NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過(guò)了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。
相“flash存儲(chǔ)器”經(jīng)常可以與相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處,因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來(lái)存儲(chǔ)少量的代碼,這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解決方案。
NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place),這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行,不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。
NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度,并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。
內(nèi)存和NOR型閃存的基本存儲(chǔ)單元是bit,用戶(hù)可以隨機(jī)訪問(wèn)任何一個(gè)bit的信息。而NAND型閃存的基本存儲(chǔ)單元是頁(yè)(Page)(可以看到,NAND型閃存的頁(yè)就類(lèi)似硬盤(pán)的扇區(qū),硬盤(pán)的一個(gè)扇區(qū)也為512字節(jié))。每一頁(yè)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(yè)面容量,2Gb以上容量的NAND型閃存則將頁(yè)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(xiě)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(xiě)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(yè),容量16KB;而大容量閃存采用2KB頁(yè)時(shí),則每個(gè)塊包含64個(gè)頁(yè),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(shuō)的512字節(jié)。但較大容量的NAND型閃存也越來(lái)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(guò)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(yè),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(yè)面中的起始操作地址)、塊地址和相應(yīng)的頁(yè)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(xiě)請(qǐng)求。