flash存储器（NOR Flash和NAND Flash）

Flash存储器经历了最初应用于个人计算机BIOS( basic input output system)存储、嵌入式系统的标准存储器,到目前在某些笔记本电脑中代替磁盘作为外存储器，并被引入到企业级存储的高端存储阵列中，Flash存储技术已经得到很大的发展。作为一种电可擦除可编程只读存储器，Flash存储器不但能在不移除存储芯片的情况下进行擦除和编程操作，还具有非易失性、固态性、体积小、重量轻、抗震动、高性能、低能耗等优点。由于Flash存储器在价格、访问延迟、传输带宽、密度和能耗方面弥补了RAM(random accessed memory)和磁盘之间的差异，关于Flash存储器在存储系统体系结构中的地位探讨成为研究人员关注的问题之一，主要包括主存储器层、RAM与磁盘之间的buffer cache层和持久性存储层3个层次。
和内存、磁盘最显著的不同之处在于，Flash存储器的每个存储单元只有在擦除以后才能写数据。目前擦除操作所需的时间比写操作多一个数量级，并且擦除的基本单位由几十个读、写基本单位组成。此外，每个存储单元允许的擦除次数是有限的。这些特点使得对Flash存储的有效管理变得十分重要。目前，有两种管理Flash存储器的软件体系结构:通过Flash转换层为Flash存储器提供块设备接口，使已有的文件系统不需要经过修改就能运行，为此，Flash转化层实现了地址映射、垃圾回收、磨损均衡等功能；设计并实现专门的Flash文件系统，以充分发挥Flash存储器的特点。
随着Flash存储器的容量越来越大，价格越来越低，Flash存储器相对磁盘的优势越来越明显。尤其是随着绿色存储概念的提出，在个人计算机以及服务器等通用计算环境中使用基于Flash的存储系统迅速成为应用和研究的热点。EMC公司宣布在其高端产品Symmetrix中支持SSD( solid state disk)。Google公司为了缓解能耗问题，将美国总部部分服务器的硬盘替换为Flash SSD。百度公司也宣布开始使用其自行研制的SSD。然而，面向通用计算环境的Flash存储系统面临一些新的问题：一方面，和许多移动设备不同，个人计算机和服务器等系统向存储子系统发出大量的随机写请求，而由于Flash存储的独特特性，目前的随机写性能有时比磁盘低几个数量级，因此提高随机写的性能成为Flash存储管理的重要任务之一；另一方面，几十年来，操作系统、文件系统、数据库管理系统等大量上层软件的设计和实现都是基于底层采用磁盘存储系统的假设，大量的数据结构和算法的设计和实现都以优化磁盘系统的性能为目标，如B+树、buffer cache管理策略等，将这些软件直接用于基于Flash的存储系统无疑将无法有效发挥Flash存储系统的性能，因而修改或设计新的数据结构和算法以提高Flash存储系统的性能是另一个需要研究的问题。
目前Flash存储器占据主流市场的有NOR Flash和NAND Flash两大类。NOR Flash由Intel公司于1988年最初推出。为了提高容量价格比，东芝公司于1989年推出NAND Flash。两种Flash技术各有优、缺点以及各自适用的场合。
1.NOR的特点是芯片内执行（XIP，eXecute In Place），这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。
2.NOR的传输效率很高，在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益
3.NOR Flash以并行的方式连接存储单元，具有分离的控制线、地址线和数据线，NAND Flash以串行的方式连接存储单元，复用端口分时传输控制、地址和数据信号，并由一个复杂的IPO控制器为主机提供接口
4.NAND的结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，使NADN的容量大、价格低
5.NOR的读速度比NAND稍快一些
6.NAND的写入速度比NOR快很多
7.NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快
8.NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少
9.NAND的实际应用方式要比NOR复杂的多。NOR可以直接使用，并可在上面直接运行代码；而NAND需要I/O接口，因此使用时需要驱动程序
10.NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次
11.NOR Flash多被用于手机、BIOS芯片以及嵌入式系统中进行代码存储；NAND Flash多被用于数码相机、MP3播放器、优盘,笔记本电脑中进行数据存储

作者：hs794502825 发表于2012-12-1 16:03:43 原文链接

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