Контроллеры nand

Для упрощения применения микросхем флеш-памяти NAND типа они используются совместно со специальными микросхемами — контроллерами NAND.Эти контроллеры должны выполнять всю черновую работу по обслуживанию NAND памяти: преобразование интерфейсов и протоколов, виртуализацию адресации (с целью обхода сбойных ячеек), проверку и восстановление данных при чтении, заботы о разном размере блоков стирания и записи, заботы о периодическом рефрене записанных блоков (есть и такое требование), равномерное распределение нагрузки на сектора при записи.

Однако задача равномерного распределения износа не является обязательной, что зачатую приводит к экономии в дешевых изделиях. Такие флеш-карты памяти и USB брелки быстро выйдут из строя при частой записи. Если вам нужно часто записывать на флешку — старайтесь брать дорогие изделия с SLC памятью и качественными контроллерами, а также старайтесь минимизировать запись в корневую директорию.

На дорогие контроллеры NAND также может возлагаться задача «ускорения» микросхем флеш-память путем распределения данных одного файла по нескольким микросхемам. Время записи и чтения файла при этом сильно уменьшается.

Специальные файловые системы

Зачастую флеш-память подключается в устройстве напрямую, без контроллера. В этом случае задачи контроллера должен выполнять программный драйвер NAND в операционной системе. Чтобы не выполнять лишнюю работу по равномерному распределению записи по страницам стараются эксплуатировать такие носители со специально придуманными файловыми системами (англ.)русск. exFAT для Microsoft Windows и JFFS2[4] и YAFFS[5] для GNU/Linux и др.

Применение

Существует два основных применения флеш-памяти: как мобильный носитель информации и как хранилище программного обеспечения («прошивки») цифровых устройств. Зачастую эти два применения совмещаются в одном устройстве. Флеш-память позволяет обновлять прошивку устройств в процессе эксплуатации.

NOR

Применение NOR флеши — устройства энергонезависимой памяти относительно небольшого объема требующие быстрого доступа по случайным адресам и с гарантией отсутствия сбойных элементов.Встраиваемая память программ однокристальных микроконтроллеров. Типовые объемы — от 1 кБайта до 1 МБайта.Стандартные микросхемы ПЗУ произвольного доступа для работы вместе с микропроцессором.Специализированные микросхемы начальной загрузки компьютеров (POST и BIOS), процессоров ЦОС и программируемой логики. Типовые объемы — единицы..десятки МБайт.

Микросхемы хранения среднего размера данных, например DataFlash. Обычно снабжаются интерфейсом SPI и упаковываются в миниатюрные корпуса. Типовые объемы — от сотен кБайт до технологического максимума.

NAND

Там где требуются рекордные объемы памяти — NAND флеш вне конкуренции. В первую очередь это всевозможные мобильные носители данных и устройства требующие для работы больших объемов хранения. В основном это USB брелоки и карты памяти всех типов, а также мобильные медиаплееры. Флеш память NAND типа позволила миниатюризировать и удешевить вычислительные платформы на базе стандартных операционных систем с развитым программным обеспечением. Их стали встраивать во множество бытовых приборов: сотовые телефоны и телевизоры, сетевые маршрутизаторы и точки доступа, медиаплееры и игровые приставки, фоторамки и навигаторы.

Высокая скорость чтения делает NAND память привлекательной для кэширования винчестеров. При этом часто используемые данные операционная система хранит на относительно небольшом твердотельном устройстве, а данные общего назначения записывает на дисковый накопитель большого объема.

Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам NAND память активно вытесняет из обращения носители других типов. Сначала исчезли дискеты и дисководы гибких магнитных дисков, ушли в небытие накопители на магнитной ленте. Магнитные носители практически полностью вытеснены из мобильных и медиа-применений. Сейчас флеш-память активно теснит винчестеры в ноутбуках и уменьшает долю записываемых оптических дисков.

Стандартизацией применения чипов флеш-память типа NAND занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Текущим стандартом считается спецификация ONFI версии 1.0, выпущенная 28 декабря 2006 года. Группа ONFI поддерживается конкурентами Samsung и Toshiba в производстве NAND-чипов: Intel, Hynix и Micron Technology.