휴대폰 플래시 메모리란 무엇인가요?

플래시 메모리

플래시 메모리는 전원이 꺼져도 저장된 데이터를 유지할 수 있는 장수명 비휘발성 메모리입니다. 데이터 삭제 단위는 단일 바이트가 아니라 고정 블록(참고: NOR 플래시는 바이트 저장입니다.)이며 블록 크기는 일반적으로 256KB~20MB입니다. 플래시 메모리는 전자적으로 지울 수 있는 읽기 전용 메모리(EEPROM)의 변형입니다. 플래시 메모리와 EEPROM의 차이점은 EEPROM은 전체 칩을 지우는 대신 바이트 수준에서 삭제하고 다시 쓸 수 있다는 것입니다. . 제거하다. 플래시 메모리는 전원이 꺼져도 데이터를 저장할 수 있기 때문에 컴퓨터의 BIOS(기본 프로그램), PDA(개인 휴대 정보 단말기), 디지털 카메라 등에 데이터를 저장하는 등의 설정 정보를 저장하는 데 주로 사용됩니다. .

개념

플래시 메모리는 비휘발성 메모리이므로 전원을 꺼도 데이터가 손실되지 않습니다. 플래시 메모리는 RAM(Random Access Memory)처럼 바이트 단위로 데이터를 다시 쓰지 않기 때문에 RAM을 대체할 수 없습니다.

플래시 카드(Flash Card)는 플래시 메모리(Flash Memory) 기술을 이용해 전자적 정보를 저장하는 메모리로 일반적으로 디지털 카메라, 휴대용 컴퓨터, MP3 등 소형 디지털 제품의 저장 매체로 사용되기 때문에 컴팩트해 보인다. 카드와 비슷해서 플래시 카드라고도 합니다. 다양한 제조업체 및 다양한 응용 프로그램에 따라 플래시 메모리 카드에는 SmartMedia(SM 카드), Compact Flash(CF 카드), MultiMediaCard(MMC 카드), Secure Digital(SD 카드), Memory Stick(메모리 스틱) 및 XD-Picture가 포함됩니다. XD 카드와 MICRODRIVE와 같은 플래시 메모리 카드는 모양과 사양이 다르지만 기술 원리는 동일합니다.

기술적 특징

NOR 플래시 메모리와 NAND 플래시 메모리에는 큰 차이가 있습니다. 예를 들어 NOR 플래시 메모리는 독립된 주소 라인과 데이터 라인을 가지고 있어 메모리와 비슷하지만 가격이 비쌉니다. 가격은 더 비싸고 용량은 더 작지만 NAND 유형은 하드 디스크에 더 가깝지만 주소 라인과 데이터 라인이 가장 일반적으로 사용되는 I/O 라인입니다. 하드 디스크와 유사한 모든 정보는 하드 디스크를 통해 전송됩니다. line, NAND형과 NOR형 플래시 메모리에 비해 가격은 저렴하고 용량은 훨씬 큽니다. 따라서 NOR 플래시 메모리는 빈번한 무작위 읽기 및 쓰기에 더 적합합니다. 일반적으로 프로그램 코드를 저장하고 플래시 메모리에서 직접 실행하는 데 사용됩니다. 휴대폰은 NOR 플래시 메모리의 가장 큰 사용자이므로 휴대폰의 "메모리" 용량은 다음과 같습니다. 일반적으로 크지 않습니다. NAND 플래시 메모리는 주로 데이터를 저장하는 데 사용됩니다. 플래시 드라이브, 디지털 메모리 카드 등 일반적으로 사용되는 플래시 메모리 제품은 모두 NAND 플래시 메모리를 사용합니다.

MCU 플래시 메모리

여기서 개념을 바로잡아야 합니다. 즉, 플래시 메모리의 속도는 실제로 작동 속도와 주파수가 MCU보다 훨씬 낮다는 것입니다. 메모리, 낸드플래시 메모리 등 하드디스크와 같은 동작 방식은 메모리를 직접 접근하는 방식에 비해 효율도 훨씬 느리다. 따라서 플래시 드라이브의 성능 병목 현상이 인터페이스 때문이라고 생각하거나 USB2.0 인터페이스를 채택한 후 플래시 드라이브의 성능이 크게 향상될 것이라고 당연하게 여기지 마십시오.

