目錄
四、NAND flash和NOR flash的可靠性和耐用性
五、NAND flash和NOR flash的壽命(耐用性)
ROM
ROM是只讀存儲器（Read-Only Memory）的簡稱，是一種只能讀出事先所存數據的固態半導體存儲器。其特性是一旦儲存資料就無法再將之改變或刪除。通常用在不需經常變更資料的電子或電腦系統中，並且資料不會因爲電源關閉而消失。手機存儲空間氛圍運行內存和機身存儲空間，機身存儲空間都是rom，pc的硬盤也是使用rom作爲存儲介質
1.ROM
只讀存儲器（Read-Only Memory）是一種只能讀取資料的存儲器。在製造過程中，將資料以一特製光罩（mask）燒錄於線路中，其資料內容在寫入後就不能更改，所以有時又稱爲“光罩式只讀內存”（mask ROM）。此內存的製造成本較低，常用於電腦中的開機啓動如啓動光盤bios，在系統裝好的電腦上時，計算機將C盤目錄下的操作系統文件讀取至內存，然後通過cpu調用各種配件進行工作這時系統存放存儲器爲RAM。這種屬於COMPACT DISC激光唱片，光盤就是這種。
2.PROM
可編程程序只讀存儲器（Programmable ROM，PROM）之內部有行列式的熔絲，是需要利用電流將其燒斷，寫入所需的資料，但僅能寫錄一次。 PROM在出廠時，存儲的內容全爲1，用戶可以根據需要將其中的某些單元寫入數據0(部分的PROM在出廠時數據全爲0，則用 戶可以將其中的部分單元寫入1)， 以實現對其“編程”的目的。PROM的典型產品是“雙極性熔絲結構”，如果我們想改寫某些單元，則可以給這些單元通以足夠大的電流，並維持一定的時間，原 先的熔絲即可熔斷，這樣就達到了改寫某些位的效果。另外一類經典的PROM爲使用“肖特基二極管”的PROM，出廠時，其中的二極管處於反向截止狀態，還 是用大電流的方法將反相電壓加在“肖特基二極管”，造成其永久性擊穿即可。
3.EPROM
可抹除可編程只讀存儲器（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）可利用高電壓將資料編程寫入，抹除時將線路曝光於紫外線下，則資料可被清空，並且可重複使用。通常在封裝外殼上會預留一個石英透明窗以方便曝光。
4.OTPROM
一次編程只讀存儲器（One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM）之寫入原理同EPROM，但是爲了節省成本，編程寫入之後就不再抹除，因此不設置透明窗。
5.EEPROM
電子式可抹除可編程只讀存儲器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）之運作原理類似EPROM，但是抹除的方式是使用高電場來完成，因此不需要透明窗。
6.快閃存儲器
快閃存儲器（Flash memory）的每一個記憶胞都具有一個“控制閘”與“浮動閘”，利用高電場改變浮動閘的臨限電壓即可進行編程動作。
RAM
RAM：隨機存取存儲器（英語：Random Access Memory，縮寫：RAM），也叫主存，是與CPU直接交換數據的內部存儲器。它可以隨時讀寫（刷新時除外），而且速度很快，通常作爲操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。RAM工作時可以隨時從任何一個指定的地址寫入（存入）或讀出（取出）信息。它與ROM的最大區別是數據的易失性，即一旦斷電所存儲的數據將隨之丟失。RAM在計算機和數字系統中用來暫時存儲程序、數據和中間結果。手機和電腦的運行內存都是使用ram爲存儲空間，內存條的作用是增加運行ram空間
1.靜態隨機存儲器（SRAM）
靜態存儲單元是在靜態觸發器的基礎上附加門控管而構成的。因此，它是靠觸發器的自保功能存儲數據的。SRAM存放的信息在不停電的情況下能長時間保留，狀態穩定，不需外加刷新電路，從而簡化了外部電路設計。但由於SRAM的基本存儲電路中所含晶體管較多，故集成度較低，且功耗較大。 [7]
SRAM特點如下：
●優點：速度快、使用簡單、不需刷新、靜態功耗極低；常用作Cache。 [8]
●缺點：元件數多、集成度低、運行功耗大。 [8]
●常用的SRAM集成芯片：6116（2K×8位），6264（8K×8位），62256（32K×8位），2114（1K×4位）。 [8]
2.動態隨機存儲器（DRAM）
