NAND og NOR: hva de er og hva de spises med
Jeg tror mange, som leste i nyhetene om flash-minne, kom over noen merkelige fornærmende forkortelser som NOR og NAND. Samtidig ble det som regel ikke gitt noen dekoding av betydningene, og du ville sannsynligvis ikke finne noen forklaring på dem. La oss prøve å bringe i det minste litt klarhet i dette problemet.
Så, forkortelsene NOR og NAND angir typen logisk port som brukes i en gitt enhet av flashminne. NOR står for NOR gate, og NAND står for NOR gate. Men siden jeg ikke ønsker å gi deg et kurs i boolsk algebra og det grunnleggende om digital logikk, som du ikke trenger, vil vi bare fokusere på resultatene av å bruke disse teknologiene.
Hovedfunksjonen til flash-stasjoner er å lagre informasjon. Og dette fører til den første forskjellen: opptakstetthetene oppnådd i dag for NAND-teknologi overgår de som oppnås i NOR, og forskjellen måles i størrelsesordener. Og kravene til lagring av store volumer og kompakthet bestemmer tydelig teknologien til flashminne som brukes. Dette er imidlertid ikke det eneste kriteriet. Like viktig er evnen til å utføre skriftlig programkode i minnet, dvs. den såkalte XIP Capability (XIP - eXecute In Place). Denne muligheten finnes i NOR-teknologi og er fraværende i NAND. Det viser seg at hovedformålet med minne produsert ved hjelp av NAND-teknologi er å lagre data, mens NOR-teknologien er å lagre kjørbar programkode og, i i mindre grad, data (som ikke bare skyldes det lille beløpet som er tilgjengelig - vi kommer tilbake til dette litt senere).
Flash-enheter er delt inn i deler som kalles blokker. Dette må gjøres for å overvinne noen fysiske begrensninger og av prishensyn. En spesifikk blokk kan bare skrives til en hvilken som helst flash-enhet hvis den blokken er tom eller slettet. I de fleste tilfeller viser det seg at en skriveoperasjon må innledes med en sletteoperasjon. Og hvis i NAND-enheter operasjonen med å slette en blokk kan utføres umiddelbart, er det i NOR-enheter nødvendig å først sette alle byte i blokken til null. Det skal også sies at den typiske blokkstørrelsen i NOR-enheter er 64 eller 128 KB (8-32 KB for NAND), som, kombinert med de allerede lave flashhastighetene, fører til at skrive- og sletteoperasjoner kan ta opp til flere sekunder. Dette er en begrensende faktor ved bruk av NOR flash som datalagringsmedium. Og bruken for lagring av kjørbar kode er mulig hvis det passer deg med tanke på ytelse - kravene bør ikke være høye. NAND-minneslettetiden måles i millisekunder og er første orden. Og den lille blokkstørrelsen i tilfelle ugunstige ytre forhold garanterer tap av en minimumsmengde data. Så, for å oppsummere dette avsnittet: NOR leseoperasjoner er litt raskere enn NAND; skriveoperasjoner, tvert imot, er raskere for NAND, og betydelig; På grunn av den lille blokkstørrelsen krever NAND færre slettinger per tidsenhet (som, som vi vil se nedenfor, også kan forlenge levetiden i enheten), som den utfører omtrent tre størrelsesordener raskere enn NOR.
NOR flash er en minneenhet med tilfeldig tilgang. NOR-brikker har et grensesnitt som tillater adressering og enkel tilgang til hver enkelt byte. I/O-grensesnittet til en NAND-minneenhet er mye mer komplekst og varierer fra enhet til enhet og fra utvikler til utvikler. De samme pinnene (ofte 8 av dem) brukes til å overføre kontrollsignaler, adresser og data. I tillegg, i NAND flash, utføres tilgang i blokker på 512 byte, dvs. 512 byte leses eller skrives per tilgang. Tilgang til hver blokk er tilfeldig, men siden det ikke er mulig å få tilgang til en individuell byte, er ikke NAND-minne, i en viss forstand, tilfeldig tilgangsminne. Hver byte fra en 512-byte blokk sendes til minnebussen sekvensielt, så det er hensiktsmessig å snakke om sekvensiell tilgang. Det er det de gjør. Eller om minne med sideorganisering. Nå blir det tydeligere hvorfor NOR er mer egnet til å lagre og kjøre programmer, og NAND er mer egnet til å lagre data.
