Чим відрізняється Flash-пам’ять від EEPROM?


77

Для зберігання даних використовуються флеш-пам’яті та EEPROM, що використовують плаваючі транзистори. Що відрізняється між ними, і чому Flash настільки швидше?


Відповіді:


68

Перші пристрої ПЗУ мали містити інформацію, розміщену в них за допомогою деяких механічних, фотолітографічних чи інших засобів (до інтегральних схем звичайно було використовувати сітку, де діоди можна було вибірково встановлювати або опускати). Першим головним вдосконаленням став "запобіжник-PROM" - мікросхема, що містить сітку злитих діодів, і транзистори з приводом на рядок, які були досить сильними, що вибір ряду та примусовий стан вихідного сигналу можуть продувати запобіжники на будь-яких діодах ніхто не хотів. Хоча такі мікросхеми були електрично записаними, більшість пристроїв, в яких вони будуть використовуватися, не мали потужної схеми приводу, необхідної для запису на них. Натомість вони будуть записані на пристрої, який називається "програміст", а потім встановлюються в обладнання, яке потрібно було їх читати.

Наступним вдосконаленням став пристрій з імплантованою зарядкою, який дозволив електрично імплантувати заряди, але не знімати їх. Якщо такі пристрої були упаковані в УФ-прозорі упаковки (EPROM), їх можна було б стерти приблизно через 5-30 хвилин впливу ультрафіолету. Це дало змогу повторно використовувати пристрої, вміст яких виявився нецінними (наприклад, баггі чи незакінчені версії програмного забезпечення). Якщо розмістити ті самі чіпи в непрозорій упаковці, це дозволило продавати їх дешевше для програм кінцевих користувачів, коли навряд чи хтось захотів би їх стерти та повторно використати (OTPROM). Успішне вдосконалення дозволило видалити пристрої електричним способом без ультрафіолетового світла (ранній EEPROM).

Ранні пристрої EEPROM можна було стирати лише масово, а для програмування необхідні умови, дуже відмінні від умов, пов’язаних із звичайною роботою; отже, як і у пристроях PROM / EPROM, вони, як правило, використовуються в схемах, які можуть читати, а не записувати їх. Пізніші вдосконалення EEPROM дали змогу видалити менші регіони, якщо не окремі байти, а також дозволили їх записувати тією ж схемою, що їх використовувала. Тим не менш, назва не змінилася.

Коли на сцені з'явилася технологія під назвою "Flash ROM", для пристроїв EEPROM було цілком нормально дозволяти стиратись і переписувати окремі байти в межах програми. Flash ROM в деякому сенсі був кроком назад у функціональному відношенні, оскільки стирання могло відбуватися лише великими шматками. Тим не менш, обмеження стирання великими шматками дозволило зберігати інформацію набагато компактніше, ніж це було можливо з EEPROM. Крім того, багато флеш-пристроїв мають більш швидкі цикли запису, але повільніші цикли стирання, ніж це було б типово для пристроїв EEPROM (для багатьох пристроїв EEPROM потрібно було б записати байт 1-10 мс, а для стирання 5-50 мс; для флеш-пристроїв зазвичай потрібно менше 100 о. пишіть, але для видалення потрібні сотні мілісекунд).

Я не знаю, що між флеш-пам’яттю та EEPROM є чітка межа, оскільки деякі пристрої, які називали себе «спалахом», можна стерти за кожним байтом. Тим не менш, на сьогоднішній день, як видається, сьогодні використовується термін "EEPROM" для пристроїв з можливостями стирання байтів та "flash" для пристроїв, які підтримують стирання лише великих блоків.


