NOR dan NAND Flash Memory

Flash memory menjadi media penyimpanan yang sangat penting untuk mobile device karenakeunggulannya dalam kecepatan akses yang cepat, konsumsi daya yang rendah, dapat diandalkan,ukuran yang kecil, dan ringan. Karena fitur menarik tersebut, dan menurunnya harga dan meningkatnya

kapasitas, flash memori akan secara luas digunakan dalam elektronik, embedded system, dan mobile computer.

NAND Flash adalah salah satu arsitektur dari dua teknologi flash (yang lainnya adalah NOR) yang digunakan dalam kartu memori seperti kartu CompactFlash. Hal ini juga digunakan dalam USB Flash drive, MP3 player, dan menyediakan penyimpanan gambar untuk kamera digital. NAND paling cocok untuk perangkat flash yang membutuhkan penyimpanan data berkapasitas tinggi. Perangkat flash NAND lebih cepat menghapus, menulis, dan kemampuan membaca lebih dari NOR.

1 Flash Memory

Flash memory adalah non-volatile memori solid-state yang populer sebagai perangkat penyimpanan untuk mobile / embedded system.

Ada dua jenis yang paling populer flash kenangan, NOR dan NAND flash memory. Flash memory NOR sangat cocok untuk penyimpanan dan kode execute-in-place(XIP) kecepatan yang tinggi dalam kinerja random access. Tipe yang lain, memori flash NAND memberikan kepadatan tinggi dan relatif cepat menghapus dan menulis. Namun, memori flash NAND tidak mengatur sendiri untuk aplikasi XIP karena akses yang arsitektur berurutan dan panjang

random access latency. Karakteristik ini membuat memori flash NAND lebih

cocok untuk penyimpanan data.

Tidak seperti memori flash NOR, NAND flash memory adalah perangkat memori pages-oriented. Membaca dan menulis data dilakukan di unit halaman seperti blok lain devices seperti hard disk. Namun, ada perbedaan besar antara NAND flash memori dan disk lainnya seperti block device. Artinya, waktu akses dari flash NAND memori yang sangat cepat dan seragam sedangkan disk jauh lambat dan tidak teratur.

NOR flash secara langsung bit-addressable, yang memungkinkan aplikasi untuk dijalankan secara langsung, sebagai memori utama. NAND flash, Sebaliknya, adalah blok-addressed dan harus diakses melalui controller. Operasi tulis hanya menghapus bit, tidak mengaturnya. Dalam rangka untuk mengatur bit, sebuah operasi menghapus harus dilakukan. Dalam NOR flash, satu set operasi menghapus satu atau lebih bit, tetapi sangat lambat. Sebaliknya, dalam sebuah perangkat flash NAND, sebuah operasi menghapus set semua bit dalam suatu suprastruktur disebut sebagai “erase block,” dijalankan jauh lebih cepat.

Selain itu, memori flash NAND tersedia dalam penyimpanan lebih tinggi dan pada biaya yang jauh lebih rendah daripada NOR flash. Sifat-sifat ini, digabungkan dengan operasi menghapus dengan kecepatan yang lebih tinggi,membuatnya lebih baik daripada NOR flash untuk digunakan dalam

perangkat mass storage, di mana bit-addressability dari flash NOR adalah tidak ada keuntungan khusus.

2 Struktur NAND Flash Memory

Chip memori flash NAND mempunyai dua tingkat struktur hirarkis. Pada tingkat terendah, bit disusun ke dalam halaman, biasanya masing-masing 2 KB. Pages/halaman adalah unit dari read and write dalam NAND flash. Dalam rangka untuk memulai sebuah operasi I/O, sebuah perintah menetapkan pages ID dikirim ke memori flash controller, yang menetapkan waktu setup tetap terlepas dari jumlah bit harus dibaca atau ditulis. Dengan demikian, bit berikutnya dalam halaman yang dipilih saat ini dapat dibaca atau ditulis jauh lebih efisien daripada bit dari halaman yang berbeda.

Tidak seperti seperti dalam sebuah disk, kesalahan untuk memulai sebuah operasi I/O pada halaman adalah konstan, bukan fungsi dari operasi I/O sebelumnya (tidak ada keuntungan untuk halaman membaca secara berurutan).

Pages dikelompokkan ke dalam struktur tingkat yang lebih tinggi yang disebut menghapus blok, yang terdiri dari masing-masing ~64 halaman. Sementara halaman adalah unit read dan write, erase block adalah unit penghapusan (erasure). Seperti dijelaskan di atas, menulis ke halaman hanya dapat menghapus bit (membuat mereka nol), tidak mengesetnya.

Akhirnya, jumlah siklus menghapus per erase block terbatas, dan biasanya berkisar dari 10.000 hingga 1.000.000. Setelah batas siklus telah terlampaui, maka blok hilang, dan itu mustahil untuk melakukan menulis lebih jauh ke halaman di dalamnya.

[1] Schuetz,Roland et al.,“HyperLink NAND Flash Architecture for Mass Storage Applications ”,Canada.2007.

[2] Jin-Ki Kim et al., “Low Stress Program with Single Wordline Erase

Schemes for NAND Flash Memory”, NVSMW, 2007.

[3] Myers, Daniel.”On the Use of NAND Flash Memory in

High-Performance Relational Databases ”,MIT.2008.