NOR Flash與NAND Flash介紹

        幾乎每個人都聽過CF卡(Compact Flash)跟SD卡，在各種消費性產品上，例如數位相機或是手機上面都可以看到。這些記憶卡模組的底層技術，使用的就是快閃記憶體(Flash memory)。我們可以把它想像成類似固態硬碟的東西，可以在很小的空間裡儲存好幾MB、甚至好幾GB的資料，裡面沒有會動的碟片，很堅固耐用，而且只需單一電壓即可運作。接下來我們來了解一下快閃記憶體一些特別的地方。

         快閃記憶體被劃分成一塊塊相當大的可抹除單位，稱之為抹除區塊(erase block)。要區別各種快閃記憶體技術的一項決定性特徵，就是快閃記憶體是如何寫入與抹除資料的。


一. NOR Flash
       
        拿一顆普通的NOR Flash來說，經由軟體下指令直接把資料寫進某位置，我們就可以把一個位元的資料從1改成0，一次改一個位元(bit)或是一個字組(word)都可以。不過想從0改回1，就要先用一串特殊指令先把整個抹除區塊清掉才行。

        普通的NOR Flash被劃分為很多個抹除區塊，例如: 一個4MB的晶片可能有64個抹除區塊，每個大小為64KB，有些快閃記憶體的抹除區塊大小可以不同，這樣一來資料儲存時就更有彈性了，這些通常被稱為啟動區塊(boot block)或是啟動區段(boot sector)快閃記憶體晶片。開機載入程式位於較小的區塊，核心跟其他必備資料夾放在較大的區塊。
       
         想修改快閃記憶體中的某資料，必須先把資料所在的區塊整個抹除掉，即使只有1byte的資料需要更動，還是需要把整個區塊抹除掉，然後再把資料寫進去。跟硬碟磁區的大小相比，硬碟可單一寫入的磁區單位大小只有512byte或是1024byte，這一點的差異就可以知道NOR Flash更新資料所需花費的寫入時間會是硬碟的好幾倍。


二. NAND Flash

        NAND與NOR兩者的差異跟快閃記憶體內部的單元架構有關，NAND比NOR的快閃記憶體少了些限制，因為區塊可較小，所以寫入速度就變快了，使用起來也更有效率。

        NOR Flash跟微處理器之間的介面，也跟其他和微處理器作連接的裝置很類似，它們都有獨立運作的資料與位置匯流排，直接跟微處理器的資料/位址匯流排相連，快閃記憶體陣列中任何1 byte或word都可用某位置標示出來。相對而言，NAND Flash的裝置是以串列的方式作傳輸，介面很複雜，每家廠商作法都不同。使用NAND的裝置其操作模式比較類似傳統的硬碟與其控制器之間的傳輸介面，資料以一段段資料脈衝的方試存取，跟NOR的區塊比起來小多了，NAND的寫入時間比NOR長上10倍，不過抹除時間快很多。

       


總結:

        NOR可以直接被微處理器存取，放在NOR上的程式碼甚至可以直接被執行(不過基於效能考量很少這麼作，除非是在資源極少的系統上)，實際上很多處理器都沒辦法像存取動態記憶體(DRAM)那樣，對快閃記憶體進行快取，所以執行起來速度就更慢了。另一方面，NAND比較適合用在以整批整塊方式儲存的那種檔案系統，不適合用在儲存二進位執行檔程式碼跟資料上。




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