Flashspeicher Teil 5

Heute beschäftige ich mich mit dem NAND Flash.

Wie wir alle wissen bedeutet NAND, das die Technologie eine NAND Logik umsetzt. NAND und NOR sind beide vollständige Systeme zur Berechnung und in diesem fall besteht die serielle Anordnung der einzelnen Speicherzellen aus speziellen Metall - Oxid Feldeffekt Transistoren in NAND Gattern.

Es gibt vier Produzenten entsprechender Chips: Toshoba, Hynix und Samsung. Der Platzbedarf für eine Flash-Speicherzelle in NAND-Technik beträgt laut Toshiba nur etwa zwei fünftel der Fläche, die für eine Speicherzelle in NOR-Technik erforderlich ist. NAND-Flashspeicher arbeiten page- und blockorientiert. Das bedeutet, das dieinzelnen Speichersegmente als Blocks und Pages verwaltet werden. Mehrere Pages sind zu einem Block gruppiert. Pages können allerdings nur einmal beschrieben werden. Weitere Schreibvorgänge sind erst nach einem erneuten Löschen möglich.

Hier ein kleines Beispiel zur Verschaltung eines NAND-Gatters in einem binären Serienaddierer.
Quelle: Wikipedia

Bei Flash-Speichern im NAND Design kommt es sehr häufig vor, dass bereits zum Zeitpunkt der Auslieferung auf dem Träger einige  Blöcke vorhanden sind, die einen Defekt aufweisen. Diese werden schon vom Hersteller durch Tests lokalisiert und als funktionsuntüchtig deklariert. Meistens wird sichergestellt, dass der erste Block eines Speicher- bausteins für eine bestimmte Anzahl von Schreibvorgängen funktionsfähig ist.


Bei NAND-Flash-Speichern besitzt jede "Page" eine fest zugeordnete "Spare Page". Hier werden unter anderem Bad-Block-Markierungen abgelegt oder bei fehlerfreien Blöcken Korrekturdaten für eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) abgelegt, um mögliche Lesefehler korrigieren zu können.

Vorteile

• sehr geringer Preis
• hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten
  
• niedrigere Leistungsaufnahme während Programmierung
  
• hohe Speicherkapazität
  
• geringe Anzahl an Signalleitungen ermöglicht eine kostengünstige Ankoppelung an Controllersysteme
  
• Busschnittstelle auf kommandobasis ermöglicht einen Einsatz mit größerer Speicherkapazität
  

Nachteile

• verglichen mit NOR-Speichern ist hoher Softwareaufwand nötig
  
• wegen der Zugriffsart können NAND-Speicher nicht direkt als Programmspeicher eingesetzt werden
  
• nach 100.000 bis 1.000.000 Schreib-Lösch-Zyklen ist der Speicher nicht mehr nutzbar