NAND和NOR flash詳解 NOR和NAND是現在市場上兩種主要的非易失閃存技術。Intel于1988年首先開發出NOR
flash技術，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統
天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發表了NAND flash結構，強調降低每比特的成
本，更高的性能，并且象磁盤一樣可以通過接口
輕松升級。但是經過了十多年之后，仍然有相當多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。 相“flash存儲器”經常可以與相“NOR存儲器”互換使用。許多業內人士也搞不清
楚NAND閃存技術相對于NOR技術的優越之處，因
為大多數情況下閃存只是用來存儲少量的代碼，這時NOR閃存更適合一些。而NAND則是高
數據存儲密度的理想解決方案。
NOR的特點是芯片內執行(XIP, eXecute In Place)，這樣應用程序可以直接在flash
閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。
NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除
速度大大影響了它的性能。
NAND結構能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也
很快。應用NAND的困難在于flash的管理和需要
特殊的系統接口。 性能比較
flash閃存是非易失存儲器，可以對稱為塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何
flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元
內進行，所以大多數情況下，在進行寫入操作之前必須先執行擦除。NAND器件執行擦除
操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前
先要將目標塊內所有的位都寫為0。
由于擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個寫入/擦除操作的時間為5s
，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進
行的，執行相同的操作*多只需要4ms。
執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距，統計表明，對于
給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時)，
更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進行。這樣，當選擇存儲解決方案時，設計師必
須權衡以下的各項因素。
● NOR的讀速度比NAND稍快一些。
● NAND的寫入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
● 大多數寫入操作需要先進行擦除操作。
● NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。 接口差別
NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內部的每
一個字節。
NAND器件使用復雜的I/O口來串行地存取數據，各個產品或廠商的方法可能各不相同
。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。
NAND讀和寫操作采用512字節的塊，這一點有點像硬盤管理此類操作，很自然地，基
于NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設備。 容量和成本
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由于生產過程更為簡單，NAND結構可
以在給定的模具尺寸內提供更高的容量，也就
相應地降低了價格。
NOR flash占據了容量為1～16MB閃存市場的大部分，而NAND flash只是用在8～128M
B的產品當中，這也說明NOR主要應用在代碼存
儲介質中，NAND適合于數據存儲，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和M
MC存儲卡市場上所占份額*大。 可靠性和耐用性
采用flahs介質時一個需要重點考慮的問題是可靠性。對于需要擴展MTBF的系統來說
，Flash是非常合適的存儲方案。可以從壽命
(耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性。
壽命(耐用性)
在NAND閃存中每個塊的*大擦寫次數是一百萬次，而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND
存儲器除了具有10比1的塊擦除周期優勢，典型
的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每個NAND存儲器塊在給定的時間內的刪除次數要少一
些。
位交換
所有flash器件都受位交換現象的困擾。在某些情況下(很少見，NAND發生的次數要
比NOR多)，一個比特位會發生反轉或被報告反轉
了。
一位的變化可能不很明顯，但是如果發生在一個關鍵文件上，這個小小的故障可能
導致系統停機。如果只是報告有問題，多讀幾次
就可能解決了。
當然，如果這個位真的改變了，就必須采用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)算法。位
反轉的問題更多見于NAND閃存，NAND的供應商建
議使用NAND閃存的時候，同時使用EDC/ECC算法。
這個問題對于用NAND存儲多媒體信息時倒不是致命的。當然，如果用本地存儲設備
來存儲操作系統、配置文件或其他敏感信息時，
必須使用EDC/ECC系統以確保可靠性。
壞塊處理
NAND器件中的壞塊是隨機分布的。以前也曾有過消除壞塊的努力，但發現成品率太
低，代價太高，根本不劃算。
NAND器件需要對介質進行初始化掃描以發現壞塊，并將壞塊標記為不可用。在已制
成的器件中，如果通過可靠的方法不能進行這項
處理，將導致高故障率。 易于使用
可以非常直接地使用基于NOR的閃存，可以像其他存儲器那樣連接，并可以在上面直
接運行代碼。
由于需要I/O接口，NAND要復雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。
在使用NAND器件時，必須先寫入驅動程序，才能繼續執行其他操作。向NAND器件寫
入信息需要相當的技巧，因為設計師絕不能向壞
塊寫入，這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進行虛擬映射。 軟件支持
當討論軟件支持的時候，應該區別基本的讀/寫/擦操作和高**的用于磁盤仿真和
閃存管理算法的軟件，包括性能優化。
在NOR器件上運行代碼不需要任何的軟件支持，在NAND器件上進行同樣操作時，通常
需要驅動程序，也就是內存技術驅動程序(MTD
)，NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操作時都需要MTD。
使用NOR器件時所需要的MTD要相對少一些，許多廠商都提供用于NOR器件的更**軟
件，這其中包括M-System的TrueFFS驅動，該驅
動被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所
采用。
驅動還用于對DiskOnChip產品進行仿真和NAND閃存的管理，包括糾錯、壞塊處理和
損耗平衡。 |