فلش NAND

تکنولوژی NAND یا فلش NAND یکی از فناوری‌های ذخیره‌سازی پیشرفته است که در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف استفاده می‌شود. این فناوری، امکان ذخیره‌سازی داده‌ها را بدون نیاز به برق فراهم می‌کند و به عنوان یک جایگزین مناسب برای حافظه‌های سخت افزاری معمولی محسوب می‌شود. امروزه از این فناوری در ساخت انواع فلش مموری و مموری کارت و همچنین هارد SSD استفاده می‌شود. در این مقاله، به بررسی عملکرد، مزایا و کاربردهای فلش NAND می‌پردازیم.

تکنولوژی NVMe چیست؟

تکنولوژی NVMe تعریف می‌کند که نرم‌افزار میزبان چگونه با حافظه غیرقابل از دست رفتن ارتباط برقرار کند، راه‌های معمول انتقال داده عبارتند از: PCI Express® (PCIe®)، RDMA، TCP و غیره. این استاندارد صنعتی برای درایوهای حالت جامد یا همان هارد SSD در تمام فرم‌فاکتورها استفاده می‌شود. در موج اول، یک اس اس دی با استفاده از NVMe روی PCIe®، محدودیت‌های پروتکل‌های قدیمی، که برای درایوهای دیسک سخت (HDD) تعریف شده بودند را برطرف می‌کند و سرعت انتقال داده و عملکرد IOPS را نسبت به رابط‌های دیگری که SSDها را پشتیبانی می‌کنند مانند SATA، بهبود می‌بخشد.

مموری مارکت مرکز خرید عمده انواع حافظه جانبی ویژه همکاران؛ جهت اطلاع از قیمت ها و موجودی کالا در سایت ما ثبت نام کنید!

NAND چیست؟

NAND یک نوع حافظه فلش است که زمان پاک کردن و نوشتن را کمتر از هارد دیسک می‌کند و نیاز به مساحت چیپ کمتر در هر سلول دارد، که امکان گرفتن تراکم ذخیره‌سازی بیشتر و هزینه کمتر را فراهم می‌کند. فناوری جدید 3D NAND عملکرد، ظرفیت و کارایی انرژی SSDها را افزایش می‌دهد. NAND 3D سلول‌های حافظه را روی یکدیگر قرار می‌دهد، در حالی که در 2D، یک لایه تک سلولی وجود دارد. همراه با معماری PCIe و NVMe، NAND همچنین قادر است برنامه‌های جدیدی را که نیاز به عملکرد بالاتر رابط فیزیکی ذخیره‌سازی دارند، پشتیبانی کند. فناوری NAND معمولاً در SSDها و بیشتر در تلفن‌های هوشمند یافت می‌شود.

فلش مموری NAND چیست؟

حافظه فلش NAND یک نوع فناوری ذخیره‌سازی غیرقابل از دست دادن است که برای حفظ داده‌ها به برق نیاز ندارد. یک هدف مهم در توسعه حافظه فلش NAND، کاهش هزینه هر بیت و افزایش ظرفیت حداکثر چیپ بوده است تا حافظه فلش بتواند با دستگاه‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی مانند هارد دیسک رقابت کند. حافظه NAND در دستگاه‌هایی که فایل‌های بزرگ به طور مکرر بارگذاری و جایگزین می‌شوند، بازار خود را پیدا کرده است. پخش‌کننده‌های MP3، دوربین‌های دیجیتال و فلش مموری های USB از فناوری NAND استفاده می‌کنند.

حافظه فلش NAND داده‌ها را به صورت بلوک‌ها ذخیره می‌کند و برای ذخیره داده‌ها از مدارهای الکتریکی استفاده می‌کند. وقتی برق از حافظه NAND جدا می‌شود، نیمه‌رسانای متال-اکسید یک بار اضافی به سلول حافظه ارائه می‌دهد و داده‌ها را حفظ می‌کند. نیمه‌رسانای متال-اکسید معمولاً از ترانزیستور دروازه شناور (FGT) استفاده می‌کند. FGTها به ساختار دروازه‌های منطقی NAND شبیه هستند.

سلول‌های حافظه NAND با دو نوع دروازه، دروازه کنترل و دروازه شناور ساخته می‌شوند. هر دو دروازه به کنترل جریان داده‌ها کمک می‌کنند. برای برنامه‌ریزی یک سلول، یک بارگذاری ولتاژ به گیت کنترل ارسال می‌شود.

عملکرد فلش مموری NAND

حافظه فلش یک نوع ویژه از چیپ حافظه خواندن‌نوشتن قابل برنامه‌ریزی و قابل پاک‌سازی الکترونیکی (EEPROM) است. مدار فلش یک شبکه از ستون‌ها و ردیف‌ها ایجاد می‌کند. هر تلاقی در شبکه دو ترانزیستور که توسط یک لایه نازک اکسید از هم جدا شده‌اند را در بر می‌گیرد - یک ترانزیستور به نام گیت شناور و دیگری به نام گیت کنترل. گیت کنترل، گیت شناور را به ردیف مربوطه خود در شبکه متصل می‌کند.

تاریخچه و تکامل حافظه فلش NAND

حافظه فلش ریشه‌های خود را به توسعه ترانزیستورهای فیلد-افکت نیمه‌رسانای فلز-اکسید (MOSFET) برمی‌گرداند. فناوری MOSFET در سال 1959 توسعه یافت و توسعه ترانزیستورهای دروازه شناور MOSFET در سال 1967 صورت گرفت.

