NOR Flash和NAND FLASH的区别

ramsun · 发表于 2022-1-26 15:22:34

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Flash Memory是一种非易失性的存储器。在嵌入式系统中通常用于存放系统、应用和数据等。在PC系统中，则主要用在固态硬盘以及主板BIOS中。绝大部分的U盘、SDCard等移动存储设备也都是使用FlashMemory作为存储介质。

根据硬件上存储原理的不同，Flash Memory主要可以分为NOR Flash和NAND FLASH两类。主要的差异如下所示：
NAND FLASH读取速度与NOR Flash相近，根据接口的不同有所差异；
NAND FLASH的写入速度比NOR Flash快很多；
NAND FLASH的擦除速度比NOR Flash快很多；
NAND FLASH最大擦次数比NOR Flash多；
NOR Flash支持片上执行，可以在上面直接运行代码；
NOR Flash软件驱动比NAND FLASH简单；
NOR Flash可以随机按字节读取数据，NAND FLASH需要按块进行读取。
大容量下NAND FLASH比NOR Flash成本要低很多，体积也更小；
（注：NOR Flash和NAND FLASH的擦除都是按块块进行的，执行一个擦除或者写入操作时，NOR Flash大约需要5s，而NAND FLASH通常不超过4ms。）

1、NOR Flash
NOR Flash根据与CPU端接口的不同，可以分为Parallel NOR Flash和SPI NOR FLASH两类。

Parallel NOR Flash可以接入到Host的SRAM/DRAMController上，所存储的内容可以直接映射到CPU地址空间，不需要拷贝到RAM中即可被CPU访问，因而支持片上执行。SPI NOR FLASH的成本比Parallel NOR Flash低，主要通过SPI接口与Host连接。

鉴于NOR Flash擦写速度慢，成本高等特性，NOR Flash主要应用于小容量、内容更新少的场景，例如PC主板BIOS、路由器系统存储等。

2、NAND FLASH

NAND FLASH需要通过专门的NFI（NAND FLASH Interface）与Host端进行通信，如下图所示：

NAND FLASH根据每个存储单元内存储比特个数的不同，可以分为SLC（Single-LevelCell）、MLC（Multi-LevelCell）和TLC（Triple-LevelCell）三类。其中，在一个存储单元中，SLC可以存储1个比特，MLC可以存储2个比特，TLC则可以存储3个比特。

NAND FLASH的一个存储单元内部，是通过不同的电压等级，来表示其所存储的信息的。在SLC中，存储单元的电压被分为两个等级，分别表示0和1两个状态，即1个比特。在MLC中，存储单元的电压则被分为4个等级，分别表示00011011四个状态，即2个比特位。同理，在TLC中，存储单元的电压被分为8个等级，存储3个比特信息。

NAND FLASH的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差，寿命也越短，但是成本会更低。Table1中，给出了特定工艺和技术水平下的成本和寿命数据。

相比于NOR Flash，NAND FLASH写入性能好，大容量下成本低。目前，绝大部分手机和平板等移动设备中所使用的eMMC内部的Flash Memory都属于NAND FLASH。PC中的固态硬盘中也是使用NAND FLASH。