NAND_SLC和MLC

NAND_SLC和MLC


2024年3月29日发(作者:铭瑄主板质量怎么样)

NAND的SLC和MLC 介绍

SLC和MLC

NAND闪存可分为三大架构:单层单元(Single Level Cell),SLC;多层单元(Multi Level

Cell),MLC;多位单元(Multi Bit Cell),MBC。其中,MBC是Infineon和Saifun以NROM

技术为基础共同开发的NAND闪存架构,该项架构技术并不是十分成熟,目前 没有广泛应用,

本节略过不提。

SLC和MLC结构和工作原理示意图

SLC是基础的NAND闪存技术,与EEPROM的原理类似(整个NAND闪存都 是东芝根据EEPROM

发展开发的)。其工作原理简单来说,是在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮

存电子的浮动栅(Floating Gate,闪存存储单元中存放电荷的部分),数据是0或1取决

于浮动栅中是否有电荷。有电荷为0,无电荷为1。写入时只有数据为0时才进行写入,写

入方式 是向栅电极和漏极施加高电压,增加在源极和漏极之间传导的电荷能量。电荷突破

氧化膜绝缘体,进入浮动栅。读取数据时,向栅电极施加一定的电压,电流大为 1,电流小

则定为0。

采用这样的方式在每个Cell中可存储1个bit的信息,其特点是稳定、读写速度快,但Cell

可写入次数为10万次,三星是SLC是主要倡导者。但是SLC也有很大的缺点,就是同面积

容量比较小,并且由于先天上的限制,基本上很难再往前发展。

1997年,Intel率先研发成功MLC,其原理是将2个或2个以上bit以上 的信息写入一个

浮动栅,然后利用不同电位的电荷,透过内存储存格的电压控制精准读写。MLC由于成本低,

容量大,问世以来得到了Intel、东芝、 Hynix等多家闪存大厂的支持,其中东芝更是大力

发展MLC技术。不过,MLC也有其缺点,那就是工作不如SLC稳定,读写速度也比SLC慢。

还 有,MLC的可写入次数为1万次。因此,MLC曾一度被误解为劣质闪存芯片。不过,由于

容量上的先天优势,MLC技术也在不断改进和发展。

大容量低价闪存的出现使闪存的应用更广泛

2004年,东芝接续推出了MLC 4Gbit和8Gbit容量NAND芯片,将NAND闪存容量更推上新

高峰。2005年,东芝曾采用90nm技术与三星的73nm技术展开肉搏。东芝 90nm MLC闪存的

存储密度为每平方毫米29Mb,远远高于三星73nm闪存的每平方毫米25.8Mb的密度。

因此,一直将重点放在SLC的三星也开始改变对MLC的看法。2004年 和2005年三星在国

际固态电路大会(ISSCC)上提交的MLC技术论文,标志着该公司的观点发生了变化。虽然

在三星的网站上仍旧没有任何有关MLC闪 存的营销信息,但该公司的确已生产出了4Gb MLC

NAND闪存芯片。其裸片尺寸是156平方mm,同东芝采用90nm工艺的MLC 4Gb NAND闪存相

比,还是大了18平方mm。因此在MLC技术上追上东芝,三星在其下一代MLC技术上还需要

改进。

不过,三星最近改进了新的的Flex-OneNAND型闪存,这是一种混合型闪存芯片,可以在一

颗芯片封装里混合采用SLC和MLC。以此来综合两者的优势,这种产品的接受度和实际性能

还有待市场的检验。

无论如何,MLC的出现和发展,使得闪存在相对低的成本下实现越来越高的容量成为 可能。

近年来各种NAND闪存存储卡体积越来越小,容量越来越大。以往由于容量上的缺陷,需要

由0.8英寸、1英寸、1.8英寸等微型硬盘来填补空白的领 域,现在正逐渐被大容量闪存“收

复失地”,例如CF卡。相对于硬盘来说,闪存由于没有硬盘那样比较复杂伺服机构,稳定

性、安全性、抗震性都要高很多,此外 体积、重量、发热、噪音等各方面都要低不少。


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