앞서 언급했듯이 NAND 플래시 메모리는 아키텍처 설계 및 인터페이스 설계와 관련하여 작동 효율성이 낮습니다. (실제로 NAND 플래시 메모리는 작동을 고려했습니다.) 효율성), 하드 드라이브 호환성), 성능 특성도 하드 드라이브와 매우 유사합니다. 즉, 작은 데이터 블록 작업은 매우 느린 반면, 큰 데이터 블록 작업은 매우 빠릅니다. 다른 저장매체보다 이러한 종류의 성능 특성은 우리의 관심을 끌 만한 가치가 있습니다.

플래시 메모리 액세스는 비교적 빠르고 소음이 없으며 열 손실이 적습니다. 사용자 공간 용량에 대한 수요가 적기 때문에 구매할 예정이라면 크게 고민할 필요 없이 그냥 저장공간이 같은 플래시 메모리를 구입하면 된다. 대용량(예: 500G)이 필요한 경우 더 저렴하고 사용자 애플리케이션의 요구 사항을 충족할 수 있는 하드 드라이브를 구입하십시오.

분류

유형별

U 디스크, CF 카드, SM 카드, SD/MMC 카드, 메모리 스틱, XD 카드, MS 카드, TF 카드, PCIe 플래시 메모리 카드

브랜드별

Kingston, Sony, LSI, SanDisk, Kingmax, Eagletech, Transcend, Patriot, Newman, ADATA, Lenovo, Taipower, MSI, SSK.

NAND 플래시 메모리와 NOR 플래시 메모리의 기본 저장 단위는 비트이며, 사용자는 임의의 비트 정보에 무작위로 접근할 수 있습니다. NAND 플래시 메모리의 기본 저장 단위는 페이지입니다. (보시다시피 NAND 플래시 메모리의 페이지는 하드 디스크의 한 섹터와 비슷하며, 하드 디스크의 한 섹터도 512바이트입니다.) 각 페이지의 유효 용량은 512바이트의 배수입니다. 소위 유효용량이란 데이터를 저장하는데 사용되는 부분을 말하는 것으로 실제로 16바이트의 체크 정보가 추가되어 있어 플래시 메모리 제조사의 기술 정보를 확인할 수 있다.

샌디스크

자료를 보면 "(512+16)바이트"라는 표현을 볼 수 있습니다. 용량이 2Gb 미만인 대부분의 NAND 플래시 메모리는 페이지 용량이 (512+16)바이트인 반면, 용량이 2Gb를 초과하는 NAND 플래시 메모리는 페이지 용량을 (2048+64)바이트로 확장합니다.

NAND 플래시 메모리는 섹터 단위로 삭제 작업을 수행합니다. 플래시 메모리의 쓰기 동작은 반드시 빈 영역에 이루어져야 하며, 대상 영역에 이미 데이터가 있는 경우 먼저 지우고 쓰기를 해야 하므로, 지우기 동작은 플래시 메모리의 기본 동작이다. 일반적으로 각 블록에는 32개의 512바이트 페이지가 포함되며 용량은 16KB입니다. 대용량 플래시 메모리가 2KB 페이지를 사용하는 경우 각 블록에는 64페이지가 포함되며 용량은 128KB입니다.

각 NAND 플래시 메모리에는 일반적으로 8개의 I/O 인터페이스가 있습니다. 각 데이터 라인은 매번 (512+16) 비트의 정보를 전송합니다. 즉, 8개의 I/O 인터페이스는 (512+16) × 8비트입니다. 앞서 언급한 512바이트입니다. 그러나 대용량 NAND 플래시 메모리는 점점 더 16 I/O 라인 설계를 채택하고 있습니다. 예를 들어 삼성의 칩 번호 K9K1G16U0A는 1Gb 용량의 64M×16bit NAND 플래시 메모리이며 기본 데이터 단위는 (256+8)×입니다. 16비트 또는 512바이트.

어드레싱 시 NAND 플래시 메모리는 8개의 I/O 인터페이스 데이터 라인을 통해 주소 정보 패킷을 전송하며, 각 패킷은 8비트 주소 정보를 전송합니다. 플래시 메모리 칩의 상대적으로 큰 용량으로 인해 8비트 주소 세트는 256페이지를 주소 지정하는 데 충분하며 이는 명백히 충분하지 않습니다. 따라서 일반적으로 하나의 주소 전송은 여러 그룹으로 나누어 여러 개의 주소를 차지해야 합니다. 시계주기. NAND의 주소 정보에는 열 주소(페이지의 시작 작업 주소), 블록 주소 및 해당 페이지 주소가 포함되어 전송 중에 별도로 그룹화되며, 이는 최소 3번 이상 소요됩니다. 용량이 증가할수록 더 많은 주소 정보를 전송하는 데 더 많은 클럭 사이클이 필요하게 됩니다. 따라서 NAND 플래시 메모리의 중요한 특징은 용량이 클수록 주소 지정 시간이 길어진다는 것입니다. 또한 NAND 플래시 메모리는 다른 저장매체에 비해 전송주소 주기가 길기 때문에 대용량의 작은 읽기/쓰기 요청에는 다른 저장매체에 비해 적합하지 않다.

