As Melhores Soluções de Armazenamento em Memória Flash: NOR ou NAND é Ideal para o Seu Projeto?

Devo admitir que sou bastante ignorante quando se trata de vinho: devo escolher um vinho branco para o meu jantar, ou um tinto seria mais apropriado? E nem me teste sobre as diferenças entre os diferentes brancos ou tintos. Sei que existem algumas diretrizes sobre qual variedade combinar com diversos alimentos e sabores, mas não tenho ideia de quais são essas combinações recomendadas.

Assim como os vinhos tintos e brancos, os dispositivos de armazenamento de memória flash NOR e NAND são semelhantes, mas diferentes. Embora a falta de expertise na área de vinhos possa não custar o seu encontro, falhar em distinguir as diferenças entre flash NOR e NAND pode resultar em colocar em risco todo o seu design de hardware. Antes de fazer sua escolha sobre a melhor solução de armazenamento flash para o seu projeto — NOR, NAND ou ambos — você precisa entender verdadeiramente o que cada um realiza e onde eles têm limitações. Neste post, vamos discutir armazenamento flash vs memória, e NOR vs NAND flash.

Os Fundamentos do Armazenamento de Memória Flash

Mas primeiro, uma rápida revisão sobre memória flash. Provavelmente, esse conhecimento não vai impressionar um encontro, mas as soluções de memória flash interna são um tipo de solução de armazenamento que permite que os dados sejam retidos por um período consideravelmente longo. Dispositivos de solução de armazenamento de memória flash são frequentemente especificados para reter dados por pelo menos 10 anos, embora, realisticamente, a duração possa diminuir devido ao uso contínuo do armazenamento de memória flash. A tecnologia de disco rígido SSD (estado sólido) depende da memória flash interna para armazenar informações.

No design eletrônico, o armazenamento de memória flash está disponível como um circuito integrado (CI) individual e requer um protocolo proprietário para escrever, ler e apagar dados no barramento paralelo do CI flash bus. Independentemente do método de comunicação, o protocolo correto ainda é necessário para acessar a célula de memória interna.

Ao contrário da Memória de Acesso Aleatório Estático (SRAM), as seções de armazenamento de dados existentes em um endereço específico no design da memória flash interna devem ser apagadas antes que um novo byte possa ser escrito. A memória interna do flash é organizada em blocos. A operação de apagar deletará um bloco inteiro que pode variar de 8 KBytes a 128 Kbytes, dependendo do tipo de soluções de armazenamento flash utilizadas. Em geral, existem duas maneiras de um microcontrolador se conectar a dispositivos de solução de memória flash: barramento serial ou paralelo.

NOR Flash vs. NAND Flash: Explorando as Diferenças

Se você não adivinhou pelos nomes, flash NOR e flash NAND implicam uma semelhança das características da célula de memória interna, respectivamente, com aquelas dos portões NOR ou NAND. Existem diferenças significativas entre ambos os tipos de memória que afetarão sua escolha no design, tais como:

1. Tempo de Acesso: A memória flash NAND tornou-se ideal para drives USB devido ao seu rápido tempo de escrita e apagamento. A NAND flash oferece um tempo de escrita e apagamento consideravelmente mais rápido do que a NOR flash; no entanto, sua desvantagem é um tempo de leitura lento. Com isso em mente, a NAND flash é ideal para aplicações como players de MP3 e pen drives, onde os dados envolvidos são pequenos ou curtos. No entanto, a NAND flash é inferior para armazenar códigos de firmware que são carregados e executados por um microcontrolador.

2. Densidade de Armazenamento: Devido às diferenças na arquitetura interna, a NAND flash possui uma maior densidade de armazenamento do que a NOR flash. No entanto, esse benefício vem às custas da capacidade de realizar leituras de acesso aleatório. Os dados armazenados em qualquer local na NAND flash têm que ser recuperados lendo a página inteira onde os dados residem.

3. Expectativa de Vida: Após muitos ciclos de apagamento, torna-se apenas uma questão de tempo até que o design da memória flash se desgaste. A flash NAND tem uma vida útil mais longa do que a flash NOR. Geralmente, os primeiros dispositivos suportam até 1.000.000 de ciclos de apagamento, enquanto os últimos podem se degradar após 100.000 ciclos de apagamento. Como isso pode acontecer apenas em certos setores dos dispositivos de armazenamento de memória flash, o algoritmo de nivelamento de desgaste pode ajudar a prolongar o uso mapeando dados para outros setores.

Há também uma forma mais nova de flash, a NAND 3D. Esta abordagem empilha as células de memória verticalmente para criar muito mais memória por polegada da placa de circuito impresso. O processo de fabricação para a NAND 3D é muito mais complicado e custoso, mas pode oferecer uma alternativa se outras opções custo-efetivas estiverem esgotadas.

Decidindo Entre Flash NOR e NAND Flash

A escolha entre memória flash NOR ou NAND depende dos requisitos e do propósito do seu projeto. Se você está construindo uma câmera digital ou um telefone celular, a memória flash NAND é a escolha lógica. Mas se você precisa do armazenamento não volátil certo para iniciar seu programa ou precisa de acesso rápido ao seu algoritmo de validação, então a memória flash NOR é a opção correta. Para algumas aplicações, você pode até precisar de ambos os tipos de armazenamento de memória flash para funcionar efetivamente. Por exemplo, um controlador de acesso por impressão digital pode armazenar as informações biométricas na memória flash NAND e outros parâmetros de segurança na memória flash NOR.

Independentemente da sua escolha, você ainda precisará seguir as melhores práticas de PCB ao projetar com soluções de armazenamento flash.

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