Was ist NAND-Flash-Speicher? Definition und FAQs

NAND-Flash-Speicher ist heutzutage ein gängiger Aspekt von Speichergeräten. Also, was genau ist es?

NAND Flash macht Ihren Speicher schneller. Es ist eine Art von Speichertechnologie, die keinen Strom verbraucht, um Daten aufzubewahren oder anzufordern. Aus diesem Grund ist es heutzutage eines der wichtigsten Tools für jeden Speicher, insbesondere für SSDs und USB-Sticks.

Was genau ist NAND-Flash-Speicher? Wie funktioniert es und welchen Zweck erfüllt es in einem Speichergerät? Und gibt es irgendwelche Arten davon? Lassen Sie uns also alle unsere Fragen beantworten, indem wir verstehen, was NAND-Technologie ist und wie sie bei der brauchbaren Speicherung in moderner Technologie hilft.

Was ist Flash-Speicher vom NAND-Typ?

NAND-Flash-Speicher ist ein nichtflüchtiger Speichertyp, der keine zusätzlichen Stromquellen benötigt, um Daten zu speichern. Eines der Hauptmerkmale von NAND-Flash ist seine Größe, die vergleichsweise kleiner ist als andere Speichertypen wie Festplatten.

NAND-Flash-Geräte/-Speicher benötigen auch keinen Strom, um Daten zu speichern oder weiterzugeben. Dies macht NAND-Geräte beim Verschieben oder Verschieben von Daten viel schneller und wendiger. Also, wo genau ist seine Verwendung? In verschiedenen Geräten, wie z.

• USB-Sticks
• Solid-State-Laufwerke (SSDs)
• Aufbewahrung eines Smartphones, Smart-TV
• NVME-Laufwerke (SSD-Typ)

Da NAND-Flash auch KI stark einsetzt, ist sie bei allem mit der neuesten Speichertechnologie in gewisser Weise vorhanden. Da die meisten Speichergeräte heute darüber verfügen, können sich die Generationen ändern, aber die Verwendung von NAND bleibt konstant.

Wie funktioniert NAND-Flash-Speicher?

NAND-Flash hat eine begrenzte Fähigkeit, Zyklen in jedem Block zu lesen und zu schreiben. Mit anderen Worten, jedes Mal, wenn Sie es zum Schreiben von Daten verwenden, werden die neuen Daten in einem kontinuierlichen Lösch-/Schreibzyklus gelöscht und neu geschrieben.

Die primären Blöcke von NAND-Flash arbeiten jedoch in mechanischer Stoßfestigkeit und hoher Haltbarkeit. Mit anderen Worten, sie sind im Vergleich zu SSDs ohne NAND oder einfachen Festplattenlaufwerken in der Lage, hohen Drücken und Betriebstemperaturen standzuhalten.

Die zwei Haupttypen von NAND sind 2D-NAND und 3D-NAND. Beide Arten haben einige Unterschiede, wie zum Beispiel:

2D-NAND	3D-NAND
128 GB maximale Kapazität	256/512 GB, aber keine maximale Kapazität
Floating-Gate-Design	Floating-Gate- und Charge-Trap-Design
Geringe Ausdauer	Hohe Lebensdauer (weniger Zelle-zu-Zelle-Interferenz)
Vergleichsweise langsame Leistung	Schnellste Leistung heute
Hoher Stromverbrauch	Energieeffizient

Der Unterschied zeigt, dass die neueste Version viel schneller arbeitet, viel weniger Strom verbraucht und effizienter arbeitet. Darüber hinaus hat es viel mehr Kapazität und Leistungskopfraum.

Was ist der Unterschied zwischen NAND- und NOR-Flash-Speicher?

