最適なフラッシュメモリストレージソリューション：NORとNANDのどちらがあなたのプロジェクトに最適ですか？

ワインに関しては、正直なところかなり無知です：夕食に白ワインを選ぶべきか、それとも赤がより適切でしょうか？そして、異なる白や赤の違いについて試さないでください。様々な食品やフレーバーに合わせるための品種を選ぶためのいくつかのガイドラインがあることは知っていますが、これらの推奨されるペアリングが何であるかは全くわかりません。

赤ワインと白ワインのように、NORフラッシュとNANDフラッシュメモリストレージソリューションデバイスも似ていますが異なります。ワインの専門知識がないことがデートの失敗につながることはないかもしれませんが、NORフラッシュとNANDフラッシュの違いを区別できないと、ハードウェア設計全体を危険にさらす結果となるかもしれません。プロジェクトに最適なフラッシュストレージソリューションを選択する前に—NOR、NAND、または両方—それぞれが何を成し遂げ、どこに短所があるのかを真に理解する必要があります。この投稿では、フラッシュストレージ対メモリ、およびNOR対NANDフラッシュについて議論します。

フラッシュメモリストレージの基礎

まずは、フラッシュメモリについての簡単なおさらいから始めましょう。この知識でデートが盛り上がることはないかもしれませんが、内蔵フラッシュメモリソリューションは、データを長期間保持できるタイプのストレージソリューションです。フラッシュメモリストレージソリューションデバイスは、少なくとも10年間データを保持できるとされていますが、実際には、全フラッシュメモリストレージの連続使用により、持続期間が減少することがあります。SSD（ソリッドステート）ハードドライブ技術は、情報を保存するために内蔵フラッシュメモリに依存しています。

電子設計において、フラッシュメモリストレージは個別の集積回路（IC）として利用可能であり、フラッシュICの平行バス上でデータを書き込み、読み出し、消去するために独自のプロトコルが必要です。通信方法に関わらず、内部メモリセルにアクセスするためには、適切なプロトコルを実行する必要があります。

静的ランダムアクセスメモリ（SRAM）とは異なり、内部フラッシュメモリ設計の特定のアドレスに存在するデータ記憶部分は、新しいバイトを書き込む前に消去する必要があります。フラッシュの内部メモリはブロックで構成されています。消去操作は、使用されるフラッシュストレージソリューションのタイプに応じて、8 Kバイトから128 Kバイトの範囲のブロック全体を削除します。一般的に、マイクロコントローラがフラッシュメモリソリューションデバイスにインターフェースする方法は2つあります：シリアルまたはパラレルバス。

NORフラッシュ対NANDフラッシュ：違いを探る

名前から推測できるかもしれませんが、NORフラッシュとNANDフラッシュは、それぞれ内部メモリセルの特性がNORゲートまたはNANDゲートのそれに似ていることを示しています。両タイプのメモリには、設計の選択に影響を与える重要な違いがあります。それには以下のようなものがあります：

1. アクセス時間： NANDフラッシュは、高速な書き込み・消去時間によりUSBドライブに最適でした。NANDフラッシュはNORフラッシュよりもかなり高速な書き込み・消去時間を提供しますが、読み取り時間が遅いという欠点があります。この点を考慮すると、NANDフラッシュはデータが小さい、または短いMP3プレーヤーやUSBメモリースティックのようなアプリケーションに最適です。しかし、マイクロコントローラーによってロードされ実行されるファームウェアコードを保存する場合には、NANDフラッシュは劣っています。

2. ストレージ密度：内部アーキテクチャの違いにより、NANDフラッシュはNORフラッシュよりも高いストレージ密度を持っています。しかし、この利点はランダムアクセス読み取りを実行する能力の犠牲の上にあります。NANDフラッシュ内の任意の場所に保存されたデータは、そのデータが存在するページ全体を読み取ることによってのみ取得する必要があります。

3. 耐用年数：多くの消去サイクルの後、フラッシュメモリの設計が摩耗するのは時間の問題になります。NANDフラッシュはNORフラッシュよりも長い寿命を持っています。一般的に、前者のデバイスは最大100万回の消去サイクルに対応していますが、後者は10万回の消去サイクル後に劣化する可能性があります。これがフラッシュメモリストレージデバイスの特定のセクターにのみ発生する可能性があるため、ウェアレベリングアルゴリズムはデータを他のセクターにマッピングすることで使用期間を延ばすのに役立つかもしれません。

また、3D NANDという新しい形式のフラッシュもあります。このアプローチは、メモリセルを垂直に積層して、プリント基板のインチあたりのメモリを大幅に増やします。3D NANDの製造プロセスははるかに複雑でコストがかかりますが、他のコスト効率の良いオプションが尽きた場合の代替手段を提供することができます。

NORフラッシュとNANDフラッシュの選択

最終的にNORフラッシュとNANDフラッシュのどちらを選択するかは、設計の要件と目的によります。デジタルカメラや携帯電話を製造する場合、NANDフラッシュが論理的な選択です。しかし、プログラムを起動するための適切な不揮発性ストレージが必要である場合や、検証アルゴリズムにすぐにアクセスする必要がある場合は、NORフラッシュが適切なオプションです。一部のアプリケーションでは、効果的に機能するために両方のタイプのフラッシュメモリストレージが必要になることもあります。例えば、指紋アクセスコントローラーは生体情報をNANDフラッシュに、その他のセキュリティパラメータをNORフラッシュに格納する場合があります。

何を選択するにしても、フラッシュストレージソリューションを設計する際には、最適なPCBの実践を遵守する必要があります。

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