen gjorde det möjligt att snabbt öka volymen av NAND-flashminneschips. År 2000 hade flashminne med 180 nm-teknik en datavolym på 512 Mbit per chip, 2005 - 2 Gbit vid 90 nm. Sedan skedde en övergång till MLC, och 2008 hade chipsen en volym på 8 Gbit (65 nm) [37] . 2010 var cirka 25-35 % av markerna 16 Gb stora, 55 % var 32 Gb [38] . Under 2012–2014 användes 64 Gbit-chips i stor utsträckning i nya produkter, och introduktionen av 128 Gbit-moduler (10 % i början av 2014) tillverkade med 24–19 nm tillverkningsprocesser [37] [38] började .
När tillverkningsprocessen minskar och närmar sig de fysiska gränserna för nuvarande tillverkningsteknologier , i synnerhet fotolitografi , kan en ytterligare ökning av datatätheten uppnås genom att flytta till fler bitar per cell (till exempel flytta från 2-bitars MLC till 3-bitars TLC ), ersätter FG -cellteknologier till CTF-teknik eller byter till ett tredimensionellt arrangemang av celler på en platta (3D NAND, V-NAND; detta ökar dock processsteget). Till exempel, ungefär 2011–2012, introducerade alla tillverkare luftspalter mellan styrlinjerna, vilket gjorde det möjligt att fortsätta skalningen bortom 24–26 nm [39] [40] , och 2013–2014 började Samsung serietillverka 24 - och 32-lagers 3D NAND [41] baserad på CTF-teknik [42] , inklusive versionen med 3-bitars (TLC) celler [43] . Minskningen av slitstyrkan (raderingsresurs), som visar sig med en minskning av den tekniska processen, såväl som en ökning av frekvensen av bitfel, krävde användningen av mer komplexa felkorrigeringsmekanismer och en minskning av garanterade inspelningsvolymer och garantiperioder [44] . Men trots de åtgärder som vidtagits är det troligt att möjligheten till ytterligare skalning av NAND-minnet inte kommer att vara ekonomiskt motiverad [45] [46] eller fysiskt omöjlig. Många möjliga ersättningar för flashminnesteknik undersöks, såsom FeRAM , MRAM , PMC, PCM , ReRAM , etc. [47] [48] [49]
Önskan att nå kapacitansgränserna för NAND-enheter har lett till "äktenskapsstandardisering" - rätten att producera och sälja mikrokretsar med en viss procentandel av defekta celler och utan garanti för att nya "dåliga block" inte kommer att dyka upp under drift. För att minimera dataförlusten är varje sida i minnet försedd med ett litet extra block där en kontrollsumma skrivs , information för återställning från enbitsfel, information om dåliga element på denna sida och antalet skrivningar till denna sida.
Komplexiteten i läsalgoritmer och tillåtligheten av ett visst antal defekta celler tvingade utvecklare att utrusta NAND-minneschips med ett specifikt kommandogränssnitt. Detta innebär att du först måste utfärda ett speciellt kommando för att överföra den angivna minnessidan till en speciell buffert inuti chipet, vänta på att denna operation ska slutföras, läsa bufferten, kontrollera dataintegriteten och, om nödvändigt, försöka återställa dem .
Den svaga punkten med flashminnet är antalet omskrivningscykler på en sida. Situationen förvärras också av att standardfilsystem - det vill säga standardfilhanteringssystem för mycket använda filsystem - ofta skriver data till samma plats. Filsystemets rotkatalog uppdateras ofta, så att de första minnessektorerna kommer att använda upp sitt utbud mycket tidigare. Fördelningen av belastningen kommer avsevärt att förlänga minnets livslängd [50] .
För att förenkla användningen av NAND-flashminneschips används de i kombination med speciella chips - NAND-kontroller. Dessa kontroller måste utföra allt det grova arbetet med att serva NAND-minnet: konvertera gränssnitt och protokoll, adressera virtualisering (för att kringgå dåliga celler), kontrollera och återställa data vid läsning, ta hand om olika storlekar på raderings- och skrivblock ( Skrivförstärkning), ta hand om den periodiska uppdateringen av de registrerade blocken, enhetlig fördelning av belastningen på sektorerna under inspelning ( slitageutjämning).
Uppgiften att jämnt fördela slitage är dock inte nödvändig, så de enklaste kontrollerna kan installeras i de billigaste produkterna för ekonomins skull. Sådana flashminneskort och USB-nyckelbrickor kommer snabbt att misslyckas om de skrivs över ofta. Om du behöver skriva data till flashenheter väldigt ofta är det att föredra att använda dyra produkter med mer hållbart minne (MLC istället för TLC, SLC istället för MLC) och högkvalitativa kontroller.
Dyra NAND-styrenheter kan också få i uppdrag att "snabbla upp" flashminneschips genom att distribuera en fils data över flera chips. Tiden för att skriva och läsa en fil minskar avsevärt.
Ofta, i inbäddade applikationer, kan flashminne anslutas direkt till enheten - utan en styrenhet. I det här fallet måste kontrollernas uppgifter utföras av programvarans NAND-drivrutin i operativsystemet. För att inte utföra redundant arbete med enhetlig distribution av poster över sidor, försöker de använda sådana media med speciella filsystem : JFFS2 [51] och YAFFS [52] för Linux , etc.