Kretsdesignet til en NAND-minnecelle er enklere: den er mindre i størrelse sammenlignet med NOR, og dette fører følgelig til økt opptakstetthet, redusert strømforbruk og produksjonskostnader.
Men enhver teknologi kan ikke bare ha positive sider. Slik sett er NAND heller ikke noe unntak. Som med alle stasjoner, er sporadiske lesefeil og skader på stasjonen som helhet mulig. For flashminneenheter er det viktig å snakke om feilfri lesing, behandling av dårlige blokker og antall lese-/skrivesykluser. Fenomenet med feil subtraksjon av biter (kalt bit-flipping) er mer typisk for NAND-minne enn for NOR. Skaden forårsaket av en enkelt feilbit bestemmes av datatypen den tilhører. Så for multimediedata vil dette vise seg å være ubetydelig, men en slik feil i programkoden eller kritiske data kan føre til veldig tragiske resultater. Som jeg allerede har sagt, er dette fenomenet mindre typisk for NOR-minne, og minne basert på NAND-teknologier krever bruk av noen ekstra feildeteksjons- og korrigeringsmekanismer.
NAND-minneproduksjonsteknologier er fortsatt ufullkomne, og i utgangspunktet inneholder minnet et visst antall ikke-funksjonelle elementer. Siden i NAND er en gruppe lagringsceller kombinert til en blokk, fører en skadet celle i en blokk til inoperabilitet av blokken som helhet, dvs. det viser seg å være en dårlig blokk. Derfor blir det nødvendig å overvåke tilstanden til blokkene og bare bruke fungerende, noe som er mye enklere å gjøre enn å produsere minne som absolutt ikke inneholder dårlige sider: slik produksjon viser seg å være veldig dyr (en lignende situasjon skjedde med LCD-paneler på en gang). Denne typen feil er av åpenbare grunner ikke typisk for NOR.
Levetiden til flash-brikker uttrykkes i minimum og maksimalt mulig antall slettesykluser for hver enkelt blokk (og vi vet allerede at hver blokkskriving nødvendigvis er ledsaget av dens foreløpige sletting). For minne basert på NOR-teknologier er det henholdsvis 10 000 og 100 000 sykluser for NAND - 100 000 og 1 000 000 sykluser. Alt er ekstremt enkelt, og det er ingenting å kommentere.
Å bruke NOR-minne er relativt enkelt. Den krever ingen ekstra drivere og kan enkelt installeres og brukes. NAND er mer komplisert, siden forskjellige produsenter bruker forskjellige grensesnitt, og det vil mest sannsynlig kreve en driver. Men til tross for at NAND-minne har mange fordeler, bør du ikke tro at NOR er en ting fra i går. NOR-minne brukes i dag i en rekke enheter som ikke krever store volumer og ikke er ytelseskritiske. NAND finner anvendelse i de områdene hvor større kompleksitet i applikasjonen rettferdiggjøres av store tilgjengelige volumer og ytelse.
Basert på materialer fra flash-produsenter
M-Systems, Samsung, etc.
Hei alle sammen! Her om dagen møtte jeg min gamle venn. Vi begynte å snakke sammen, og han, med ordene «Se på telefonen jeg går rundt med nå!», demonstrerte sin gamle Nokia-trykknapp-telefon. Det viste seg at fastvaren på iPhonen hans krasjet hele tiden - han måtte ta smarttelefonen til et servicesenter. Det virker som en vanlig ting...
Men listen over arbeider som tjenesten skal utføre viste seg å være uvanlig for min venn. Full diagnostikk, programvareoppdateringer (om nødvendig) og andre "vanlige ting" - alt er standard og oversiktlig her. Hovedspørsmålet ble reist av denne setningen fra mesteren - "mest sannsynlig må du rulle over Nand Flash."
