nor Nand and Onenand flash區別總結

【什麼是OneNand Flash】

OneNand是針對消費類電子和下一代移動手機市場而設計的，一種高可靠性嵌入式存放裝置。

隨著過去幾十年的Nand技術的發展，一些公司，基於原先的NAND的架構，

設計出一種理想的單儲存晶片，其整合了SRAM的緩衝和邏輯介面。

OneNand既實現NOR Flash的高速讀取速度，又保留了Nand Flash的大容量資料存放區的優點。

與OneNand對應的是之前早就出現的Nand Flash和Nor Flash。

【OneNand Flash的特點】

和其他兩種相比較，就比較容易看清OneNand的特點了：

OneNand Nand Nor 三種Flash的區別

應用需求	NAND	OneNAND	NOR
快速隨機讀取			√
快速順序讀取	√	√	√
快速 寫/編程	√	√
同時擦除多個塊		√ (最大64個塊)	√
擦除的掛起/恢複		√	√
寫回	√(錯誤偵測)	√ (錯誤偵測與糾正)
鎖/解鎖/緊鎖		√	√
錯誤校正	外部 (硬體/軟體)	內建	不需要
擴充性	√	√

NAND Flash和NOR Flash是目前市場上兩種主要的非易失快閃記憶體晶片。與NOR Flash相比，NAND Flash在容量、功耗、使用壽命等方面的優勢使其成為高資料存放區密度的理想解決方案。NOR Flash的傳輸效率很高，但寫入和擦除速度較低；而NAND Flash以容量大、寫速度快、晶片面積小、單元密度高、擦除速度快、成本低等特點，在非易失性類存放裝置中顯現出強勁的市場競爭力。

     結構：NOR Flash為並行，NAND Flash為串列。

   匯流排：NOR Flash為分離的地址線和資料線，而NANDFlash為複用的。

    尺寸：典型的NAND Flash尺寸為NOR Flash尺寸的1／8。

    壞塊：NAND器件中的壞塊是隨機分布的，需要對介質進行初始化掃描以發現壞塊，並將壞塊標記為不可用。

    位交換：NAND Flash中發生的次數要比NOR Flash多，建議使用NAND快閃記憶體時，同時使用EDC／ECC演算法。

    使用方法：NOR Flash是可在晶片內執行(XIP，eXecute In Place)，應用程式可以直接在FIash快閃記憶體內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中；而NAND Flash則需I／O介面，因此使用時需要寫入驅動程式。

    通過以上的分析和比較，NAND Flash更適合於大容量資料存放區的嵌入式系統。

大約在1984年，在受聘於東芝公司期間，Fujio Masuoka博士發明了一種獨特的儲存空間件，具有唯讀記憶體(ROM)、隨機存取儲存空間(RAM)和電可擦除唯讀記憶體(EEPROM)器件的理想特徵。與RAM 和EEPROM一樣，可以對這些新穎的器件或同類的ROM進行寫、擦除和重寫資料的操作，器件能將可恢複的待用資料儲存幾乎無限長時間。此外，與RAM 和ROM相比，Masuoka博士的儲存空間的容量容易提高。重要的是，與ROM和EEPROM相比，該晶片能長時期儲存資料，不需要備份電池或外部電源（見圖）。

除無需外部電源（非易失性）儲存資料和可寫、擦除資訊的功能外，隨著讀/寫操作更快，且成本更低的新型儲存空間的出現，EEPROM和ROM不再那麼普遍了。Masuoka博士的同事Shoji Ariizumi將新儲存空間的擦除速度比作照相機的快閃，雖然它沒有RAM快，但這一比較形象而吸引人，快快閃記憶體儲器因而得名。

在那一年晚些時候，在加州聖何塞召開的“IEEE 1984國際電子器件會議”上，快閃記憶體首次亮相。預測到該技術的好處和經濟生命力後，Intel公司於1988年推出了首款商用NOR型快閃記憶體晶片。如今，快閃記憶體廣泛地應用在大容量消費類電子產品中，如數字音頻播放器、照相機、手機、USB驅動、儲存卡和視頻遊戲，以及如嵌入式系統和整合在微控制器中的複雜設計。

快閃記憶體的分類

快閃記憶體由門組成，基本上有兩種類型：NOR和NAND。在工作上，NOR儲存空間用作如電腦裡典型的RAM操作，允許直接存取單個位元組或者多位元組空間，不管他們在儲存空間中的位置如何。在用途方面，NOR快閃記憶體可以用於儲存元件的專用軟體，如路由器韌體或電腦的BIOS。NOR快閃記憶體規定的工作壽命約為100,000次寫周期，超過此壽命後會出現壞區。

