Giải pháp Lưu trữ Bộ nhớ Flash Tốt nhất: NOR hay NAND Là Lựa chọn Lý tưởng cho Dự án của Bạn?

Tôi phải thừa nhận rằng mình khá mù mờ về rượu vang: tôi nên chọn rượu trắng cho bữa tối của mình, hay rượu đỏ sẽ phù hợp hơn? Và đừng thử kiểm tra tôi về sự khác biệt giữa các loại rượu trắng hay rượu đỏ khác nhau. Tôi biết rằng có một số hướng dẫn về việc nên kết hợp loại rượu nào với các món ăn và hương vị khác nhau, nhưng tôi không hề biết những kết hợp được khuyến nghị này là gì.

Giống như rượu vang đỏ và trắng, các thiết bị lưu trữ bộ nhớ flash NOR và NAND tương tự nhưng khác biệt. Mặc dù thiếu chuyên môn trong lĩnh vực rượu vang có thể không khiến bạn mất đi buổi hẹn hò, nhưng không phân biệt được sự khác biệt giữa flash NOR và NAND có thể dẫn đến việc làm hỏng toàn bộ thiết kế phần cứng của bạn. Trước khi bạn đưa ra lựa chọn về giải pháp lưu trữ flash tốt nhất cho dự án của mình—NOR, NAND, hoặc cả hai—bạn cần phải thực sự hiểu rõ mỗi loại đạt được điều gì, và hạn chế của chúng ở đâu. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về lưu trữ flash so với bộ nhớ, và NOR so với NAND flash.

Cơ bản về Lưu Trữ Bộ Nhớ Flash

Nhưng trước tiên, hãy cùng ôn lại nhanh về bộ nhớ flash. Có thể bạn sẽ không gây ấn tượng với một buổi hẹn hò với kiến thức này, nhưng giải pháp bộ nhớ flash nội bộ là một loại giải pháp lưu trữ cho phép dữ liệu được giữ lại trong một khoảng thời gian đáng kể. Các thiết bị giải pháp lưu trữ bộ nhớ flash thường được chỉ định để giữ dữ liệu ít nhất 10 năm, mặc dù thực tế, thời gian có thể giảm do việc sử dụng liên tục bộ nhớ flash toàn bộ. Công nghệ ổ cứng SSD (trạng thái rắn) dựa vào bộ nhớ flash nội bộ để lưu trữ thông tin.

Trong thiết kế điện tử, bộ nhớ lưu trữ flash có sẵn dưới dạng một mạch tích hợp (IC) riêng lẻ và yêu cầu một giao thức độc quyền để viết, đọc và xóa dữ liệu trên bus song song IC flash. Bất kể phương thức giao tiếp là gì, vẫn cần thực hiện đúng giao thức để truy cập vào ô nhớ nội bộ.

Khác với Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên Tĩnh (SRAM), các phần lưu trữ dữ liệu hiện có tại một địa chỉ cụ thể trên thiết kế bộ nhớ flash nội bộ phải được xóa trước khi có thể ghi một byte mới. Bộ nhớ nội bộ của flash được tổ chức thành các khối. Thao tác xóa sẽ xóa toàn bộ khối có thể dao động từ 8 KByte đến 128 Kbyte, tùy thuộc vào loại giải pháp lưu trữ flash được sử dụng. Nói chung, có hai cách một vi điều khiển có thể kết nối với các thiết bị giải pháp bộ nhớ flash: bus nối tiếp hoặc song song.

NOR Flash so với NAND Flash: Khám phá những Khác biệt

Nếu bạn không đoán được qua tên gọi, NOR flash và NAND flash ngụ ý sự tương đồng về đặc điểm của ô bộ nhớ nội bộ tương ứng với cổng NOR hoặc NAND. Có những khác biệt đáng kể giữa cả hai loại bộ nhớ sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn thiết kế của bạn, như:

1. Thời Gian Truy Cập: NAND flash trở nên lý tưởng cho ổ USB với thời gian ghi và xóa nhanh của nó. NAND flash cung cấp thời gian ghi và xóa đáng kể nhanh hơn so với NOR flash; tuy nhiên, nhược điểm của nó là thời gian đọc chậm. Với điều này trong tâm trí, NAND flash lý tưởng cho các ứng dụng như máy nghe nhạc MP3 và ổ nhớ USB, nơi mà dữ liệu liên quan nhỏ hoặc ngắn. Tuy nhiên, NAND flash kém hơn trong việc lưu trữ mã firmware được tải và thực thi bởi vi điều khiển.