Selvfølgelig viste jeg ikke i tjenesten at jeg ikke forsto hva de snakket om - de sier at jeg allerede vet alt uten deg. Det viktigste er å gjøre det. Men jeg kom hjem og gikk umiddelbart til Google - hva er dette, Nand Flash? Hvorfor gidder å rulle den et sted inne i iPhone?
Vi lo med ham, skilte lag, og jeg tenkte - hvorfor ikke skrive et kort notat om dette emnet? Det vil ikke ta mye tid, og for folk som står overfor det samme problemet som min venn, vil det bli litt klarere hva som skjer med smarttelefonen deres. Jeg tenkte - jeg gjorde det. Gå!:)
Hva er Nand Flash i iPhone?
Dette er det interne minnet til enheten. Ja, ja, det samme som eiere av en 16 GB iPhone svært ofte mangler.
Grovt sett er Nand Flash i iPhone 7 32 GB de samme 32 GB internminne.
Minnet er plassert på hovedsystemet til enheten og skiller seg ikke ut på noen måte - en helt vanlig brikke.
Naturligvis er dette ikke en flash-stasjon i det hele tatt - du kan ikke demontere iPhone, enkelt koble fra Nand Flash, installere en annen og tro at alt vil være "OK". Vil ikke bli. Selv om det er verdt å nevne at i noen tilfeller er dette fortsatt mulig. Men mer om det litt lenger. I mellomtiden, la oss gå videre til problemene...
Årsaker til funksjonsfeil
Det er ikke veldig mange alternativer, og alle er vanligvis "standard":
- Enheten faller.
- Andre fysiske skader.
- Inntrenging av væske.
- Ekteskap.
- Jailbreak.
Det er ikke noe spesielt å beskrive her - det er klart at hvis enheten kastes og fylles med vann, vil dette påvirke ytelsen.
Selv om jeg fortsatt vil merke meg et slikt punkt som en produksjonsfeil - dette er også veldig mulig. Jeg var vitne lignende situasjon- Jeg har nettopp kjøpt en iPhone, men den fungerer egentlig ikke - den starter på nytt, viser feil ved gjenoppretting og oppfører seg generelt merkelig. Vi sendte det til service, som et resultat - Nand Flash-minnet var defekt og den påfølgende utskiftingen av enheten.
Symptomer på iPhone Flash-minnesvikt
Denne feilen har ingen klare og spesifikke symptomer (meldingen dukker ikke opp på skjermen - enheten din har minneproblemer), så alt dette kan bare gjettes av indirekte tegn:
Apropos feil...
iTunes-feil som indikerer Nand Flash-feil
Den sikreste måten å håndtere ulike problemer med enheten på. Men hvis iPhone har problemer med Nand Flash-minne, kan gjenopprettingsprosessen bli avbrutt og ledsaget av følgende karakteristiske feil:
Men, det er viktig å huske på dette - iTunes er utformet på en slik måte at samme feilnummer kan ha flere årsaker.
For eksempel kan feil 4013 signalisere både problemer med selve brikken og den uoriginale bruken av ledningen for å koble til PC-en.
Som du kan se, er spredningen veldig stor - fra en enkel ledning til en veldig kompleks reparasjon. Derfor kan du bruke denne listen over feil for en foreløpig analyse av situasjonen, men du kan ikke stole blindt på dem.
Reparere Nand Flash-minne - er det mulig?
Kan være. Men selvfølgelig ikke "hjemme". Dessuten er ikke alle servicesentre i stand til å utføre denne operasjonen. For eksempel, "i et telt på markedet" vil de mest sannsynlig ikke være i stand til å hjelpe deg - det vil rett og slett ikke være nødvendig utstyr der. Og det må være en form for ferdighet.
Nok en gang, jeg vil merke meg separat - hvis din iPhone ikke har utløpt garantiperioden (), trenger du ikke finne på noe - . Det er stor sannsynlighet for at du får en ny enhet i retur.
