【深入理解NAND Flash】 闪存(NAND Flash) 学习指南

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所在专栏   《深入理解Flash:闪存特性与实践》

1. 我想和你说


漠然回首,从事存储芯片行业已多年,这些年最宝贵的青春都献给了闪存,虽不说如数家珍,但也算专业。

我刚入行的时候,也是萌新一个,彷佛大学学的都没有和这相关的,一切都 Reset 归零了。这不怪大学,是整个国情如此,我们缺少半导体的摇篮。

在入职 Init 阶段,第一道关就是英文,说明书全英文的。作为一个英语考了 40 分的偏科生,这无疑是蜀道难,难于上青天。

第二道关就是活学活用了,协议多花时间读,总能读完, 协议字面意思看到了,理解透了嘛, 会用了吗?因为我学的时候, 在网上几乎很难找到 NAND 深入的资料。大多是一些入门简介千篇一律,食之无味,所以我入门闪存是领导手把手教的。后来的工作中,也踩了很多坑,每次填坑我对 NAND Flash 就多一层领悟,实践出真知。即便如今互联网知识渺如浩海,与数十篇博文中能见一二佳作。如果想通过自己搜集整理,来入门,犹如迷宫,一直会反复搜罗到“NAND Flash简介”的重复中。

英语四级备考的同学,有没有陷入日复一日的 “Abanbon Abanbon Abanbon ” 

注:Abandon 是四级红宝书的第一个单词, 闪闪每次背单词就重复Abandon开始,一直到考试都没背完四级词典

为什么写专栏?

“少年,看你的骨骼惊奇,是万中无一的练武奇才,维护世界和平就靠你了,我这里有本秘籍《如来神掌》” 我看与你有缘!

看过周星驰电影《功夫》应该都熟悉这段台词。

写这个专栏的初衷便是,对于多年的所学进行总结复盘。曾经青丝飘逸,现今发际飘去,以此栏致敬我的青春。也希望它能带少年们入门存储的殿堂,走过我做走过的路,避开我填过的坑。

我吹过你吹过的风

这算不算相拥

我走过你走过的路

这算不算相逢

这首听闻远方有你,送给新朋友们, 愿我们以文相识, 以文相知。

2. 闪存类别

我们先从下图看下闪存芯片分类吧, 从材质到产品五花八门,种类繁多, 怎么从众多门类中提取出共性与差异,对于我们入门闪存事半功倍。

本专栏专注于NAND Flash 的特性和实践。

4. 闪存学习路线

4.1 学习内容

作为入门开胃小菜, 存储介质历史。从文明诞生以来,人类就一直在寻求能够更有效存储信息的方式, 从4万年前的洞穴壁画、6000年前泥板上的楔形文字,到今天普及的SSD/闪存,再到对量子存储、DNA存储技术的探索,脚步从未停止。

NAND 闪存发明之所以伟大,是因为,有了这项颠覆性的发明,才有了我们现如今用的智能手机的高速大容量内存(eMMC、UFS)的顺滑体验,以及电脑固态硬盘(SSD)的流畅。NAND闪存这项发明已经彻底改变了我们的生活、工作和娱乐方式。

闪存介质分为NOR FALSH 和 NAND FALSH。Intel于1988年开发出NOR Flash 技术,改变了原先由EPROM(电可编程序只读存储器)一统天下的局面。1989年,东芝公司发表了NAND Flash 结构

在每个闪存芯片中都有海量的存储单元。闪存记录数据的关键在于浮栅层,当其中被充满电子时是已编程(写入)状态,代表二进制0;当其中没有电子时是已擦除状态,代表二进制1。通过施加特定的电压, 可以根据导通状态,知晓里面是否有电子。并可以通过储存电荷和释放电荷, 来实现写、读、擦工作原理。

学习侧重点:

了解

  • 了解闪存历史
  • 了解闪存产品
  • 了解闪存工作原理
  • 闪存失效模式分析
  • 控制器基本知识

掌握

  • 闪存组织架构
  • 不同生产工艺闪存的特点:延迟、寿命、误码、读写方式
  • 指令集, 不止会用到基本读写擦, 还要学会各种并行操作, 如:
  •     顺序页之间 Cache Program/Read
  •     多Plane 并行写、并行读
  •     多CE interleave 并行写、并行读
  •     多通道并行写、并行读
  • 闪存特性以及应用管理机制

因为作者知识有限,如有遗漏或错误, 请大家给我留言,我会查缺补漏,持续完善。

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