DRAM利用電容存儲電荷的原理保存信息，電路簡單，集成度高。由於任何電容都存在漏電，因此，當電容存儲有電荷時，過一段時間由於電容放電會導致電荷流失，使保存信息丟失。解決的辦法是每隔一定時間（一般爲2ms）須對DRAM進行讀出和再寫入，使原處於邏輯電平“l”的電容上所泄放的電荷又得到補充，原處於電平“0”的電容仍保持“0”，這個過程叫DRAM的刷新。DRAM與SRAM相比具有集成度高、功耗低、價格便宜等優點，所以在大容量存儲器中普遍採用。DRAM的缺點是需要刷新邏輯電路，且刷新操作時不能進行正常讀，寫操作。
DRAM特點如下：
●刷新（再生）：爲及時補充漏掉的電荷以避免存儲的信息丟失，必須定時給柵極電容補充電荷的操作。 [8]
●刷新時間：定期進行刷新操作的時間。該時間必須小於柵極電容自然保持信息的時間（小於2ms）。 [8]
●優點： 集成度遠高於SRAM、功耗低，價格也低。
●缺點：因需刷新而使外圍電路複雜；刷新也使存取速度較SRAM慢，所以在計算機中，DRAM常用於作主存儲器。
儘管如此，由於DRAM存儲單元的結構簡單，所用元件少，集成度高，功耗低，所以已成爲大容量RAM的主流產品。
SDRAM
同步動態隨機存取內存（synchronous dynamic random-access memory，簡稱SDRAM）是有一個同步接口的動態隨機存取內存（DRAM）。通常DRAM是有一個異步接口的，這樣它可以隨時響應控制輸入的變化。而SDRAM有一個同步接口，在響應控制輸入前會等待一個時鐘信號，這樣就能和計算機的系統總線同步。時鐘被用來驅動一個有限狀態機，對進入的指令進行管線(Pipeline)操作。這使得SDRAM與沒有同步接口的異步DRAM(asynchronous DRAM)相比，可以有一個更復雜的操作模式。
SDRAM
SDRAM在計算機中被廣泛使用，從起初的SDRAM到之後一代的DDR（或稱DDR1），然後是DDR2和DDR3進入大衆市場，2015年開始DDR4進入消費市場。SDRAM從發展到現在已經經歷了五代，分別是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM，第五代，DDR4 SDRAM。
DDR1
DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）：爲雙信道同步動態隨機存取內存，是新一代的SDRAM技術。DDR內存芯片的數據預取寬度（Prefetch）爲2 bit（SDRAM的兩倍）。因爲DDR是在時鐘上下沿採樣，但是sdram是在時鐘的單邊沿採樣，所以ddr的速度是sdram的兩倍，時序圖如下所示
DDR2
DDR2 SDRAM（Double Data Rate Two SDRAM）：爲雙信道兩次同步動態隨機存取內存。DDR2內存Prefetch又再度提升至4 bit（DDR的兩倍）
DDR3
DDR3 SDRAM（Double Data Rate Three SDRAM）：爲雙信道三次同步動態隨機存取內存。DDR3內存Prefetch提升至8 bit，即每次會存取8 bits爲一組的數據。運算頻率介於 800MHz -1600MHz之間。
flash
FLASH閃存 的英文名稱是"Flash Memory"，一般簡稱爲"Flash"，它屬於內存器件的一種，是一種非易失性（ Non-Volatile ）內存。閃存的物理特性與常見的內存有根本性的差異：目前各類 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都屬於揮發性內存，只要停止電流供應內存中的數據便無法保持，因此每次電腦開機都需要把數據重新載入內存；閃存在沒有電流供應的條件下也能夠長久地保持數據，其存儲特性相當於硬盤，這項特性正是閃存得以成爲各類便攜型數字設備的存儲介質的基礎。Flash分爲nor flash和nand flash
NOR flash是intel公司1988年開發出了NOR flash技術。NOR的特點是芯片內執行（XIP, eXecute In Place），這樣應用程序可以直接在flash 閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除 速度大大影響了它的性能。
Nand-flash內存是flash內存的一種，1989年，東芝公司發表了NAND flash結構。其內部採用非線性宏單元模式，爲固態大容量內存的實現提供了廉價有效的解決方案。Nand-flash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優點，適用於大量數據的存儲，因而在業界得到了越來越廣泛的應用，如嵌入式產品中包括數碼相機、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等