在Intel展出首款NOR快閃記憶體器件後大約一年，東芝公司開發了NAND快閃記憶體，該快閃記憶體依靠快閃記憶體轉化軟體使器件成為類似作業系統的硬碟。這種快閃記憶體與其NOR對手相比，有三個明顯的優點：壽命長，為100萬次讀/寫周期；讀/寫操作更快；成本更低。另外，NAND快閃記憶體能夠保留更大的資料區塊，進行長時間或短時間儲存。NAND器件對儲存由產品收集或下載到產品的資料更有用，如資料記錄儀的資訊、數位相機的照片/視頻、MP3播放器的音樂檔案，等等。

更新出現的第三種類型的快閃記憶體是OneNAND快閃記憶體，由Samsung開發，支援更快速資料吞吐和更高的密度，這兩點是滿足高解析度攝影、視頻和其他媒體應用的兩個主要要求。OneNAND可看作NOR和NAND技術的一種混合。從本質上來講，一個單獨的OneNAND晶片整合了一個NOR快閃記憶體介面，NAND快閃記憶體控制器邏輯、一個NAND快閃記憶體陣列，以及高達5 KB的緩衝RAM。至於速度，它能以高達108 MB/s的持續讀資料率傳輸。

OneNAND器件有兩種類型：muxed和demuxed。對於muxed型，地址引腳和資料引腳結合在一起，而demuxed型晶片這兩個引腳是分開的。當關注的是減少引腳數時，選擇muxed OneNAND可能好一些。另外，muxed OneNAND只工作在1.8V，demuxed的密度較低，不到1 Gbit，demuxed有1.8V 和3.3V兩種選擇。如果muxed或demuxed器件的密度超過1 Gbit，則只能選擇1.8V的工作電壓。

總之，NOR快閃記憶體適合代碼儲存，就是說，韌體、器件應用等，而NAND快閃記憶體處理儲存量大的類似於硬碟驅動的例行工作。OneNAND快閃記憶體兩個優點都具備， 它能勝任代碼和海量資料存放區，同時效率更高。

基本的快閃記憶體工作

各類快閃記憶體都包含大量單元，每個單元都是一組浮置柵極晶體管陣列。早期的快閃記憶體器件每個單中繼存放區1位資訊。不過，經過不斷髮展已經出現了多級單元器件，通過使用兩級以上的電荷，這些多級單元器件的儲存量超過了每單元1位。

典型的NOR單元看起來類似兩個柵極的MOSFET：一個控制柵極和一個浮置柵極，有一層氧化物將兩者分開。浮置柵極在襯底和控制柵極之間，資料就儲存於此。當電流從源極流至漏極時，在控制柵極產生一個高壓，就對NOR單元編程。當此高壓達到適當的水平，電子（資料）流向浮置柵極，在此藉助於絕緣層資料得以儲存。這一過程稱作熱電子注入。

藉助一個稱為隧道釋放的工藝，擦除單元、所有單元重新設定資料，需要在源極和控制柵極之間加入一個大電壓差。該電壓差通過一個整合電荷泵得到，迫使浮置柵極的電子釋放，因此就擦除了單元。

NAND 快閃記憶體晶片的工作電壓為3.3V 或5V，採用與NOR器件相同的隧道釋放工藝來擦除資料。寫資料時，隧道注入，即量子隧道效應也就是大家知道的Fowler-Nordheim隧道效應，是一種將電荷載流子通過氧化物絕緣體注入浮置柵極的方法。據說，這種方法可以節省功率同時能縮短寫操作時間。NAND和OneNAND快閃記憶體的效能同類參數的比較如表所示。

儲存空間局限性

快閃記憶體最關鍵的限制可能是寫/擦除周期數有限。多數商用基於快閃產品都保證能進行高達100萬個寫周期。這一數字看起來似乎很大，對於NOR快閃記憶體，很可能是這樣，因為將一個軟體或BIOS儲存很長時間可能沒問題。不過，在典型的經常進行檔案寫入、檢索和重寫的NAND應用中，這些周期很快耗完，而大多數使用者可能不進行計數。對於頻繁更新的關鍵資料的儲存，快閃記憶體可能不適合。

