义乌农家乐排行榜:高容量移动应用的NOR闪存和NAND闪存(图)

作者：M-Systems公司 Francois Kaplan 　日期：2006-3-1 　来源：本网
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对存储容量需求指数级的增长证明了从基于NOR闪存的手机向基于NAND闪存手机的转变
高速数据传输网络和多媒体服务的大量部署使得具有更大的存储量成为新型手机和3G手机共有的要素。这些手机的存储量有望超过1Gb，而低端3G手机的存储能力将至少是32Mb。
手机和其他移动设备的设计者正面临着一个复合的挑战：为新产品的设计选择最佳的闪存技术。这需要对NOR闪存、SLC（单级存储单元） NAND闪存和MLC（多级存储单元） NAND闪存的区别有基本的了解，同时还要对这些闪存技术如何实施有比较深入的理解。
从NOR到NAND
NAND闪存技术在智能手机中的应用从2001年就开始了，在过去的两年中，基于NAND闪存手机的数量和占有率都呈指数级增长。Semico的统计数据显示：2005年第一季度NAND闪存的收入首次超过了NOR闪存。
两种技术的主要区别
表1比较了NOR闪存和NAND闪存技术的关键特性。NAND是高密度数据存储的理想方案，而NOR则最适合代码存储——这通常是低密度的。

表1 NOR闪存和NAND闪存的比较
从SLC到MLC
为了适应对低成本、高性能的嵌入式存储不断增长的需求，NAND密度的增长已经超过摩尔定律，每12个月翻一番。2003年MLC的出现使NAND闪存技术的发展产生了飞跃。由于SLC每个单元只能存储1b，而MLC中每个单元可存储2b，这使得在给定的闪存裸片上，MLC NAND的密度提高了近80%。因此，MLC NAND有优越的成本结构，但是，它也有固有的缺陷：性能和可靠性都不如SLC NAND。
虽然MLC NAND在成本结构上有所突破，但该技术固有的局限性使它很难集成到现实的应用当中。MLC NAND需要更先进的闪存管理算法和控制来正确处理该技术的以下几个缺陷。
写入速度慢
尽管其读取速度与SLC NAND相当，MLC NAND的写入速度较慢。
可靠性低
SLC NAND的出错率为每页（512字节）1b，而目前MLC NAND的出错率是其4倍，未来产品的出错率还有可能更高。另外，MLC NAND产生坏块（bad block）的平均水平也较高，将近5%，因此它需要更有效的管理机制。
闪存管理不兼容
MLC NAND和SLC NAND的基本机制不同。例如，MLC NAND需要顺序写入，而SLC NAND的写入是无序的。
嵌入式闪存
NAND闪存技术和工艺的进展比芯片组更快。以智能手机的芯片组为例，它从2003年底开始支持small-block SLC NAND闪存。同年的早些时候large-block SLC和MLC NAND就已经出现了。到2005年底为止，终于有一些支持large-block NAND闪存的芯片组出现了，但仍没有能够支持MLC NAND闪存的芯片组。NAND闪存最初是在2001年随EFD（嵌入式闪存驱动）一起进入手机市场的。EFD在同一个芯片上集成了闪存介质和闪存控制，还带有闪存管理软件。
EFD对NAND闪存的存取是通过像NOR一样的接口，使得它很容易集成到芯片组。EFD还提供了芯片内执行启动区（XIP boot block），使得将NOR闪存完全从主机系统转移成为可能，这显著缩小了材料的尺寸。
由于工艺上不断的压缩，并转向MLC NAND闪存技术，NAND闪存技术的质量降低了，这使EFD变得更加重要。它使得手机设计师不再需要克服利用NAND闪存的障碍了。
很多NAND闪存制造商目前都提供EFD方案，包括Sandisk的iNAND、Samsung的OneNAND以及M-Systems的DiskOnChip，Toshiba也销售DiskOnChip。
迎接挑战
除了不断适应可靠性下降这一技术挑战，其他挑战也相继出现了。首先，是对NAND闪存可靠的分配，这个需求不但很高而且在不断增长。第二个挑战就是最新闪存工艺的实现，这可以从每年NAND闪存价格的大幅下降中受益。
EFD的标准化
为实现开发成本最小化，OEM设计出支持多个方案的平台。由于一个平台的使用寿命大约两年，设计出能够支持最新NAND技术的平台几乎是不可能的。对在主机上运行的闪存管理软件的更新和考察是个费时费力的工作。很多时候，设计师不得不推迟使用最新的NAND技术。
新一代的EFD采用了新的手段，例如M-Systems的DOC H3，它将闪存管理软件作为EFD控制的固件，如图1所示。这一改进的构造使得在已有的平台上使用最先进的NAND技术时能实现即插即用的集成。

图1 闪存管理软件成为EFD控制的固件
从现在到未来
由于手机市场不断提供更多的服务，越来越复杂，对存储容量指数级的增长证明了从基于NOR闪存的手机向基于NAND闪存手机的转变。第二代EFD将使手机制造商支持新的能实现即插即用的NAND技术，帮助他们更快的将新型的、高密度的手机推向市场。