[1] 우리가 흔히 사용하는 U디스크보다 저장용량은 크고 속도는 빠른 플래시 메모리 제품이 바로 PCIe 플래시 메모리 카드다. 저전력, 고성능 플래시 메모리 칩을 사용해 애플리케이션 성능을 향상시킵니다. 서버에 직접 연결되므로 데이터가 서버 프로세서 가까이에 위치하므로 정보를 얻는 데 필요한 다른 디스크 기반 스토리지 네트워크 경로에 비해 시간이 절약됩니다. 기업에서는 트랜잭션 처리 애플리케이션과 같은 스토리지 집약적인 워크로드를 해결하기 위해 이 기술을 활용하고 있습니다. PCIe 플래시 카드 측면에서 LSI의 새로운 Nytro 제품은 플래시 기반 애플리케이션 가속 기술을 모든 규모의 기업으로 확장합니다. LSI는 점점 더 혼잡해지고 있는 PCIe 플래시 어댑터 카드 시장에 세 가지 제품을 출시했습니다. LSI의 Nytro 제품 전략의 일부인 LSI의 WarpDrive 카드는 플래시 스토리지, LSI의 SAS 통합 컨트롤러 및 LSI가 인수한 플래시 컨트롤러 제조업체인 SandForce의 기술을 사용합니다. 2세대 PCIe 기반 애플리케이션 가속기 카드의 용량은 200GB에서 3.2TB까지 다양합니다. Nytro XD는 애플리케이션 가속 스토리지 솔루션을 위한 소프트웨어와 하드웨어의 조합입니다. WarpDrive 카드를 Nytro XD 스마트 캐싱 소프트웨어와 통합하여 SAN(저장 영역 네트워크) 및 DAS(직접 연결 저장소) 구현에서 I/O 속도를 높입니다. 마지막으로 MegaRAID 컨트롤러와 온보드 플래시 메모리 및 캐싱 소프트웨어를 결합한 Nytro MegaRAID 애플리케이션 가속기 카드가 있습니다. LSI는 Nytro MegaRAID를 직렬 연결 SCSI(SAS) DAS 환경을 위한 저가형 성능 향상 솔루션으로 자리매김했습니다.

Microsoft의 SQL Server 제품 관리 이사인 Claude Lorenson은 Microsoft 서버 환경에서 LSI 플래시 메모리 제품의 미래에 대해 낙관적입니다. LSI의 플래시 메모리 제품 Nytro MegaRAID는 Microsoft SQL이 초당 트랜잭션을 10배 증가시키는 데 도움이 되므로

[1] "LSI의 Nytro 애플리케이션 가속 제품 포트폴리오와 같은 플래시 스토리지 기술을 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다. Lorenson은 회사 성명에서 "SQL Server 2012와 같은 중요한 비즈니스 애플리케이션을 가속화합니다. Microsoft가 Windows Server 8에서 제공할 향상된 기능을 통해 이러한 기술의 중요성은 계속 커질 것입니다."라고 말했습니다.

스토리지 .원리

플래시 메모리의 저장 원리를 설명하려면 먼저 EPROM과 EEPROM부터 시작해야 합니다.

EPROM은 특별한 방법으로 내용을 지운 다음 다시 쓸 수 있음을 의미합니다. 기본 단위 회로(스토리지 셀)에는 FAMOS라고 하는 플로팅 게이트 애벌랜치 주입 MOS 회로를 사용하는 경우가 많습니다. 이는 MOS 회로와 유사합니다. 두 개의 고농도 P형 영역이 N형 기판에 성장되고 소스 S와 드레인 D가 각각 저항 접촉을 통해 파생됩니다. 소스와 드레인 사이의 SiO2 절연층에는 폴리실리콘 게이트가 떠 있으며, 주변 영역과 직접적인 전기 연결은 없습니다. 이러한 종류의 회로는 플로팅 게이트가 충전되었는지 여부를 사용하여 1 또는 0을 저장하는지 여부를 나타냅니다. 플로팅 게이트가 충전된 후(예: 음전하) 바로 아래의 소스와 드레인 사이에 양의 전도성 채널이 유도되므로 MOS 튜브가 켜져 있다는 것은 0이 저장된다는 것을 의미합니다. 플로팅 게이트가 충전되지 않으면 전도성 채널이 형성되지 않으며 MOS 튜브는 전도성이 없습니다. 즉 1이 저장됩니다.