為應對這種限制，可採用韌體或檔案系統磁碟機，對儲存空間寫的次數進行逐次計數。這些軟體將動態地重新對應這些塊，在扇區間分享寫操作。換句話說，萬一寫操作失敗，軟體通過寫驗證和重新對應向未使用的扇區授權寫操作。

像RAM一樣，快閃記憶體可以一個位元組或一個字一次進行讀或編程，但擦除必須是一次進行一個完整的塊，將塊中的所有位重新置位為1。這意味著需要花更多時間進行編程。例如，如果將一位（0）寫入一個塊，要對該塊重新編程，就必須完全擦除此塊，而不是僅僅重寫該位。

快閃記憶體的優點

快閃記憶體的優點遠遠超過其局限性，這一點可通過市場上的基於快閃記憶體的產品及其受歡迎度來得到證明。與傳統的儲存空間和儲存空間件一樣，快閃記憶體的容量起初很小，而現在正接近膝上型電腦中的硬碟的水平。例如，大約在去年這個時候，三星公司推出了採用NAND技術的基於其32 MB 快閃記憶體晶片(K9F5608U0BYCB0)的32GB快閃記憶體磁碟機，此前不久，推出了採用一種40nm工藝開發的32Gb晶片。BiTMicro公司的Edisk是硬碟驅動終端的另一個例子，它可在3.5英寸的固態磁碟上提供155 GB的儲存容量。

儲存卡，這種受人們歡迎的用於數位相機和其他攜帶型產品的儲存媒介，如今容量可以與被認為是20世紀90年代末期最新的硬碟相當。目前，1 GB和2 GB容量已經替代了256MB和更低容量的儲存卡。USB快閃記憶體磁碟機---亦稱拇指磁碟機和/或袖珍磁碟機---也一樣。

總的來說，快閃記憶體有五個明顯的優點：（1）體積小，隨著時間的推移，很可能會進一步縮小；（2）低功率；（3）高儲存容量，隨著時間的推移，將以指數提高；（4）如果封裝合適，幾乎不會毀壞（沒有活動組件）；（5）越來越便宜。

快閃記憶體的路線圖

顯然，快閃記憶體是那些將在未來陪伴我們一段時間的技術之一。從該技術演化而來的新型儲存技術也露出了曙光。

就在3個月前，多媒體卡協會（MMCA，MultiMediaCard Association)和JEDEC固體技術協會（JEDEC Solid State Technology Association）同意選擇eMMC，作為建立在共同的MMCA/JEDEC MMC規範之上的，為嵌入式快閃記憶體應用的嵌入式儲存空間模組產品的商標和產品種類。eMMC標籤詳細給出了採用一個MMC介面、快閃記憶體和一個控制器，由嵌入式儲存系統組成的架構，所有這些都封裝在一個小型BGA封裝中。該架構有望在眾多的產品中贏得使用者的喜愛，這些產品包括工業產品、手機、導航系統、媒體播放器和其他攜帶型電子裝置。

該系統是在MMC系統規範v4.1/4.2和JEDEC BGA封裝標準的基礎上，規定了速度高達52 MB/s的介面。重要的是，該標準支援1.8V 或3.3V的介面電壓，克服了目前某些快閃記憶體受工作電壓限制的問題。

由於有eMMC，主機系統能通過一個MMC介面協議匯流排訪問所有的大量存放區，包括儲存卡和硬碟。該系統架構的靈活性遠遠超過僅基於其他儲存空間卡標準的架構的靈活性。因此，標準化的eMMC協議介面保持了複雜性，如NAND快閃記憶體的功能差異，對於主機不可見。另外，因為eMMC是一個工業標準，所以儲存空間元件有多個來源。

此外發展勢頭良好，QUALCOMM公司已經宣布其採用三星公司的OneNAND快閃記憶體，用於所有的即將推出的移動基站數據機晶片集。已經出現了多種支援該讀/寫速度最快的儲存空間的晶片集，更多新興多媒體產品對其支援將很普遍。

基於OneNAND的晶片集的主要目標將是3G電話。寫速度為17MB/s的這種儲存空間能保證對超過HSDPA規定的連續資料流無線下載。除多媒體手機設計外，OneNAND肯定是混合式硬碟用非易失性緩衝器一個有價值的選擇。目前，採用60nm工藝技術的晶片可提供高達2 Gb的儲存容量，並且在今年晚些時候，將可能出現採用50nm工藝技術容量達4Gb的晶片。

轉自http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_1989648.HTM