2. Mật Độ Lưu Trữ: Do sự khác biệt trong kiến trúc nội bộ, NAND flash có mật độ lưu trữ cao hơn so với NOR flash. Tuy nhiên, lợi ích này đi kèm với chi phí là khả năng thực hiện đọc truy cập ngẫu nhiên. Dữ liệu được lưu trữ ở bất kỳ vị trí nào trong NAND flash phải được truy xuất bằng cách đọc toàn bộ trang nơi dữ liệu đó tồn tại.

3. Tuổi Thọ: Sau nhiều chu kỳ xóa, chỉ là vấn đề thời gian trước khi thiết kế bộ nhớ flash bị mòn. NAND flash có tuổi thọ dài hơn NOR flash. Nói chung, các thiết bị trước hỗ trợ đến 1,000,000 chu kỳ xóa trong khi các thiết bị sau có thể suy giảm sau 100,000 chu kỳ xóa. Vì điều này có thể chỉ xảy ra với một số khu vực nhất định của các thiết bị lưu trữ bộ nhớ flash, thuật toán điều chỉnh mức độ mòn có thể giúp kéo dài thời gian sử dụng bằng cách ánh xạ dữ liệu sang các khu vực khác.

Cũng có một hình thức mới của flash, 3D NAND. Phương pháp này xếp các ô nhớ theo chiều dọc để tạo ra nhiều bộ nhớ hơn trên mỗi inch của bảng mạch in. Quy trình sản xuất cho 3D NAND phức tạp và tốn kém hơn nhiều, nhưng nó có thể cung cấp một lựa chọn thay thế nếu các lựa chọn tiết kiệm chi phí khác đã cạn kiệt.

Quyết định Giữa NOR Flash và NAND Flash

Cuối cùng, sự lựa chọn giữa NOR flash và NAND flash phụ thuộc vào yêu cầu và mục đích thiết kế của bạn. Nếu bạn đang xây dựng một chiếc máy ảnh số hoặc điện thoại di động, NAND flash là lựa chọn hợp lý. Nhưng nếu bạn cần bộ nhớ không biến mất phù hợp để khởi động chương trình của mình hoặc cần truy cập nhanh vào thuật toán xác thực của mình, thì NOR flash là lựa chọn đúng đắn. Đối với một số ứng dụng, bạn thậm chí có thể cần cả hai loại bộ nhớ flash để hoạt động hiệu quả. Ví dụ, một bộ điều khiển truy cập bằng dấu vân tay có thể lưu trữ thông tin sinh trắc học trên NAND flash và các tham số bảo mật khác trên NOR flash.

Dù bạn chọn loại nào, bạn vẫn cần tuân thủ các phương pháp PCB tốt nhất khi thiết kế với các giải pháp lưu trữ flash.

Khi bạn cần truy cập vào công cụ thiết kế bố cục PCB dễ sử dụng bao gồm mọi thứ cần thiết để xây dựng các bảng mạch có thể sản xuất chất lượng cao, không cần tìm đâu xa hơn CircuitMaker. Ngoài phần mềm thiết kế PCB dễ sử dụng, tất cả người dùng CircuitMaker đều có quyền truy cập vào không gian làm việc cá nhân trên nền tảng Altium 365. Bạn có thể tải lên và lưu trữ dữ liệu thiết kế của mình trên đám mây, và bạn có thể dễ dàng xem các dự án của mình qua trình duyệt web của mình trên một nền tảng an toàn.

Bắt đầu sử dụng CircuitMaker ngay hôm nay và hãy theo dõi CircuitMaker Pro mới từ Altium.