EEPROM 기본 저장 장치 회로의 작동 원리는 아래 그림과 같습니다.

EPROM과 유사하게 EPROM 기본 단위 회로의 플로팅 게이트 위에 플로팅 게이트를 생성하는 것을 전자를 1레벨 플로팅 게이트, 후자를 2레벨 플로팅 게이트라고 한다. 전극을 2차 레벨 플로팅 게이트로 유도하여 2차 레벨 플로팅 게이트가 특정 전압(VG)에 연결되도록 할 수 있다. VG가 양의 전압이면 첫 번째 플로팅 게이트와 드레인 사이에 터널 효과가 발생하여 프로그래밍 중인 첫 번째 플로팅 게이트에 전자가 주입됩니다. VG를 음의 전압으로 만들면 첫 번째 레벨 플로팅 게이트의 전자가 강제로 소멸됩니다. 즉, 삭제됩니다. 삭제 후 다시 작성할 수 있습니다.

플래시 메모리의 기본 단위 회로는 EEPROM과 유사하며 이중층 플로팅 게이트 MOS 튜브로 구성됩니다. 그러나 게이트 유전체의 첫 번째 층은 매우 얇으며 터널 산화층 역할을 합니다. 쓰기 방식은 EEPROM과 동일하며, 전자가 첫 번째 레벨 플로팅 게이트에 들어갈 수 있도록 두 번째 레벨 플로팅 게이트에 양의 전압을 인가합니다. 읽는 방법은 EPROM과 동일합니다. 소거 방식은 소스에 양의 전압을 인가하고, 1레벨 플로팅 게이트와 소스 사이의 터널 효과를 이용하여 플로팅 게이트에 주입된 음의 전하를 소스로 끌어당기는 것이다. 삭제를 위해 소스에 양의 전압이 인가되므로 각 유닛의 소스가 서로 연결되므로 플래시 메모리는 바이트 단위로 삭제되지 않고 전체 또는 블록 단위로 삭제됩니다. 이후 반도체 기술의 발전과 함께 플래시 메모리도 단일 트랜지스터(1T) 설계를 실현했는데, 이는 원래의 트랜지스터에 주로 플로팅 게이트와 셀렉트 게이트를 추가한 것이다.

소스 및 드레인 A 플로팅 셰드 전류가 한 방향으로 전도되는 반도체에 전자를 저장하는 물질이 형성됩니다. 플로팅 게이트는 실리콘 산화막 절연체로 둘러싸여 있습니다. 그 위에는 소스와 드레인 사이의 전도 전류를 제어하는 ​​선택/제어 게이트가 있습니다. 실리콘 기판에 형성된 플로팅 게이트에 전자가 있는지 여부에 따라 데이터는 0 또는 1이 된다. 전자가 있으면 0, 전자가 없으면 1이다.

플래시 메모리는 이름 그대로 쓰기 전 데이터를 삭제해 초기화된다. 구체적으로 말하면, 모든 플로팅 게이트에서 전자가 추출됩니다. 모든 데이터는 "1"로 반환됩니다.

쓰기 시 데이터가 0일 때만 쓰고, 데이터가 1일 때는 아무것도 하지 않습니다. 0을 쓰면 게이트 전극과 드레인 전극에 높은 전압이 인가되어 소스 전극과 드레인 전극 사이에 전도되는 전자 에너지가 증가합니다. 이러한 방식으로 전자는 산화막 절연체를 뚫고 플로팅 게이트로 들어갑니다.

데이터를 읽을 때 게이트 전극에 일정한 전압이 인가되면 큰 전류는 1이고 작은 전류는 0입니다. 플로팅 게이트에 전자가 없고(데이터가 1) 게이트 전극에 전압을 인가하고 드레인에 전압을 가하면 소스와 드레인 사이에 많은 수의 전자가 이동하여 전류가 발생한다. . 플로팅 게이트에 전자가 있는 상태(데이터가 0)에서는 채널에 전도되는 전자의 수가 감소합니다. 게이트 전극에 인가된 전압이 플로팅 게이트 전자에 의해 흡수된 후에는 채널에 영향을 주기 어렵습니다.

일반적으로 보관이 가능한 기기입니다

위 참고 : /view/1371.htm?fr=aladdin