DRAM與NAND差別這么大,存儲(chǔ)之爭在爭什么?
發(fā)布時(shí)間:2017-03-22 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】DRAM(Dynamic Random Access Memory),即動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,最為常見的系統(tǒng)內(nèi)存。DRAM 只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù),DRAM使用電容存儲(chǔ),所以必須隔一段時(shí)間刷新(refresh)一次,如果存儲(chǔ)單元沒有被刷新,存儲(chǔ)的信息就會(huì)丟失。(關(guān)機(jī)就會(huì)丟失數(shù)據(jù))
工作原理
動(dòng)態(tài)RAM的工作原理,動(dòng)態(tài)RAM也是由許多基本存儲(chǔ)元按照行和列地址引腳復(fù)用來組成的。
DRAM數(shù)據(jù)線
3管動(dòng)態(tài)RAM的基本存儲(chǔ)電路如圖所示。在這個(gè)電路中,讀選擇線和寫選擇線是分開的,讀數(shù)據(jù)線和寫數(shù)據(jù)線也是分開的。
寫操作時(shí),寫選擇線為“1”,所以Q1導(dǎo)通,要寫入的數(shù)據(jù)通過Q1送到Q2的柵極,并通過柵極電容在一定時(shí)間內(nèi)保持信息。
讀操作時(shí),先通過公用的預(yù)充電管Q4使讀數(shù)據(jù)線上的分布電容CD充電,當(dāng)讀選擇線為高電平有效時(shí),Q3處于可導(dǎo)通的狀態(tài)。若原來存有“1”,則Q2導(dǎo)通,讀數(shù)據(jù)線的分布電容CD通過Q3、Q2放電,此時(shí)讀得的信息為“0”,正好和原存信息相反;若原存信息為“0”,則Q3盡管具備導(dǎo)通條件,但因?yàn)镼2截止,所以,CD上的電壓保持不變,因而,讀得的信息為“1”??梢姡瑢?duì)這樣的存儲(chǔ)電路,讀得的信息和原來存入的信息正好相反,所以要通過讀出放大器進(jìn)行反相再送往數(shù)據(jù)總線。
什么是NAND?
NAND閃存是一種比硬盤驅(qū)動(dòng)器更好的存儲(chǔ)設(shè)備,在不超過4GB的低容量應(yīng)用中表現(xiàn)得猶為明顯。隨著人們持續(xù)追求功耗更低、重量更輕和性能更佳的產(chǎn)品,NAND被證明極具吸引力。NAND閃存是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù),即斷電后仍能保存數(shù)據(jù)。它的發(fā)展目標(biāo)就是降低每比特存儲(chǔ)成本、提高存儲(chǔ)容量。
工作原理
閃存結(jié)合了EPROM的高密度和EEPROM結(jié)構(gòu)的變通性的優(yōu)點(diǎn)。
EPROM是指其中的內(nèi)容可以通過特殊手段擦去,然后重新寫入。其基本單元電路如下圖所示。常采用浮空柵雪崩注入式MOS電路,簡稱為FAMOS。它與MOS電路相似,是在N型基片上生長出兩個(gè)高濃度的P型區(qū),通過歐姆接觸分別引出源極S和漏極D。在源極和漏極之間有一個(gè)多晶硅柵極浮空在絕緣層中,與四周無直接電氣聯(lián)接。這種電路以浮空柵極是否帶電來表示存1或者0,浮空柵極帶電后(例如負(fù)電荷),就在其下面,源極和漏極之間感應(yīng)出正的導(dǎo)電溝道,使MOS管導(dǎo)通,即表示存入0.若浮空柵極不帶電,則不能形成導(dǎo)電溝道,MOS管不導(dǎo)通,即存入1。
EPROM基本單元結(jié)構(gòu)
EEPROM基本存儲(chǔ)單元電路的工作原理如圖所示。與EPROM相似,它是在EPROM基本單元電路的浮空柵極的上面再生成一個(gè)浮空柵,前者稱為第一級(jí)浮空柵,后者稱為第二級(jí)浮空柵??山o第二級(jí)浮空柵引出一個(gè)電極,使第二級(jí)浮空柵極接某一電壓VG。若VG為正電壓,第一浮空柵極與漏極之間產(chǎn)生隧道效應(yīng),使電子注入第一浮空柵極,即編程寫入。若使VG為負(fù)電壓,強(qiáng)使第一浮空柵極的電子散失,即擦除。擦除后可重新寫入。
EEPROM單元結(jié)構(gòu)
閃存的基本單元電路與EEPROM類似,也是由雙層浮空柵MOS管組成。但是第一層?xùn)沤橘|(zhì)很薄,作為隧道氧化層。寫入方法與EEPROM相同,在第二級(jí)浮空柵加正電壓,使電子進(jìn)入第一級(jí)浮空柵。讀出方法與EPROM相同。擦除方法是在源極加正電壓利用第一級(jí)浮空柵與漏極之間的隧道效應(yīng),將注入到浮空柵的負(fù)電荷吸引到源極。由于利用源極加正電壓擦除,因此各單元的源極聯(lián)在一起,這樣,擦除不能按字節(jié)擦除,而是全片或者分塊擦除。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的改進(jìn),閃存也實(shí)現(xiàn)了單晶體管設(shè)計(jì),主要就是在原有的晶體管上加入浮空柵和選擇柵,
NAND閃存單元結(jié)構(gòu)
NAND閃存陣列分為一系列128kB的區(qū)塊(block),這些區(qū)塊是NAND器件中最小的可擦除實(shí)體。擦除一個(gè)區(qū)塊就是把所有的位(bit)設(shè)置為“1”(而所有字節(jié)(byte)設(shè)置為FFh)。有必要通過編程,將已擦除的位從“1”變?yōu)?ldquo;0”。最小的編程實(shí)體是字節(jié)(byte)。一些NOR閃存能同時(shí)執(zhí)行讀寫操作。雖然NAND不能同時(shí)執(zhí)行讀寫操作,它可以采用稱為“映射(shadowing)”的方法,在系統(tǒng)級(jí)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這種方法在個(gè)人電腦上已經(jīng)沿用多年,即將BIOS從速率較低的ROM加載到速率較高的RAM上。
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