Det finns två huvudsakliga användningsområden för flashminne: som lagringsmedia för datorer och elektroniska prylar , och som lagring för programvara (" firmware ") för digitala enheter. Ofta kombineras dessa två applikationer i en enhet.
När den lagras i flashminnet är det möjligt att enkelt uppdatera enheternas firmware under drift.
NOR flash är mest tillämpbart i enheter med relativt litet icke-flyktigt minne som kräver snabb åtkomst till slumpmässiga adresser och med en garanti för att det inte finns några dåliga element:
Där rekordmängder minne krävs är NAND-flash ur konkurrens. NAND-chips visade en konstant ökning i volymer, och för 2012 hade NAND rekordvolymer per 8-chips mikroenhet på 128 GB (det vill säga volymen för varje chip är 16 GB eller 128 Gbit) [53] .
Först och främst används NAND-flashminne i alla typer av mobila databärare och enheter som kräver stora mängder lagringsutrymme för att fungera. I grund och botten är dessa USB-nyckelbrickor och minneskort av alla slag, såväl som mobila enheter som telefoner, kameror, mediaspelare.
NAND-flashminne har gjort det möjligt att miniatyrisera och minska kostnaderna för datorplattformar baserade på standardoperativsystem med avancerad mjukvara. De började byggas in i många hushållsapparater: mobiltelefoner och TV-apparater, nätverksroutrar och åtkomstpunkter, mediaspelare och spelkonsoler, fotoramar och navigatorer.
Den höga läshastigheten gör NAND-minne attraktivt för hårddiskcache. Samtidigt lagrar operativsystemet ofta använda data på en relativt liten solid-state-enhet och skriver generella data till en stor diskenhet [54] . Det är också möjligt att kombinera en 4-8 GB flashbuffert och en magnetisk disk i en enda enhet, en hybridhårddisk (SSHD, Solid-state hybrid drive).
På grund av sin höga hastighet, volym och kompakta storlek ersätter NAND-minnet aktivt andra typer av media från cirkulation. Först försvann disketter och disketter [55] och populariteten för magnetbandsenheter minskade . Magnetiska medier har nästan helt avlägsnats från mobil- och mediaapplikationer.
Standardisering LågnivågränssnittOpen NAND Flash Interface (ONFI) är engagerad i standardisering av paket, gränssnitt, kommandosystem och problem med att identifiera NAND-flashminneschips . Den första standarden var ONFI-specifikationen version 1.0 [56] som släpptes den 28 december 2006, följt av ONFI V2.0, V2.1, V2.2, V2.3, V3.0 (2011) [57] . ONFI-gruppen stöds av Intel , Micron Technology , Hynix , Numonyx [58] .
Samsung och Toshiba utvecklar sitt eget alternativ till ONFI, Toggle Mode DDR-standard. Den första revideringen släpptes 2009, den andra 2010 [57] .
Gränssnitt på hög nivåUtöver standardiseringen av minneschip direkt, finns en specifik formalisering av tillgången till långtidsminne från vanliga digitala gränssnitt. Till exempel arbetar gruppen Non-Volatile Memory Host Controller Interface på att standardisera skapandet av solid-state-enheter för PCI Express -gränssnittet .
Integrerade minnes- och styrlösningar i form av mikrokretsar skiljer sig, till exempel används inbäddat eMMC- minne flitigt , med ett elektriskt gränssnitt som liknar MMC , men gjort i form av en mikrokrets [59] . Detta gränssnitt utvecklas av JEDEC .
Stora tillverkare av NAND-flashminnen: Micron/Intel, SK Hynix, Toshiba/SanDisk, Samsung. För 2014 är cirka 35-37 % av marknaden ockuperad av Toshiba/SanDisk och Samsung. 17 % av leveranserna görs av Micron/Intel, ytterligare 10 % av Hynix. Den totala storleken på NAND-marknaden uppskattas till cirka 20-25 miljarder US-dollar, från 40 till 60 miljarder gigabyte produceras per år, varav en fjärdedel är inbyggt eMMC - minne. 2013 tillverkades minne främst enligt tekniska processer i intervallet 20-30 nm, 2014 blev 19 nm-minnet populärt. Mindre än 2% av marknaden ockuperades av Samsungs 3D-NAND-minne, andra tillverkare planerade att producera 3D-NAND från mitten av 2015 [38] .
Endast mindre än 5 % av NAND-minnet som levererades 2012–2014 hade enbitarsceller (SLC), 75 % var tvåbitarsminne (MLC) och 15–25 % var trebitarsminne (TLC, främst Samsung och Toshiba/SanDisk, med mitten av 2014-2015 även andra) [38] .
Stora tillverkare av NAND-minneskontroller: Marvell, LSI-SandForce, även NAND-minnestillverkare. För eMMC-styrenheter (eMCP) tillverkas av: Samsung, SanDisk, SK Hynix, Toshiba, Micron, Phison, SMI, Skymedi [38] .
![]() | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
Minneskort | ||
---|---|---|
Huvudartiklar | ||
Typer |
|
Mikrokontroller | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Arkitektur |
| |||||||
Tillverkare |
| |||||||
Komponenter | ||||||||
Periferi |
| |||||||
Gränssnitt | ||||||||
OS | ||||||||
Programmering |
|