Що ви маєте на увазі під "інформацією про зберігання Flash, набагато компактнішою, ніж це було можливо з EEPROM", і чому цикли стирання у флеш-пам'яті можуть бути більшими, ніж цикл запису?
Звір

1
@Frankenstein: Конструкції схем EEPROM зазвичай вимагають виділити простір для стирання мікросхеми в тих же шарах мікросхеми, що і схеми програмування та зчитування. Хоча існують різноманітні конструкції флеш-схем, вони, як правило, уникають такої вимоги.
суперкарт

спасибі +1, але чому це може мати значення! це з цієї єдиної причини FLASH пам’ять швидше, ніж EEPROM
The Beast

1
@Frankenstein: Програма EEPROM та стирання циклів відбуваються дещо подібними способами. Більшість флеш-пристроїв використовують абсолютно різні механізми програмування та стирання. Принаймні одним пристроєм, з яким я працював на дуже низькому рівні, був мікроконтролер TI 320F206, який робить програмне забезпечення користувача відповідальним за контроль часу циклів програмування та стирання. На цій мікросхемі можна було б уявити пам'ять, що складається з купки відра з клапанами, які можуть вибірково їх зливати, сидячи під купою накладних дощувачів, які можуть їх заповнити. Дивні речі можуть статися, якщо відра ...
supercat

1
... занадто заповниться, тож для того, щоб стерти масив, потрібно злити всі відра, увімкнути трохи дощовиків, перевірити, чи всі відра ще наповнені, увімкніть дощувачі ще трохи, якщо вони не є, потім перевірте ще раз і т. д. Якщо спринклер увімкнено занадто довго, потрібно буде зробити спеціальну операцію, щоб виправити речі [я не пам’ятаю, як саме це працювало]. Все значно складніше, ніж EEPROM, яке можна було б стерти безпосередньо.
supercat

29

Спойлер: EEPROM насправді Flash.

Як яскраво вказано у відповіді суперката, EEPROM - це еволюція старих EPROM, що стираються ультрафіолетом ("EE" EEPROM означає "Електрично стирається"). Однак, незважаючи на те, що він покращився до свого старого друга, сьогоднішній спосіб EEPROM зберігання інформації - це саме той самий флеш-пам'ять.



ТОЛЬКО головна відмінність між ними - логіка читання / запису / стирання.


  • NAND Flash (звичайний спалах):

    Можна стирати лише на сторінках ака. блоки байтів. Ви можете читати та писати (над неписаними) поодинокі байти, але для стирання потрібно витерти безліч інших байтів.

    У мікроконтролерах зазвичай використовується для зберігання прошивки. Деякі реалізації підтримують флеш-обробку з вбудованого програмного забезпечення, і в цьому випадку ви можете використовувати цей флеш для зберігання інформації, доки ви не зіпсуєтесь із використаними сторінками (інакше ви видалите свою прошивку).

  • NOR Flash (він же EEPROM):

    Можна читати, записувати та стирати окремі байти. Логіка управління керується таким чином, що всі байти доступні індивідуально. Хоча це повільніше, ніж звичайний спалах, ця функція надає переваги меншим / старшим електронним пристроям. Наприклад, більш старі телевізійні телевізори та монітори використовували EEPROM для зберігання конфігурацій користувача, таких як яскравість, контрастність тощо.

    У мікроконтролерах саме це зазвичай використовується для зберігання конфігурацій, станів або даних калібрування. Для цього краще, ніж флеш, оскільки для стирання одного байту вам не потрібно запам'ятовувати (ОЗУ) вміст сторінки, щоб переписати його.



Факт веселощів
Існує поширена помилка, що NOR Flash використовує ворота NOR, тоді як NAND Flash використовує ворота NAND (і насправді це здається очевидним). Однак це неправда. Причиною називання є схожість логіки управління кожного типу пам'яті зі схематичними символами воріт NAND та NOR.


22

Спалах - це тип EEPROM (електрично стирається програмована пам'ять лише для читання). "Flash" - це скоріше маркетинговий термін, ніж конкретна технологія. Однак, ці терміни сортоф конвергуються і означають тип EEPROM, оптимізований для великих розмірів та щільності, як правило, за рахунок великих блоків стирання та запису та меншої витривалості.