一、存儲數據的原理
兩種閃存都是用三端器件作爲存儲單元，分別爲源極、漏極和柵極，與場效應管的工作原理 相同，主要是利用電場的效應來控制源極與漏極之間的通斷，柵極的 電流消耗極小，不同 的是場效應管爲單柵極結構，而 FLASH 爲雙柵極結構，在柵極與硅襯底之間增加了一個浮 置柵極。[attach]158 [/attach]
浮置柵極是由氮化物夾在兩層二氧化硅材料之間構成的，中間的氮化物就是可以存儲電荷的 電荷勢阱。上下兩層氧化物的厚度大於 50 埃，以避免發生擊穿。
二、浮柵的重放電
向數據單元內寫入數據的過程就是向電荷勢阱注入電荷的過程，寫入數據有兩種技術，熱電 子注入(hot electron injection)和 F-N 隧道效應(Fowler Nordheim tunneling)，前一種是通過源 極給浮柵充電，後一種是通過硅基層給浮柵充電。NOR 型 FLASH 通過熱電子注入方式給浮 柵充電，而 NAND 則通過 F-N 隧道效應給浮柵充電。
在寫入新數據之前，必須先將原來的數據擦除，這點跟硬盤不同，也就是將浮柵的電荷放掉， 兩種 FLASH 都是通過 F-N 隧道效應放電。
三、0 和 1
這方面兩種 FLASH 一樣，向浮柵中注入電荷表示寫入了'0'，沒有注入電荷表示'1'，所以對 FLASH 清除數據是寫 1 的，這與硬盤正好相反；對於浮柵中有電荷的單元來說，由於浮柵的感應作用，在源極和漏極之間將形成帶正電的空 間電荷區，這時無論控制極上有沒有施加偏置電壓，晶體管都將處於 導通狀態。而對於浮 柵中沒有電荷的晶體管來說只有當控制極上施加有適當的偏置電壓，在硅基層上感應出電 荷，源極和漏極才能導通，也就是說在沒有給控制極施 加偏置電壓時，晶體管是截止的。 如果晶體管的源極接地而漏極接位線，在無偏置電壓的情況下，檢測晶體管的導通狀態就可 以獲得存儲單元中的數據，如果位線上的電平爲低，說明晶體管處於 導通狀態，讀取的數 據爲 0，如果位線上爲高電平，則說明晶體管處於截止狀態，讀取的數據爲 1。由於控制柵 極在讀取數據的過程中施加的電壓較小或根本不施加 電壓，不足以改變浮置柵極中原有的 電荷量，所以讀取操作不會改變 FLASH 中原有的數據。
四、連接和編址方式
兩種 FLASH 具有相同的存儲單元，工作原理也一樣，爲了縮短存取時間並不是對每個單元 進行單獨的存取操作，而是對一定數量的存取單元進行集體操作， NAND 型 FLASH 各存 儲單元之間是串聯的，而 NOR 型 FLASH 各單元之間是並聯的；爲了對全部的存儲單元有 效管理，必須對存儲單元進行統一編址。
NAND 的全部存儲單元分爲若干個塊，每個塊又分爲若干個頁，每個頁是 512byte，就是 512 個 8 位數，就是說每個頁有 512 條位線，每條位線下 有 8 個存儲單元；那麼每頁存儲的數 據正好跟硬盤的一個扇區存儲的數據相同，這是設計時爲了方便與磁盤進行數據交換而特意 安排的，那麼塊就類似硬盤的簇；容 量不同，塊的數量不同，組成塊的頁的數量也不同。 在讀取數據時，當字線和位線鎖定某個晶體管時，該晶體管的控制極不加偏置電壓，其它的 7 個都加上偏置電壓 而導通，如果這個晶體管的浮柵中有電荷就會導通使位線爲低電平， 讀出的數就是 0，反之就是 1。
NOR 的每個存儲單元以並聯的方式連接到位線，方便對每一位進行隨機存取；具有專用的 地址線，可以實現一次性的直接尋址；縮短了 FLASH 對處理器指令的執行時間。
NAND flash和NOR flash的區別
一、NAND flash和NOR flash的性能比較
flash閃存是非易失存儲器，可以對稱爲塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行，所以大多數情況下，在進行寫入操作之前必須先執行擦除。NAND器件執行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位都寫爲0。由於擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個寫入/擦除操作的時間爲5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進行的，執行相同的操作最多隻需要4ms。執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距，統計表明，對於給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時)，更多的擦除操作必須在基於NOR的單元中進行。這樣，當選擇存儲解決方案時，設計師必須權衡以下的各項因素。