Hvis garantien er "feil", men reparasjon av Nand Flash-minne fortsatt er nødvendig, har servicesenteret to alternativer for å rette opp situasjonen:
Forresten, hvis vi snakker om utstyr for Nand Flash-fastvare, er slike programmerere ganske forskjellige, men en ting forener dem fortsatt - prisen. Alle koster mye penger – ikke alle har råd til noe slikt.
Hvilken konklusjon kan man trekke av alt dette? iPhone-minneproblemer er et ganske alvorlig problem som er svært vanskelig å fikse på egen hånd. Men situasjonen kan ikke kalles håpløs. Hovedsaken er å finne et godt servicesenter med kompetente spesialister og nødvendig utstyr. Og da vil iPhone glede deg med arbeidet sitt i lang tid!
P.S. Ja, det fungerte ikke som et kort notat :) Men det som finnes er hva det er - ikke slett det nå. Og informasjonen er nyttig - den vil være nyttig for noen. Er du enig? Lik og klikk på knappene sosiale nettverk- støtt forfatteren! Han prøvde, ærlig talt. Takk skal du ha!
P.S.S. Har du noen spørsmål? Har du noe å legge til artikkelen eller vil du fortelle historien din? Det er kommentarer til dette - skriv gjerne!
MLC eller TLC - hvilken er bedre å velge for datamaskinen din? Alle brukere som noen gang har brukt en solid state-stasjon (SSD-minne) snakker positivt om det. Takket være det laster favorittapplikasjonene dine raskere og forbedrer den generelle systemeffektiviteten. I tillegg er disse stasjonene mye mer holdbare og holdbare enn tradisjonelle harddisker. Men hvorfor er noen typer minne dyrere enn andre? For å svare på dette spørsmålet, må du forstå den interne strukturen til stasjoner av denne typen.
SSD-kortet kan deles inn i 3 hovedblokker:
- 3D NAND-minne (må ikke forveksles med NOR Flash). Denne delen brukes til å lagre data i ikke-flyktige blokker som ikke krever konstant strømforsyning fra strømnettet.
- DDR. En liten mengde flyktig minne som krever strøm for å lagre data. Brukes med det formål å bufre informasjon for fremtidig tilgang. Dette alternativet er ikke tilgjengelig på alle stasjoner.
- Kontroller. Fungerer som en mellommann, kobler 3D NAND-minne og datamaskinen. Kontrolleren inneholder også innebygd programvare som hjelper til med å administrere SSD-en.
NAND-minne, i motsetning til NOR, er bygget av mange celler som inneholder biter som slås på eller av av elektrisk ladning. Organiseringen av disse deaktiveringscellene representerer dataene som er lagret på SSD-en. Antall biter i disse cellene bestemmes også av typen minne. For eksempel, i en enkeltnivåcelle (SLC), inneholder en celle 1 bit. NOR-stasjoner brukes ofte i nettverksenheter.
Grunnen til at SLC-flashstasjonen har en liten mengde minne er på grunn av dens lille fysiske størrelse sammenlignet med andre PCB-komponenter (Printed Circuit Board). Ikke glem at PCB inkluderer en kontroller, DDR-minne og 3D NAND-minne, som på en eller annen måte må plasseres inne i systemenheten til en personlig datamaskin. MLC NAND-minne dobler antall bits per celle, og TLC-minne tredobler det. Dette har en positiv effekt på minnekapasiteten. NOR-stasjoner gir tilgang til tilfeldig informasjon, som er grunnen til at de ikke brukes som en harddisk.
Spise visse grunner, ifølge hvilke produsenter fortsetter å produsere flash-minne med 1 bit per celle. SLC-stasjoner regnes som de raskeste og mest pålitelige, men de er relativt dyre og har begrenset lagringskapasitet. Det er derfor en slik enhet er mest å foretrekke for datamaskiner som er utsatt for store belastninger.