8
чому вони називають це все ще лише пам'яттю, хіба це такий німий, якщо він читається і Райт?
skyler

4
@skyler: Частково це історично, а почасти має певний сенс. Оригінальний ROM (пам'ять лише для читання) був запрограмований маскою, тобто це було зроблено як крок у побудові чіпів. Потім з'явилися плавкі посилання, які поставили P в PROM. Сьогоднішній EEPROM - це все ще пам'ять здебільшого для читання. Процес написання набагато складніше і повільніше, ніж читання, і в цьому випадку зношується мікросхема. Такі осередки пам'яті з плаваючими воротами можуть бути стерті та записані лише стільки разів, перш ніж вони фізично вийдуть з ладу.
Олін Латроп

Чи можете ви написати магнітний жорсткий диск або транзистор з плаваючим затвором більше разів?
скайлер

@skyler: Якби писати одну область жорсткого диска якомога швидше, можна було б, ймовірно, писати її понад мільярд разів на рік, впродовж років, без того, щоб вона зношувалася. Транзистори з плаваючим затвором не наближаються без вирівнювання зносу. При вирівнюванні зносу обсяг даних, який можна було б записати з максимальною швидкістю на флеш-пристрій до його зносу, був би порівнянний з об’ємом жорсткого диска (деякі флеш-пристрої, мабуть, були б кращими, а деякі гіршими).
supercat

2
@skyler: Багато ранніх мікросхем EEPROM можуть бути підключені безпосередньо до мікропроцесорної шини для доступу лише для читання, але для запису до них потрібні умови, які нормальна мікропроцесорна шина не може створити. Як такі, вони часто писали б за допомогою обладнання, яке називалося "програмістом", а потім підключалися до пристрою, який би читав з них дані.
supercat

4

Флеш-пам’ять - це варіація EE-PROM, яка стає популярною. Основна різниця між флеш-пам’яттю та EE-PROM полягає в процедурі стирання. в цілому або на галузевому рівні.


Як ваша відповідь покращилася в порівнянні з тією, яка вже була прийнята? Мені не здається, що ви додали будь-яку інформацію чи точку зору до вже сказаного.
Джо Хасс

2

"Flash" сховище - це загальний термін для зберігання всередині мікросхем пам'яті (енергонезалежна пам'ять), а не спінінг дисків, таких як дискета, CD, DVD, жорсткий диск тощо.

NOR і NAND є оригінальними мікросхемами флеш-пам’яті, і був винайдений Фуджіо Масуока, працюючи в Toshiba близько 1980 року. «NOR» і «NAND» використовуються в більшості USB-накопичувачів.

Флеш-пам’ять також включає в себе як EEP-ROM (електрично стирається програмована пам'ять лише для читання), так і NV-RAM (енергонезалежну пам'ять з випадковим доступом). EEP-ROM дешевше і використовується для зберігання на більшості пристроїв System-on-Chips та Android. NV-RAM дорожче, і використовується для твердотілих дисків і зберігання в пристроях Apple.

Нові мікросхеми NV-RAM набагато швидші, ніж EEP-ROM та інші технології Flash.

Для отримання додаткової інформації дивіться: http://www.crifan.com/___flash_memory_nand_eeprom_nvram_and_others_zt/


Чи також MRAM , FeRAM та PCRAM також потрапляють у термін "загальний"?
uhoh

2
DIMM будуть DIMM незалежно від динамічної оперативної пам'яті або енергонезалежної оперативної пам’яті. MRAM, FeRAM і PCRAM, що використовуються як накопичувачі, підпадають під загальний термін "Flash storage"
Ніл

1
Дякую! З тих пір, як я з'ясував, що Triple Level Cell NAND FLASH має вісім рівнів, а не три, я став більш обізнаним (насторожено?) Термінологією.
uhoh
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.