NAND Flash 原理深度解析（下）
在上一篇文章中为大家介绍了nand flash的工作原理和自身的特性（点击查看），本次文章将继续为大家带来关于nand flash的内容。
一、nand flash 的容量结构
从访问nand flash来看，nand flash的容量结构为：
一个封装好的颗粒一般有多个片选信号，即nand ce#，代表独立的chip enable片选信号。
一个target下有一个或多个die/lun ，它是能够独立执行命令和报告状态的最小单元。
一个die/lun有多个plane（e.g. 4plane），通过多plane并发操作提升nand flash读写性能。
一个plane有几百上千个物理block，block是擦除操作的最小操作单元。
一个block中含有多个page，page是program/read的最小操作单元。
二、nand flash可靠性
- endurance 耐久度
耐久度表征nand flash能够承受的反复擦写次数。nand flash的擦写次数是有限的，因为每次擦写操作都会对介质造成损伤。如下图所示，进行擦写操作时，会用十几伏特的高电压对晶体管进行充放电操作，当高能电子来回的穿越绝缘层，就会给绝缘层带来物理损伤，最终影响数据可靠性。
- data retention 数据保持
随着时间流逝，受量子隧穿效应影响，编程操作充进去的电子会随机发生电子逃逸，进而影响存储的信息。如下图所示，编程操作后的电荷分布如蓝色线所示，retention后电荷分布向左偏移，影响数据的正确读取。
- 读干扰
受闪存阵列结构影响，我们去读一个page时，要对其他位置上的非读page也施加一个电压，造成读干扰效应。读次数较少时，读干扰影响不明显，但是当次数增加到几千次时，累积的弱编程的效应也会影响数据可靠性。如下图所示，较低的电荷状态更容易受到干扰。
三、nand flash特性
nand flash应用挑战：
读写擦操作单元不对称
在一个block里面的读写擦是不对称的，读写操作的粒度是page，但擦除操作的粒度是block，一般在ftl层进行地址映射来匹配。
写操作之前先擦除
在写操作之前，必须先进行擦除工作，不然会导致写的数据丢失，并且不能找回。
有限的耐久度
磨损的次数是有限的，在反复擦写后，闪存的寿命是有限的，需要有效的寿命管理策略来延长nand flash寿命。
数据存储错误
数据写入nand flash后，再读取数据，总是会存在比特翻转，并且出错数随擦写次数增加而增加，需要有效的纠错算法来保证数据可靠性。
虽然nand flash还面临着很多挑战，但它的成本优势明显。为了将不可靠的介质打造成可靠的存储产品，我们会通过高效的介质管理算法来保障产品的性能、寿命和可靠性。
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nand flash 原理深度解析（上）
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从访问nand flash来看，nand flash的容量结构为：
一个封装好的颗粒一般有多个片选信号，即nand ce#，代表独立的chip enable片选信号。
一个target下有一个或多个die/lun ，它是能够独立执行命令和报告状态的最小单元。
一个die/lun有多个plane（e.g. 4plane），通过多plane并发操作提升nand flash读写性能。
一个plane有几百上千个物理block，block是擦除操作的最小操作单元。
一个block中含有多个page，page是program/read的最小操作单元。
二、nand flash可靠性
- endurance 耐久度
耐久度表征nand flash能够承受的反复擦写次数。nand flash的擦写次数是有限的，因为每次擦写操作都会对介质造成损伤。如下图所示，进行擦写操作时，会用十几伏特的高电压对晶体管进行充放电操作，当高能电子来回的穿越绝缘层，就会给绝缘层带来物理损伤，最终影响数据可靠性。
- data retention 数据保持
随着时间流逝，受量子隧穿效应影响，编程操作充进去的电子会随机发生电子逃逸，进而影响存储的信息。如下图所示，编程操作后的电荷分布如蓝色线所示，retention后电荷分布向左偏移，影响数据的正确读取。
- 读干扰
受闪存阵列结构影响，我们去读一个page时，要对其他位置上的非读page也施加一个电压，造成读干扰效应。读次数较少时，读干扰影响不明显，但是当次数增加到几千次时，累积的弱编程的效应也会影响数据可靠性。如下图所示，较低的电荷状态更容易受到干扰。
三、nand flash特性
nand flash应用挑战：
读写擦操作单元不对称
在一个block里面的读写擦是不对称的，读写操作的粒度是page，但擦除操作的粒度是block，一般在ftl层进行地址映射来匹配。
写操作之前先擦除
在写操作之前，必须先进行擦除工作，不然会导致写的数据丢失，并且不能找回。
有限的耐久度
磨损的次数是有限的，在反复擦写后，闪存的寿命是有限的，需要有效的寿命管理策略来延长nand flash寿命。
数据存储错误
数据写入nand flash后，再读取数据，总是会存在比特翻转，并且出错数随擦写次数增加而增加，需要有效的纠错算法来保证数据可靠性。
虽然nand flash还面临着很多挑战，但它的成本优势明显。为了将不可靠的介质打造成可靠的存储产品，我们会通过高效的介质管理算法来保障产品的性能、寿命和可靠性。
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