최고의 플래시 메모리 저장 솔루션: NOR 또는 NAND가 귀하의 프로젝트에 이상적인가요?

작성 날짜: 십일월 27, 2017
업데이트 날짜: 팔월 3, 2020

A smiling girl drinking red wine toasts a friend drinking white wine

와인에 대해서는 정말 잘 모르겠습니다: 저녁 식사에 화이트 와인을 가져가야 할까요, 아니면 레드가 더 적합할까요? 그리고 화이트 와인이나 레드 와인의 차이점에 대해 물어보지 마세요. 다양한 음식과 맛에 어울리는 와인 종류에 대한 몇 가지 지침이 있다는 것은 알고 있지만, 이러한 추천 페어링이 무엇인지는 전혀 모릅니다.

레드 와인과 화이트 와인처럼, NOR 플래시와 NAND 플래시 메모리 저장 장치도 비슷하지만 다릅니다. 와인에 대한 전문 지식이 없어서 데이트에 실패할 수는 있지만, NOR 플래시와 NAND 플래시의 차이점을 구별하지 못하면 전체 하드웨어 설계를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. 프로젝트에 가장 적합한 플래시 저장 솔루션을 선택하기 전에—NOR, NAND, 또는 둘 다—각각이 무엇을 달성하고 어디에서 부족한지를 정확히 이해해야 합니다. 이 글에서는 플래시 저장소와 메모리, 그리고 NOR 대 NAND 플래시에 대해 논의할 것입니다.

플래시 메모리 저장의 기초

하지만 먼저, 플래시 메모리에 대한 간단한 복습을 해보겠습니다. 이 지식으로 데이트 상대를 감동시키지는 못할 것입니다만, 내부 플래시 메모리 솔루션은 상당히 긴 기간 동안 데이터를 보존할 수 있는 저장 솔루션 유형입니다. 플래시 메모리 저장 솔루션 장치는 보통 최소 10년 동안 데이터를 보존할 수 있도록 지정되어 있지만, 실제로는 전체 플래시 메모리 저장의 지속적인 사용으로 인해 지속 기간이 줄어들 수 있습니다. SSD(솔리드 스테이트) 하드 드라이브 기술은 정보를 저장하기 위해 내부 플래시 메모리에 의존합니다.

전자 설계에서 플래시 메모리 저장은 개별 통합 회로(IC)로 제공되며 플래시 IC 병렬 버스에서 데이터를 쓰고, 읽고, 지우기 위한 독점 프로토콜이 필요합니다. 통신 방법에 관계없이 내부 메모리 셀에 접근하기 위해서는 여전히 올바른 프로토콜이 수행되어야 합니다.

정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)와 달리, 내부 플래시 메모리 디자인의 특정 주소에 존재하는 데이터 저장 섹션은 새 바이트를 쓰기 전에 지워져야 합니다. 플래시의 내부 메모리는 블록으로 구성됩니다. 지우기 작업은 8 KBytes에서 128 Kbytes까지의 범위를 가진 전체 블록을 삭제할 것이며, 이는 사용된 플래시 저장 솔루션의 유형에 따라 다릅니다. 일반적으로, 마이크로컨트롤러가 플래시 메모리 솔루션 장치에 인터페이스하는 두 가지 방법이 있습니다: 직렬 또는 병렬 버스.

blue metal USB memory stick with cap
모든 플래시 드라이브와 메모리 저장 장치에는 긴 역사가 담겨 있습니다.

NOR 플래시 대 NAND 플래시: 차이점 탐색

이름에서 짐작할 수 있듯이, NOR 플래시와 NAND 플래시는 각각 NOR 또는 NAND 게이트의 내부 메모리 셀 특성과 유사함을 시사합니다. 두 유형의 메모리 사이에는 설계 선택에 영향을 미칠 수 있는 중요한 차이점이 있습니다. 예를 들어:접근 시간: NAND 플래시는 빠른 쓰기 및 지우기 시간으로 USB 드라이브에 이상적이었습니다. NAND 플래시는 NOR 플래시보다 훨씬 빠른 쓰기 및 지우기 시간을 제공하지만, 단점은 읽기 시간이 느리다는 것입니다. 이를 고려할 때, NAND 플래시는 데이터가 작거나 짧은 MP3 플레이어 및 USB 메모리 스틱과 같은 응용 프로그램에 이상적입니다. 그러나, NAND 플래시는 마이크로컨트롤러에 의해 로드되고 실행되는 펌웨어 코드를 저장하는 데는 적합하지 않습니다.

  • 저장 밀도: 내부 구조의 차이로 인해, NAND 플래시는 NOR 플래시보다 더 높은 저장 밀도를 가집니다. 그러나, 이러한 이점은 무작위 접근 읽기를 수행할 수 있는 능력의 손실을 수반합니다. NAND 플래시에 저장된 데이터는 데이터가 있는 페이지 전체를 읽음으로써 검색해야 합니다.

  • 수명: 많은 지우기 주기 후에는 플래시 메모리 설계가 마모되기까지 시간 문제일 뿐입니다. NAND 플래시는 NOR 플래시보다 더 긴 수명을 가집니다. 일반적으로 전자는 최대 1,000,000 지우기 주기를 지원하는 반면 후자는 100,000 지우기 주기 후에 성능이 저하될 수 있습니다. 이러한 현상이 플래시 메모리 저장 장치의 특정 섹터에만 발생할 수 있으므로, 웨어 레벨링 알고리즘은 데이터를 다른 섹터로 매핑함으로써 사용 기간을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

또한, 3D NAND라는 새로운 형태의 플래시가 있습니다. 이 접근 방식은 메모리 셀을 수직으로 층을 이루어 인쇄 회로 기판 당 훨씬 더 많은 메모리를 생성합니다. 3D NAND의 제조 과정은 훨씬 더 복잡하고 비용이 많이 들지만, 다른 비용 효율적인 옵션이 소진된 경우 대안을 제공할 수 있습니다.

Two pencils and a black eraser
지우개처럼, 플래시 저장 솔루션은 사용될 때마다 마모되는 여러 면을 가지고 있으며, 사용될수록 영구적으로 감소합니다. 

NOR 플래시와 NAND 플래시 사이에서 결정하기

결국 NOR 플래시와 NAND 플래시 중에서의 선택은 설계의 요구 사항과 목적에 달려 있습니다. 디지털 카메라나 휴대폰을 제작하는 경우, NAND 플래시가 논리적인 선택입니다. 하지만 프로그램을 부팅하기 위한 올바른 비휘발성 저장소가 필요하거나 검증 알고리즘에 빠르게 접근해야 한다면, NOR 플래시가 올바른 옵션입니다. 일부 응용 프로그램의 경우, 효과적으로 기능하기 위해 두 종류의 플래시 메모리 저장소가 모두 필요할 수도 있습니다. 예를 들어, 지문 접근 제어기는 생체 정보를 NAND 플래시에 저장하고 다른 보안 매개변수는 NOR 플래시에 저장할 수 있습니다.

무엇을 선택하든, 플래시 저장 솔루션을 사용하여 설계할 때 최고의 PCB 관행을 준수해야 합니다.

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