Hva er SLC
I konfrontasjonen mellom SLC vs MLC eller TLC 3D vinner alltid den første typen minne, men det koster også mye mer. Den har også mer minne, men er tregere og mer utsatt for krasj. MLC og TLC er minnetypene som anbefales for vanlig datamaskinbruk. NOR brukes ofte i mobiltelefoner og nettbrett. Å forstå dine egne behov vil hjelpe brukeren å velge den best egnede av alle SSD-stasjoner.
Single Level Cell har fått navnet sitt fra en enkelt bit som slås på eller av avhengig av den elektriske strømmen som leveres. Fordelen med SLC er at den er mest nøyaktig når du leser og skriver data, og dens kontinuerlige driftssyklus kan være lengre. Antall gyldige omskrivinger er 90000-100000.
Denne typen minne har slått godt rot i markedet på grunn av sin høye levetid, nøyaktighet og generelle ytelse. En slik stasjon er sjelden installert i hjemmedatamaskiner på grunn av den høye kostnaden og den lille minnekapasiteten. Den er mer egnet for industriell bruk og tunge belastninger knyttet til kontinuerlig lesing og skriving av informasjon.
Fordeler med SLC:
- lang levetid og stor kvantitet ladesykluser sammenlignet med andre typer flashminne;
- færre lese- og skrivefeil;
- kan fungere over et bredere temperaturområde.
Ulemper med SLC:
- høy pris sammenlignet med andre SSD-er;
- relativt liten mengde minne.
eMLC-minnetype
eMLC er flashminne optimalisert for bedriftssektoren. Den har forbedret ytelse og holdbarhet. Antall omskrivinger varierer fra 20 000 til 30 000 eMLC kan sees på som et billigere alternativ til SLC som låner noen fordeler fra konkurrenten.
Fordeler med eMLC:
- mye billigere enn SLC;
- høyere ytelse og utholdenhet sammenlignet med konvensjonell MLC NAND.
Ulemper med eMLC:
- taper til SLC når det gjelder ytelse;
- ikke egnet for hjemmebruk.
MLC Flash-minne for SSD
Multi Level Cell-minne har fått navnet sitt fra evnen til å lagre 2 databiter i én celle. Stor fordel er mer lav pris sammenlignet med SLC. Lavere kostnader blir som regel nøkkelen til produktets popularitet. Problemet er at antallet mulige overskrivinger per celle er betydelig mindre sammenlignet med SLC.
Fordeler med MLC NAND:
relativt lav pris, designet for masseforbrukeren;
større pålitelighet sammenlignet med TLC.
Ulemper med MLC NAND:
- mindre pålitelig og holdbar enn SLC eller eMLC;
- ikke egnet for kommersiell bruk.
TLC-minne
Triple Level Cell er den billigste typen flash-minne. Den største ulempen er at den kun er egnet for hjemmebruk og er kontraindisert for bruk i forretnings- eller industrielle aktiviteter. Livssyklusen til en celle er 3000-5000 omskrivinger.
Fordeler med TLC 3D:
- den billigste SSD tilgjengelig på markedet;
- i stand til å tilfredsstille behovene til de fleste brukere.
Ulemper med TLC 3D:
- kortest forventet levealder sammenlignet med andre typer;
- ikke egnet for kommersiell bruk.
SSD-holdbarhet
Som alle gode ting i denne verden, varer ikke SSD-er evig. Som nevnt ovenfor, Livssyklus SSD avhenger direkte av hva slags 3D NAND-minne den bruker. Mange brukere er bekymret for hvor lenge billigere typer stasjoner kan vare. Sammenlignet med MLC og TLC er SLC-minne mer holdbart, men koster mer. Uavhengige team av entusiaster har testet tilgjengelige SSD-er av forbrukerkvalitet, hvorav de fleste var MLC, med bare 1 som brukte 3D NAND TLC. Resultatene var lovende. Før feilen klarte de fleste av disse enhetene å passere gjennom 700 TB med informasjon, og 2 av dem til og med 1 PB. Dette er virkelig en enorm mengde data.
