Доступ к флэш-памяти

Используют три основных способа доступа:

• • произвольный асинхронный, или обычный (Conventional), доступ к ячейкам памяти;
• • пакетный (Burst) синхронный доступ, при котором данные считываются блоками по 16 или 32 слова. Считанные данные передаются последовательно, передача синхронизируется. Достоинство: быстрое (по сравнению с обычным способом доступа) последовательное чтение данных; недостаток — медленный произвольный доступ;
• • страничный (Page) асинхронный доступ, при котором данные считываются блоками по 4 или 8 слов. Достоинство: быстрый произвольный доступ в пределах текущей страницы; недостаток: относительно медленное переключение между страницами.

Сравнительная оценка типовых структур. Рассмотрим особенности флэш-памяти NOR и NAND.

Память типа NOR. В микросхемах этой памяти каждая ячейка (транзистор) подключается к линии битов и линии слов с помощью индивидуальных контактов, которые:

• • с одной стороны, препятствуют созданию микросхем с большой емкостью памяти. Поэтому стандартный объем NOR-модуля не превышает десятка мегабайт;
• • с другой стороны, обеспечивают индивидуальный доступ к ячейкам, что позволяет легко оперировать с информацией побайтно. Исходя из этого NOR-память обычно применяют там, где требуется хранить разнообразную программную информацию, например в BIOS или RAM в различных мобильных устройствах.

Память типа NAND. B микросхемах этой памяти вместо отдельных ячеек к линиям подключаются составленные из них цепочки, что:

• • с одной стороны, значительно сокращает общее количество контактов (при равном числе ячеек с NOR-памятью). Адрес каждой ячейки задается выбором одного продольного и одного поперечного контакта. Благодаря такой структурной организации объем одного модуля составляет несколько гигабайт;
• • с другой стороны, усложняет микросхему и операции изменения содержимого отдельных ячеек, поскольку осуществлять доступ к информации возможно лишь целыми блоками, содержащими определенное количество байт. Требуется дополнительный буферный регистр. Простая операция изменения одного байта выполняется в несколько этапов:
• • сначала в буферный регистр копируется целый блок данных;
• • затем в регистре изменяется значение нужного байта, а в памяти стирается исходный блок
• • и только после этого записывается блок с измененным байтом обратно в память.

В связи с этим производительность при побайтовой замене данных резко падает. Однако при последовательном чтении или записи памяти, объем которой значительно превышает размер одного блока, производительность NAN D-памяти значительно выше, чем NOR-памяти. Поэтому NAN D-память находит применение в различных картах памяти и USB-устройствах, предназначенных для работы с мультимедийными данными и для переноса больших объемов информации.

Отметим, что разработчиком технологии NOR-микросхем является компания Intel, а технологии NAN D-микросхем — Toshiba.