Die Hauptunterschiede zwischen den beiden Architekturen sind ihre Bitleitungs- und Quellleitungsunterstützung. Zum Beispiel folgt der NAND-Flash dieser Architektur:

• Bitleitung > Bitleitung auswählen
• Wortleitung
• Speicherzelle
• Zwei zusätzliche Gitter
• GND-Leitung auswählen
• Quelllinie

Es funktioniert alles von oben nach unten, während Bit Line sie verbindet. Was den NOR-Flash-Speicher betrifft, sieht die Architektur folgendermaßen aus:

• Bitleitung – Quellleitung
• Wortleitung
• Speicherzelle
• Vier Gitterlinien
• Weiter nach unten

Hier ist zum Beispiel ein Diagramm, das Ihnen hilft, diese Idee besser zu verstehen:

Bildnachweis: embedded.com

Wie Sie sehen können, arbeiten die Bitleitung und die Quellleitung gleichzeitig in der Flash-Architektur. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen den beiden Architekturen ist jedoch der Stromverbrauch. Beispielsweise benötigen NOR-Flash-Speicher in der Anfangsphase viel mehr Strom als NAND.

Während NAND-Flash bekanntermaßen einen etwas weniger stabilen Strom als NOR-Flash hat. Rapid Power wird von beiden Geräten unterstützt (für höhere Leistung), aber die aktive Leistung wird durch die Zeit bestimmt, die jeder Typ aktiv bleibt.

Während also NOR-Flash einen gewissen Vorteil bei zufälligen Lesevorgängen hat, ist NAND-Flash in Bezug auf Lese-, Schreib- und sequentielle Lesevorgänge viel leistungsstärker. Daher werden die kühleren Operationen bei höheren Geschwindigkeiten durch NAND-Flash-Geräte erreicht.

Was ist die beste Art von NAND-Flash?

Es gibt einige NAND-Flash-Typen, und jeder wird in verschiedenen Geräten wie SATA-SSDs, NVMEs und Flash-Laufwerken verwendet. Welcher von ihnen zeichnet sich als die abgerundeteste Leistung aus?

Hier ein Vergleich:

NAND-Typ	Bits	Datenaufbewahrung (Durchschnitt)	Lesen/Löschen*	Programmierzeit (Durchschnitt)	P/E-Zyklus
SLC	1	10 Jahre	25 µs/2 ms	200 µs	100.000
MLC	2	1 Jahr	50-60 µs/3-4 ms	1,2 ms	3000
eMLC	2	1 Jahr	50-60 µs/6 ms	2ms	10.000
TLC	3	1 Jahr	105 µs/10 ms	4,65 ms

*µs = Mikrosekunden

Wie Sie sehen können, ist SLC NAND nicht nur das schnellste, sondern auch das effizienteste. Darüber hinaus hat es aufgrund seiner fortschrittlichen Algorithmen und Fähigkeiten zur Handhabung von Leistungsstufen eine unübertroffene Haltbarkeit.

Somit machen diese Faktoren SLC zum primären NAND-Flash-Typ in heutigen Geräten. Und wenn Sie nach einem mit NAND-Flash suchen, dann entscheiden Sie sich immer für das neueste mit SLC. Aber hier sind einige Aspekte, die Sie je nach Ihrer primären Operation berücksichtigen können:

• SLC für Unternehmensanwendungen und Workstations, da es am schnellsten ist
• NAND-basierte Laufwerke, also NVME- oder SATA-SSDs mit NAND-Flash für Gaming- oder Arbeitscomputer
• MLC für PCs und Laptops. Sie können jedoch auch SLC-Speicher auswählen, aber solche Geräte für Consumer-Computer sind in der Regel etwas teuer. Referenz: Gen-4-SSDs nachschlagen.
• Secure Digital Card, allgemein bekannt als SD-Karte für Mobiltelefone, Kamerageräte usw. Alle diese Karten verfügen über einen NAND-Flash-Speicher.

Das erleichtert die Auswahl ungemein. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass alle NVME-Geräte nach Gen 2 auf 3D-NAND basieren, dem schnellsten heute verfügbaren NAND-Flash. Aber derzeit sind SSDs der 4. Generation die schnellsten und teuersten.

Fazit

Ich hoffe, dieser Artikel war hilfreich in Bezug auf NAND-Flash-Speicher und die am häufigsten damit verbundenen Anfragen. Wir haben die wenigen Arten von NAND-Flash untersucht und warum sie alle so unterschiedlich sind, obwohl sie ähnlich kategorisiert sind.