Du kan trygt børste bort alle bekymringer om at SSD-en vil svikte kort tid. Hvis du bruker MLC eller TLC 3D V-NAND til hverdagsbruk som lagring av musikk, bilder, programvare, personlige dokumenter og videospill, kan du være sikker på at minnet varer i flere år. Hjemme er det umulig å laste datamaskinen så mye som det gjøres med bedriftsservere. De som er bekymret for hukommelsens levetid, kan ha nytte av funksjoner som Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.), som hjelper til med å overvåke helsen til SSD-en.
Velge riktig SSD
Faktisk er forskjellen mellom kommersielle og forbrukerstasjoner så stor at det er vanskelig å forstå. Designteam har begynt å lage dyre SSD-er for å møte de høyere kravene til høyteknologiske, vitenskapelige og militære applikasjoner som krever konstant behandling av informasjon.
Servere i store bedrifter er et godt eksempel på bruk av dyre flash-stasjoner, fordi de jobber 24 timer i døgnet, 5-7 dager i uken. Det er derfor de trenger langvarig, rask lese-/skriveytelse og forbedret pålitelighet. Forbrukerstasjoner er nedstrippede versjoner av kommersielle. De mangler visse funksjoner, men tilbyr mer minne. I tillegg er det en hyggelig trend i verden mot å øke ytelsen til budsjett-NAND-er og redusere kostnadene deres.
Hvilken type stasjon bør du velge selv? SLC eller MLC og TLC? Vi kan konkludere med at SLC- eller eMLC-minne rett og slett ikke er nødvendig for vanlig hverdagsbruk, så det er ingen vits i å bruke en enorm sum penger på det. Hvis du velger typen NAND-minne fra TLC eller MLC, vil alt avhenge av dine økonomiske evner.
TLC NAND er det mest budsjettvennlige minnet som kan møte behovene til de fleste forbrukere. MLC-minne kan betraktes som en mer avansert versjon av NAND-minne for folk som er villige til å investere mye penger i sin personlige datamaskin. Den passer også for de som planlegger å lagre dataene sine i mange år. Hvis meldingen "NAND Flash ble ikke oppdaget" vises på skjermen, har minnet mest sannsynlig brukt opp ressursen og har sviktet.
Det er to hovedtyper av Flash-minne: NOR og NAND. Hver av dem har sine egne fordeler og ulemper, som bestemmer bruksområdene til hver teknologi. Hovedkarakteristikkene deres er presentert i tabellen.
NOR Flash-minne
NOR-minne, oppkalt etter den spesielle datamarkeringen (Not OR - logical Not-OR), er et høyhastighets Flash-minne. NOR-minne gir høyhastighets, tilfeldig tilgang til informasjon, og har muligheten til å skrive og lese data på et bestemt sted uten å måtte få tilgang til minnet sekvensielt. I motsetning til NAND-minne, kan NOR-minne få tilgang til data på opptil én byte i størrelse. NOR-teknologi drar nytte av situasjoner der data skrives eller leses tilfeldig. Derfor er NOR oftest innebygd i mobiltelefoner (for lagring operativsystem) og nettbrett, og brukes også i datamaskiner for å lagre BIOS.
NAND Flash-minne
NAND-minne ble oppfunnet etter NOR, og er også oppkalt etter en spesiell datamarkering (Not AND). NAND-minne skriver og leser data i høy hastighet, i sekvensiell lesemodus, og organiserer dataene i små blokker (sider). NAND-minne kan lese og skrive informasjon side for side, men kan ikke få tilgang til en bestemt byte som NOR. Derfor brukes NAND vanligvis i solid-state-stasjoner (), lyd- og videospillere, set-top-bokser, digitale kameraer s, mobiltelefoner (for lagring av brukerinformasjon) og andre enheter der data vanligvis registreres sekvensielt.
For eksempel bruker de fleste digitale kameraer NAND-teknologi fordi bilder tas og tas opp sekvensielt. NAND-teknologi er også mer effektiv ved lesing, siden den kan overføre hele sider med data veldig raskt. Som serieminne er NAND ideell for lagring av data. Pris for