DRAM與NAND差別這麼大,存儲之爭在爭什麼?
發布時間:2017-03-22 責任編輯:susan
【導讀】DRAM(Dynamic Random Access Memory),即動態隨機存取存儲器,最為常見的係統內存。DRAM 隻能將數據保持很短的時間。為了保持數據,DRAM使用電容存儲,所以必須隔一段時間刷新(refresh)一次,如果存儲單元沒有被刷新,存儲的信息就會丟失。(關機就會丟失數據)
工作原理
動態RAM的工作原理,動態RAM也是由許多基本存儲元按照行和列地址引腳複用來組成的。

DRAM數據線
3管動態RAM的基本存儲電路如圖所示。在這個電路中,讀選擇線和寫選擇線是分開的,讀數據線和寫數據線也是分開的。
寫操作時,寫選擇線為“1”,所以Q1導通,要寫入的數據通過Q1送到Q2的柵極,並通過柵極電容在一定時間內保持信息。
讀操作時,先通過公用的預充電管Q4使讀數據線上的分布電容CD充電,當讀選擇線為高電平有效時,Q3處於可導通的狀態。若原來存有“1”,則Q2導通,讀數據線的分布電容CD通過Q3、Q2放電,此時讀得的信息為“0”,正好和原存信息相反;若原存信息為“0”,則Q3盡管具備導通條件,但因為Q2截止,所以,CD上的電壓保持不變,因而,讀得的信息為“1”。可見,對這樣的存儲電路,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行反相再送往數據總線。
什麼是NAND?
NAND閃存是一種比硬盤驅動器更好的存儲設備,在不超過4GB的低容量應用中表現得猶為明顯。隨著人們持續追求功耗更低、重量更輕和性能更佳的產品,NAND被證明極具吸引力。NAND閃存是一種非易失性存儲技術,即斷電後仍能保存數據。它的發展目標就是降低每比特存儲成本、提高存儲容量。
工作原理
閃存結合了EPROM的高密度和EEPROM結構的變通性的優點。

EPROM是指其中的內容可以通過特殊手段擦去,然後重新寫入。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高濃度的P型區,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多晶矽柵極浮空在絕緣層中,與四周無直接電氣聯接。這種電路以浮空柵極是否帶電來表示存1或者0,浮空柵極帶電後(例如負電荷),就在其下麵,源極和漏極之間感應出正的導電溝道,使MOS管導通,即表示存入0.若浮空柵極不帶電,則不能形成導電溝道,MOS管不導通,即存入1。

EPROM基本單元結構
EEPROM基本存儲單元電路的工作原理如圖所示。與EPROM相似,它是在EPROM基ji本ben單dan元yuan電dian路lu的de浮fu空kong柵zha極ji的de上shang麵mian再zai生sheng成cheng一yi個ge浮fu空kong柵zha,前qian者zhe稱cheng為wei第di一yi級ji浮fu空kong柵zha,後hou者zhe稱cheng為wei第di二er級ji浮fu空kong柵zha。可ke給gei第di二er級ji浮fu空kong柵zha引yin出chu一yi個ge電dian極ji,使shi第di二er級ji浮fu空kong柵zha極ji接jie某mou一yi電dian壓yaVG。若VG為正電壓,第一浮空柵極與漏極之間產生隧道效應,使電子注入第一浮空柵極,即編程寫入。若使VG為負電壓,強使第一浮空柵極的電子散失,即擦除。擦除後可重新寫入。

EEPROM單元結構
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。但是第一層柵介質很薄,作為隧道氧化層。寫入方法與EEPROM相同,在第二級浮空柵加正電壓,使電子進入第一級浮空柵。讀出方法與EPROM相xiang同tong。擦ca除chu方fang法fa是shi在zai源yuan極ji加jia正zheng電dian壓ya利li用yong第di一yi級ji浮fu空kong柵zha與yu漏lou極ji之zhi間jian的de隧sui道dao效xiao應ying,將jiang注zhu入ru到dao浮fu空kong柵zha的de負fu電dian荷he吸xi引yin到dao源yuan極ji。由you於yu利li用yong源yuan極ji加jia正zheng電dian壓ya擦ca除chu,因yin此ci各ge單dan元yuan的de源yuan極ji聯lian在zai一yi起qi,這zhe樣yang,擦ca除chu不bu能neng按an字zi節jie擦ca除chu,而er是shi全quan片pian或huo者zhe分fen塊kuai擦ca除chu。隨sui著zhe半ban導dao體ti技ji術shu的de改gai進jin,閃shan存cun也ye實shi現xian了le單dan晶體管設計,主要就是在原有的晶體管上加入浮空柵和選擇柵,

NAND閃存單元結構
NAND閃存陣列分為一係列128kB的區塊(block),這些區塊是NAND器件中最小的可擦除實體。擦除一個區塊就是把所有的位(bit)設置為“1”(而所有字節(byte)設置為FFh)。有必要通過編程,將已擦除的位從“1”變為“0”。最小的編程實體是字節(byte)。一些NOR閃存能同時執行讀寫操作。雖然NAND不能同時執行讀寫操作,它可以采用稱為“映射(shadowing)”的方法,在係統級實現這一點。這種方法在個人電腦上已經沿用多年,即將BIOS從速率較低的ROM加載到速率較高的RAM上。
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