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闪存

时间:2021-12-29 12:05 来源:未知 作者:推囧网 人气:
【导读】:闪存是什么意思?闪存是指快闪存储器(英语:flash memory),是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用...

闪存是什么意思?闪存是指快闪存储器(英语:flash memory),是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储,以及在计算机与其他数字产品间交换传输数据,如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EPROM。早期的闪存进行一次抹除,就会清除掉整颗芯片上的数据。

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闪存的概念

闪存是一种非易失性存储器,即断电数据也不会丢失。因为闪存不像RAM(随机存取存储器)一样以字节为单位改写数据,因此不能取代RAM。

闪存卡(Flash Card)是利用闪存(Flash Memory)技术达到存储电子信息的存储器,一般应用在数码相机,掌上电脑,MP3等小型数码产品中作为存储介质,所以样子小巧,有如一张卡片,所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用,闪存卡大概有SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、MultiMediaCard(MMC卡)、Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(记忆棒)、XD-Picture Card(XD卡)和微硬盘(MICRODRIVE)这些闪存卡虽然外观、规格不同,但是技术原理都是相同的。

闪存的技术特点

NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而NAND型更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般,而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。这里我们还需要端正一个概念,那就是闪存的速度其实很有限,它本身操作速度、频率就比内存低得多,而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此,不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口,甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。

前面提到NAND型闪存的操作方式效率低,这和它的架构设计和接口设计有关,它操作起来确实挺像硬盘(其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘的兼容性),它的性能特点也很像硬盘:小数据块操作速度很慢,而大数据块速度就很快,这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。

闪存存取比较快速,无噪音,散热小。用户空间容量需求量小的,打算购置的话可以不考虑太多,同样存储空间买闪存。如果需要容量空间大的(如500G),就买硬盘,较为便宜,也可以满足用户应用的需求。

闪存的分类

按种类分

U盘、CF卡、SM卡、SD/MMC卡、记忆棒、XD卡、MS卡、TF卡、PCIe闪存卡

按品牌分

矽统(SIS)、金士顿、索尼、LSI、闪迪、Kingmax、鹰泰、创见、爱国者、纽曼、威刚、联想、台电、微星、SSK、三星、海力士

【NAND型闪存】内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit,用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页(Page)(可以看到,NAND型闪存的页就类似硬盘的扇区,硬盘的一个扇区也为512字节)。每一页的有效容量是512字节的倍数。所谓的有效容量是指用于数据存储的部分,实际上还要加上16字节的校验信息,因此我们可以在闪存厂商的技术资料当中看到“(512+16)Byte”的表示方式。2Gb以下容量的NAND型闪存绝大多数是(512+16)字节的页面容量,2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到(2048+64)字节。

NAND型闪存以块(sector)为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入,因此擦除操作是闪存的基本操作。一般每个块包含32个512字节的页(page),容量16KB;而大容量闪存采用2KB页时,则每个块包含64个页,容量128KB。

每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条,每条数据线每次传输(512+16)bit信息,8条就是(512+16)×8bit,也就是前面说的512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来越多地采用16条I/O线的设计,如三星编号K9K1G16U0A的芯片就是64M×16bit的NAND型闪存,容量1Gb,基本数据单位是(256+8)×16bit,还是512字节。

寻址时,NAND型闪存通过8条I/O接口数据线传输地址信息包,每包传送8位地址信息。由于闪存芯片容量比较大,一组8位地址只够寻址256个页,显然是不够的,因此通常一次地址传送需要分若干组,占用若干个时钟周期。NAND的地址信息包括列地址(页面中的起始操作地址)、块地址和相应的页面地址,传送时分别分组,至少需要三次,占用三个周期。随着容量的增大,地址信息会更多,需要占用更多的时钟周期传输,因此NAND型闪存的一个重要特点就是容量越大,寻址时间越长。而且,由于传送地址周期比其他存储介质长,因此NAND型闪存比其他存储介质更不适合大量的小容量读写请求。

而比我们平常用的U盘存储量更大,速度更快的闪存产品要属PCIe闪存卡了,它采用低功耗,高性能的闪存存储芯片,以提高应用程序性能。由于它们直接插到服务器中,数据位置接近服务器的处理器,相比其它通过基于磁盘的存储网络路径来获取信息大大节省了时间。企业正在转向这种技术以解决存储密集型工作负载,比如事务处理应用。在PCIe闪存卡方面,LSI公司新的Nytro产品,扩大其基于闪存的应用加速技术到各种规模的企业。LSI推出了三款产品,到一个正变得越来越拥挤的PCIe闪存适配器卡市场。LSI Nytro产品战略中的一部分,LSI公司的WarpDrive卡上,采用闪存存储、LSI的SAS集成控制器和来自公司收购的闪存控制器制造商SandForce的技术。其第二代基于PCIe的应用加速卡容量从200GB到3.2TB不等。Nytro XD应用加速存储解决方案的软件和硬件的组合。它集成了WarpDrive卡与Nytro XD智能高速缓存软件,以提高在存储区域网络(SAN)和直接附加存储(DAS)实现中的I/O速度。最后,还有Nytro MegaRAID应用加速卡,它结合了MegaRAID控制器与板载闪存和缓存软件,LSI公司将Nytro MegaRAID的定位面向低端,针对串行连接SCSI(SAS)DAS环境的性能增强解决方案。

微软的SQL Server产品管理主管Claude Lorenson,看好LSI的闪存产品在微软服务器环境中的未来。因为 LSI的闪存产品Nytro MegaRAID可以帮助微软SQL实现了每秒交易的10倍增长,

“闪存存储技术,如LSI的Nytro应用加速产品组合,可以用来加速关键业务应用,如SQL Server 2012”,Lorenson在一份公司的声明中表示“随着微软将在Windows Server 8中提供的增强,这些技术的重要性将继续增长。”

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