Las mejores soluciones de almacenamiento de memoria flash: ¿Es NOR o NAND ideal para tu proyecto?

Debo admitir que soy bastante ignorante cuando se trata de vinos: ¿debería elegir un vino blanco para mi cena, o sería más apropiado un tinto? Y no me pongan a prueba sobre las diferencias entre los distintos blancos o tintos. Sé que hay algunas pautas sobre qué variedad maridar con diversos alimentos y sabores, pero no tengo idea de cuáles son estos maridajes recomendados.

Al igual que los vinos tintos y blancos, los dispositivos de solución de almacenamiento de memoria flash NOR y NAND son similares pero diferentes. Aunque carecer de experiencia en el ámbito vinícola puede no costarte tu cita, no distinguir las diferencias entre la memoria flash NOR y NAND puede resultar en poner en peligro todo tu diseño de hardware. Antes de tomar tu decisión sobre la mejor solución de almacenamiento flash para tu proyecto—NOR, NAND, o ambos—necesitas entender verdaderamente qué logra cada uno, y dónde se quedan cortos. En esta publicación, discutiremos sobre almacenamiento flash vs memoria, y NOR vs NAND flash.

Los fundamentos del almacenamiento de memoria flash

Pero primero, un breve repaso sobre la memoria flash. Probablemente no impresionarás a una cita con este conocimiento, pero las soluciones de memoria flash interna son un tipo de solución de almacenamiento que permite retener datos por un período considerablemente largo. Los dispositivos de solución de almacenamiento de memoria flash suelen especificarse para retener datos durante al menos 10 años, aunque realísticamente, la duración puede disminuir debido al uso continuo del almacenamiento de memoria flash completo. La tecnología de disco duro SSD (estado sólido) depende de la memoria flash interna para almacenar información.

En el diseño electrónico, el almacenamiento de memoria flash está disponible como un circuito integrado (IC) individual y requiere un protocolo propietario para escribir, leer y borrar datos en el bus paralelo del IC de flash. Independientemente del método de comunicación, aún se necesita el protocolo adecuado para poder acceder a la celda de memoria interna.

A diferencia de la Memoria de Acceso Aleatorio Estático (SRAM), las secciones de almacenamiento de datos existentes en una dirección particular en el diseño de la memoria flash interna deben ser borradas antes de que se pueda escribir un nuevo byte. La memoria interna del flash está organizada en bloques. La operación de borrado eliminará un bloque entero que puede variar desde 8 KBytes hasta 128 Kbytes, dependiendo del tipo de soluciones de almacenamiento flash utilizadas. En general, hay dos maneras en que un microcontrolador puede interfaz con dispositivos de solución de memoria flash: bus serial o paralelo.

NOR Flash vs. NAND Flash: Explorando las Diferencias

Si no lo adivinaste por sus nombres, el flash NOR y el flash NAND implican una semejanza de las características de la celda de memoria interna respectivamente con aquellas de las puertas NOR o NAND. Hay diferencias significativas entre ambos tipos de memoria que afectarán tu elección en el diseño, tales como:

1. Tiempo de Acceso: La memoria flash NAND se hizo ideal para unidades USB debido a su rápido tiempo de escritura y borrado. La memoria flash NAND proporciona un tiempo de escritura y borrado considerablemente más rápido que la memoria flash NOR; sin embargo, su desventaja es un tiempo de lectura lento. Con esto en mente, la memoria flash NAND es ideal para aplicaciones como reproductores MP3 y memorias USB donde los datos involucrados son pequeños o cortos. Sin embargo, la memoria flash NAND es inferior para almacenar códigos de firmware que son cargados y ejecutados por un microcontrolador.

2. Densidad de Almacenamiento: Debido a las diferencias en la arquitectura interna, la memoria flash NAND tiene una mayor densidad de almacenamiento que la memoria flash NOR. Sin embargo, este beneficio viene a expensas de la capacidad para realizar lecturas de acceso aleatorio. Los datos que están almacenados en cualquier ubicación en la memoria flash NAND tienen que ser recuperados leyendo la página entera donde residen los datos.

3. Duración de Vida: Después de muchos ciclos de borrado, solo es cuestión de tiempo antes de que el diseño de memoria flash se desgaste. La memoria flash NAND tiene una vida útil más larga que la memoria flash NOR. Generalmente, los primeros dispositivos soportan hasta 1,000,000 de ciclos de borrado mientras que los últimos pueden degradarse después de 100,000 ciclos de borrado. Como esto puede suceder solo en ciertos sectores de los dispositivos de almacenamiento de memoria flash, el algoritmo de nivelación de desgaste puede ayudar a prolongar el uso mapeando datos a otros sectores.

También existe una forma más nueva de flash, la NAND 3D. Este enfoque apila las celdas de memoria verticalmente para crear mucha más memoria por pulgada de la placa de circuito impreso. El proceso de fabricación para la NAND 3D es mucho más complicado y costoso, pero puede ofrecer una alternativa si se agotan otras opciones rentables.

Decidiendo entre la Memoria Flash NOR y NAND

Finalmente, la elección entre flash NOR o flash NAND depende de los requisitos y el propósito de su diseño. Si estás construyendo una cámara digital o un teléfono móvil, el flash NAND es la elección lógica. Pero si necesitas el almacenamiento no volátil adecuado para arrancar tu programa o necesitas acceso rápido a tu algoritmo de validación, entonces el flash NOR es la opción correcta. Para algunas aplicaciones, incluso podrías requerir ambos tipos de almacenamiento de memoria flash para funcionar de manera efectiva. Por ejemplo, un controlador de acceso por huella dactilar puede almacenar la información biométrica en el flash NAND y otros parámetros de seguridad en el flash NOR.

Independientemente de lo que elijas, aún necesitarás seguir las mejores prácticas de PCB al diseñar con soluciones de almacenamiento flash.

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