东芝:面向未来的闪存宝妈呵护

更新时间:2019-06-11 18:06
20世纪80年代,东芝发明了闪存。闪存也没有出现得早,但现在它比后来出现的NAND闪存更广泛地使用。它们之间有什么区别?闪存也不存在吗?非闪存与NAND闪存相比...

20世纪80年代,东芝发明了闪存。闪存也没有出现得早,但现在它比后来出现的NAND闪存更广泛地使用。它们之间有什么区别?闪存也不存在吗?

非闪存

与NAND闪存相比,NOR闪存的容量较小,但读取速度非常快,但写入和擦除速度较慢。

NOR闪存允许随机存取存储器上的任何区域支持XIR的片上执行,在一些简单的函数中,代码可能不会预先加载到dram内存中,而是直接加载到NOR闪存中,这是由于这种特殊的优点,现在也不会因为容量的不足而丢失。

除了主板BIOS之外,计算机中的NOR闪光灯也存在于一些早期的固态驱动器中。下图中的红色圆圈是SPI接口的NOR闪光灯,用于存储固态硬盘的固件。黄色圆圈是东芝NAND型闪存,它是固态硬盘的数据存储组件。

Nand闪存

1989年,东芝公司发布了NAND闪存结构,与NOR闪存相比,该结构降低了每比特的成本,并具有更高的性能和擦除寿命。

然而,NAND闪存的I/O接口没有用于随机访问的外部地址总线,它必须以块方式读取,而且相对较高的错误率还需要ECC纠错引擎的帮助。这些特点使得NAND闪存不能直接与CPU通信,而是需要一个特定的控制器,即我们在固态硬盘上看到的主控制器。下图显示了东芝trc200固态硬盘的tc58nc1010gsb主芯片:

很长一段时间以来,闪存和CPU一样,一直在发展过程小型化,同时依靠SLC、MLC到TLC来增加存储密度、增加闪存容量和降低成本。从数码相机到存储卡,再到更大的固态硬盘,它们逐渐扩展到每台家用电脑。下图显示东芝2007年使用56nm工艺制造的8gbnb和闪存。

直到出现1xnm工艺中的瓶颈,闪存单元的浮动栅极层中可以容纳的电子数量由于尺寸的减小而减少到一个危险的水平,这使得存储在闪存中的数据更容易出错。同时,随着隧道氧化层继续变薄,闪存擦除寿命也随之降低。

早在2007年,东芝作为一个闪存世界就预见到了这种情况,并宣布了全球3D闪存技术(东芝存储器官网介绍),现在被称为bisflash。

Bicsflash使用充电陷阱取代2D浮门结构,并将其转换成可以垂直堆叠的形式。

随着BICS3D闪存的出现,闪存的发展又充满活力,存储单元体积越大,电子容量越大,闪存的耐久性和可靠性也得到了极大的提高。

BICS闪存的存储密度可以通过在垂直方向上增加闪存单元的堆叠层数来扩展。

同时,BICS3DFLASH存储器还可以将多个FLASH芯片叠加并封装在同一个粒子中,与以前的2D平面闪存存储器相同,从而获得更高的闪存容量。

为了减少干扰,东芝还率先将先进的TSV硅通孔技术应用于3D闪存中,取代了原有的引线键合技术,提高了闪存的可靠性。

除了BICS3D闪存,东芝今年还宣布了3dxl高性能闪存,使用更短的位线和字线,并设计了更多的平面飞机,以实现将闪存延迟减少10倍的目标。以满足未来企业对闪存的高性能计算要求。

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