前言
我已经忘记我上一次更新这个系列是几十亿年前了(大概是侏罗纪~)
所以今天我回来更新的目的是:闲得慌
FLASH和SSD大家都很熟悉了,FLASH(闪存),SSD(固态)
FLASH
那么先让我们进入到FLASH大家族,FLASH也分为两个,一是NOR FLASH 二是NAND FLASH,我们先从知名的NAND FLASH说起:
NAND FLASH
原理(部分AI生成):NAND Flash为串联结构:存储单元在位线和源线之间串联成串。优点是在相同面积下可集成更多单元(高密度),但读取时需要通过串中所有单元施加偏压来“导通”路径,读取延迟较高,且无法实现单字节/字随机读取。
特点:NAND Flash有着高密度、低成本和非易失性的特点。
主要应用:
民用:在手机、PC中,它作为UFS和SSD承载系统和数据
企业用:在数据中心,它构成企业级SSD,支撑云计算与AI的海量读取需求。
NAND FLASH其实就是手机里的存储,固态硬盘的核心,所以它还是非常知名的。
NOR FALSH
原理:NOR Flash为并联结构每个存储单元一端连接位线,另一端直接连接源线,只要给目标单元加电,电流可直接从源线流到位线,无需经过其他单元。优点是可实现真正的字节级随机读取,读取延迟极低,且支持芯片内执行即CPU可直接在NOR Flash上运行代码;缺点是单元间需独立的金属接触孔,占用面积大,导致存储密度低、容量小且单位成本远高于NAND。
特点:NOR Flash有着读取速度快、可靠性极高和非易失性的特点,但写入和擦除速度极慢、容量小且单位成本高。
主要应用:
民用:在电脑主板BIOS、路由器固件、智能家电控制器中,用于存储系统启动代码和关键参数。
企业用:在工业自动化设备、通信基站中作为信任根存放安全启动固件,确保设备在复杂环境下可靠启动。此外,物联网模组、车规级MCU等嵌入式设备也广泛使用NOR Flash存储固件。
NOR Flash其实就是电脑开机时那块负责启动的BIOS芯片、手机里存储开机引导程序的固件,以及各种家电控制板上的小容量代码存储器,它与NAND Flash形成互补——NAND负责存数据,NOR负责存代码,共同保障设备既能快速启动,又有充足空间存文件。
SSD
原理:SSD由主控芯片、NAND Flash闪存颗粒和缓存芯片构成。主控芯片负责运行FTL闪存转换层算法,将逻辑地址映射到物理地址,并执行垃圾回收和磨损均衡;NAND Flash颗粒实际存储数据;缓存芯片用于暂存数据以提升性能。写入数据时需先擦除整块再写入,无法原地覆写,由此产生写入放大问题,即实际写入NAND的数据量大于主机请求写入的数据量。接口上,现代SSD多采用NVMe协议,通过PCIe通道与CPU通信,支持多队列并行处理,大幅降低延迟。
特点:SSD拥有极快的读写速度、无噪音、抗震性好、体积小,但单位存储成本高于机械硬盘,且寿命受限于NAND Flash的擦写次数。
主要应用:
民用:在个人电脑中作为系统盘和游戏盘,可显著提升开机速度、软件启动和游戏加载体验;在笔记本电脑中因其抗震、静音和小体积成为标配。
企业用:在数据中心和云计算服务器中,企业级SSD支撑高频交易、数据库处理和AI推理的海量读取需求。
SSD其实就是把多块NAND Flash颗粒、一个智能主控和缓存封装在一起做成的存储设备,它负责电脑里所有需要快速访问的数据,从操作系统到游戏都在上面运行,是决定电脑流畅度的核心硬件。
结语
本篇内容知识点部分由AI生成,主要参考链接:
https://m.eepw.com.cn/article/202505/470091.html
https://www.eetrend.com/content/2019/100044366.html
https://nvmexpress.org/specifications/
本系列已完结!🎆