توسعه‌دهندگان این ترانزیستورهای اولیه دریافتند که این دستگاه‌ها می‌توانند حالت‌ها را بدون نیاز به برق خارجی نگه دارند و استفاده از آنها به عنوان سلول‌های حافظه دروازه شناور برای چیپ‌های حافظه خواندن‌نوشتن قابل برنامه‌ریزی (PROM) که هم غیرقابل از دست رفتن و هم قابل بازنویسی بودند، پیشنهاد شد - یک نعمت در انعطاف‌پذیری نسبت به چیپ‌های ROM موجود. این ترانزیستورها پایه‌های توسعه دستگاه‌های EPROM و EEPROM در طول دهه 1970 شدند، اگرچه استفاده از آنها محدود بود.

طراحان توشیبا برای اولین بار گروه‌هایی از سلول‌های حافظه فلش را به صورت بلوک‌ها یا گروه‌ها بازسازی کردند و مدارهای مورد استفاده برای پاک کردن سریع بلوک‌های کامل را اضافه کردند. این پاک کردن سریع به سرعتی درخشان اتفاق می‌افتاد و نام "فلش" به آن چسبید.

فلش NOR در سال 1984 پیشنهاد شد و فناوری NAND در سال 1987 پیشنهاد شد. برند توشیبا در سال 1987 برخی از اولین دستگاه‌های حافظه فلش NAND را تولید کرد، در حالی که اینتل در سال 1988 دستگاه‌های حافظه فلش NOR را تولید کرد.

تولیدکنندگان در دهه‌های 2000 و 2010 پیشرفت‌های قابل توجهی در چگالی، عملکرد و قابلیت اطمینان حافظه فلش NAND داشتند که از فناوری‌های طراحی سلول نوظهور مانند سلول چندسطحی (MLC) که دو بیت در هر سلول ذخیره می‌کند، سلول سه سطحی (TLC) که سه بیت در هر سلول ذخیره می‌کند و سلول چهار سطحی (QLC) که چهار بیت در هر سلول ذخیره می‌کند، بهره بردند.

پیشرفت‌های بیشتر در فناوری سلول حافظه امکان تراکم لایه‌های سلول‌های حافظه را فراهم کرده است تا ظرفیت ذخیره‌سازی فلش را بهبود بخشد.

انواع حافظه فلش NAND

تعداد بیت‌ها در هر سلول یکی از فاکتورهایی است که مدل‌های مختلف این نوع حافظه را از یکدیگر متمایز می‌کند. هرچه بیشتر بیت‌ها در هر سلول ذخیره شود، هزینه ذخیره‌سازی فلش NAND کمتر خواهد بود.

• SLC یا سلول‌های یک سطح، یک بیت در هر سلول ذخیره می‌کنند. SLC دارای مقاومت بالاتری است اما همچنین گرانترین نوع ذخیره‌سازی در تکنولوژی NAND است.
• MLC یا سلول‌های چند سطح، دو بیت در هر سلول ذخیره می‌کنند. به دلیل اینکه عملیات پاک کردن و نوشتن دو برابر اتفاق می‌افتد، MLC نسبت به SLC مقاومت کمتری دارد. با این حال، هزینه آن کمتر است. بسیاری از کامپیوترها از MLC استفاده می‌کنند.
• TLC یا سلول‌های سه سطح، سه بیت در هر سلول ذخیره می‌کنند. بسیاری از محصولات مصرفی از این نوع استفاده می‌کنند زیرا هزینه آن کمتر است، اما عملکرد کمتری دارد.
• QLC یا سلول‌های چهار سطح، چهار بیت در هر سلول ذخیره می‌کنند. QLC ها مقاومت کمتری دارند و به طور کلی گرانتر هستند.
• NAND 3D - NAND 2D یا پلانار فقط یک لایه از سلول‌های حافظه دارد، در حالی که NAND 3D سلول‌ها را روی یکدیگر قرار می‌دهد. سامسونگ NAND 3D را به عنوان NAND عمودی یا V-NAND معرفی می‌کند.

نتیجه‌گیری

فلش NAND به عنوان یک فناوری ذخیره‌سازی پیشرفته، در دستگاه‌های الکترونیکی مختلف استفاده می‌شود و مزایا و معایب خاص خود را دارد. با پیشرفت تکنولوژی، قابلیت ذخیره‌سازی و عملکرد تکنولوژی NAND بهبود یافته و کاربردهای گسترده‌تری پیدا کرده است. به هر حال، در نظر داشته باشید که هر نوع فلش NAND دارای ویژگی‌ها و محدودیت‌های خود است و باید با توجه به نیازهای خاص خود، بهترین نوع را انتخاب کنید. امیدواریم که با مطالعۀ این مقاله درک بهتری از عملکرد فلش NAND پیدا کرده باشید و با مزایا و معایب آن آشنا شده باشید. همچنین، در این مطلب اطلاعاتی درباره کاربردها و تکنولوژی‌های پیشرفته در این فناوری را به شما ارائه کردیم.

مموری مارکت تخصصی ترین مرکز فروش انواع حافظه جانبی در شیراز و جنوب کشور ، نماینده رسمی شرکت داده پرداز رایانه متین بهترین انتخاب برای خرید ویژه همکاران است که محصولات اورجینال را با بهترین قیمت و گارانتی معتبر در اختیار شما قرار می‌دهد؛ جهت اطلاع از قیمت‌های به روز و ثبت سفارش در سایت ما ثبت نام کنید!