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回顾NAND闪存近年来发展历程

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从NAND闪存单元持续微缩的进化改变,到支持日益先进设计的各种性能增强创新,本文记录了从2006年到2011年初NAND技术的发展历程。

来源:ZDNet编译 2011年2月15日

关键字: NAND闪存

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在本页阅读全文(共2页)

接口增强

有关NAND另外一个重要方面就是接口。开放式NAND闪存接口(ONFI)工作组于2006年二月成立,并于同年12月发布了第一版规范——ONFI 1.0。在ONFI之前,控制器或主机固件可以发出一个读取NAND闪存ID的命令,除了一些特定厂商的字节外,将返回生产厂家和设计ID信息。聊胜于无,器件信息的缺乏会强制控制器厂商通过手动输入数据表参数来建立内部固件表。固件会通过这些表来解析NAND闪存的功能。

ONFI 1.0 规范最为重要的成果在于使控制器固件能够确定附加NAND闪存的参数和特性。ONFI 1.0 通过定时模式简化对各种时序规范的支持。通过报告支持的定时模式,NAND闪存可以满足最低限度的规范。此外,ONFI 1.0提供了一个参数页数据结构,控制器固件可以很容易的读取闪存的更多信息,例如像页面大小、块数量、ECC需求等。

利用源同步ONFI 2.0 接口运行一个10ns时钟(DDR)将会使I/O访问率达到200MB/s (ONFI 3.0 会达到400 MB/s)。从寄存器中取出8640字节数据的时间将会从172µs减少到43µs。阵列的读出时间将保持在35µs,总时间为78µs,或相当于110 MB/s。

在这儿,我们仅考虑从NAND到控制器的单一平面读取带宽,没有使用任何缓存或能提供重大性能提升的多平面操作。同时还要注意,控制器和ECC修正会出现一些小问题,必须要加以考虑。

指令增强

表2显示的是美光25nm NAND闪存支持的指令。为了便于比较,2006年2Gb闪存所支持的13种基本指令是灰色的。这13种指令仍将会与新的闪存设备兼容。

回顾NAND闪存近年来发展历程

2 NAND指令的历史比较(点击图片查看pdf)

多平面指令

表2中的很多指令都是多平面指令,通过提供并发擦除、编程或读取多个平面的操作来使物理NAND阵列得到更好的利用。这些并发的操作必须是同一类型,例如,你不能将某一个平面中的擦除操作与另一个平面中的编程操作混淆。

封装加强

2006年占主导地位的还是采用TSOP (12 x 20mm)封装,后来为了满足更小的封装需求,开始采用LGA封装。LGA封装与传统的BGA封装类似,但是没有锡珠。在目前的消费类产品中采用14 x 18mm规格的LGA52封装已十分普遍。

这三种封装在不同的构造中,最多可以支持多达8个晶片。LGA和BGA多晶片封装可提供两种完全独立的接口。具有独立的接口可允许用户连接输出,产生一种16位宽的接口,这对于高性能的应用很具有吸引力。如果对性能的要求不高,用户通常会将两个8位总线连接起来节省控制器上的I/O引脚。

定制和专业设备的增长

2011年,全球NAND市场的增长预计会超过200亿美元,继续推动着为特定市场定制的NAND闪存的发展。或许定制的NAND闪存最好的例子就是企业级NAND闪存,这种独特的产品其耐用性达到了标准MLC NAND闪存的6倍。相对于慢擦除和编程定时等特性,很多企业级客户更青睐于极高的耐用性。随着NAND市场的持续增长以及单元微缩具有的潜力,很显然NAND闪存将继续通过减少控制信号、提高速度和提供更好的NAND单元管理来保持发展。

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