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闪存的物理结构

2020年07月17日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

闪存芯片从小到大依此是由:cell(单元)、page(页)、block(块)、plane(平面)、die(核心)、NAND flash(闪存芯片)组成的。其内部组织架构如下图所示:

  • Cell:单元

Cell是闪存的最小工作单位,执行数据存储的任务。闪存根据每个单元内可存储的数据量分成SLC(1bit/Cell)、MLC(2bit/Cell)、TLC(3bit/Cell)和QLC(4bit/Cell),成本依次降低,容量依次增大,耐用度也依次降低。

  • Page:页

每个Page又是由大量的Cell单元构成,每个Page的大小通常是16KB。

Page是闪存当中能够读取和写入的最小单位。即如果你需要读取512字节的数据,那在闪存层面上就必须把包含这512字节数据的整个Page页内容全部读出(实际发生的读取16KB)。

  • Block:块

每个Block都是由数百乃是数千个Page页组成的。

nand的最小擦除单元是Block。

  • Plane:面

每个Plane都是由数百乃是数千个Block页组成的。且每个

  • LUN:逻辑单元

LUN又可以称作Die,是闪存内可执行命令并回报自身状态的最小独立单元。

一个闪存Die可以拥有1到多个Plane面。如东芝BiCS3闪存的一个512Gb Die,包含了两个256Gb容量的Plane面,总容量512Gb。

 

 

NAND FLASH就是由成千上万个cell按照一定的组织结构组成的。

上图是一个闪存Block的组织结构,

每一行是一个WordLine(如上图黄色圆圈),一个WordLine对应着一个或若干个Page,取决于SLC,MLC或者TLC。对SLC来说,一个WordLine对应一个Page;MLC则对应2个Page,这两个Page是一对:Lower Page 和Upper Page;TLC对应3个Page。一个Page有多大,那么WordLine上面就有多少个存储单元(Cell),就有多少个Bitline。一个Block当中的所有这些存储单元(Cell)都是共用一个衬底的。


wordline是字线,将一定数量(2的n次方)的存储单元的控制端连接起来。当wordline上为H时,存储单元打开,此时BL上就可以读或者写数据到存储单元了。所以page是最小的读写单位。

这里总共有256个page,组成了一个block。闪存的擦除是以Block为单位的。为什么呢?那是因为在组织结构上,一个Block当中的所有存储单元是共用一个衬底的(Substrate)。当你对某衬底施加强电压,那么上面所有浮栅极的电子都会被吸出来。


 

ref:

https://www.sohu.com/a/286185864_615464

《深入浅出SSD 固态存储核心技术、原理与实战》

https://blog.csdn.net/cighao/article/details/50737058

本文地址:https://blog.csdn.net/wwwlyj123321/article/details/107387018

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