1、NOR的讀速度比NAND稍快一些。
2、NAND的寫入速度比NOR快很多。
3、NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
4、大多數寫入操作需要先進行擦除操作。
5、NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。
二、NAND flash和NOR flash的接口差別
NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內部的每一個字節。NAND器件使用複雜的I/O口來串行地存取數據，各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。NAND讀和寫操作採用512字節的塊，這一點有點像硬盤管理此類操作，很自然地，基於NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設備。
三、NAND flash和NOR flash的容量和成本
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由於生產過程更爲簡單，NAND結構可以在給定的模具尺寸內提供更高的容量，也就相應地降低了價格。NOR flash佔據了容量爲1～16MB閃存市場的大部分，而NAND flash只是用在8～128MB的產品當中，這也說明NOR主要應用在代碼存儲介質中，NAND適合於數據存儲，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲卡市場上所佔份額最大。
四、NAND flash和NOR flash的可靠性和耐用性
採用flahs介質時一個需要重點考慮的問題是可靠性。對於需要擴展MTBF的系統來說，Flash是非常合適的存儲方案。可以從壽命(耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性。
五、NAND flash和NOR flash的壽命(耐用性)
在NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次，而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND存儲器除了具有10比1的塊擦除週期優勢，典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每個NAND存儲器塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。
六、位交換
所有flash器件都受位交換現象的困擾。在某些情況下(很少見，NAND發生的次數要比NOR多)，一個比特位會發生反轉或被報告反轉了。一位的變化可能不很明顯，但是如果發生在一個關鍵文件上，這個小小的故障可能導致系統停機。如果只是報告有問題，多讀幾次就可能解決了。當然，如果這個位真的改變了，就必須採用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉的問題更多見於NAND閃存，NAND的供應商建議使用NAND閃存的時候，同時使用
七、EDC/ECC算法
這個問題對於用NAND存儲多媒體信息時倒不是致命的。當然，如果用本地存儲設備來存儲操作系統、配置文件或其他敏感信息時，必須使用EDC/ECC系統以確保可靠性。
八、壞塊處理
NAND器件中的壞塊是隨機分佈的。以前也曾有過消除壞塊的努力，但發現成品率太低，代價太高，根本不划算。NAND器件需要對介質進行初始化掃描以發現壞塊，並將壞塊標記爲不可用。在已製成的器件中，如果通過可靠的方法不能進行這項處理，將導致高故障率。
九、易於使用
可以非常直接地使用基於NOR的閃存，可以像其他存儲器那樣連接，並可以在上面直接運行代碼。由於需要I/O接口，NAND要複雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。在使用NAND器件時，必須先寫入驅動程序，才能繼續執行其他操作。向NAND器件寫入信息需要相當的技巧，因爲設計師絕不能向壞塊寫入，這就意味着在NAND器件上自始至終都必須進行虛擬映射。
十、軟件支持
當討論軟件支持的時候，應該區別基本的讀/寫/擦操作和高一級的用於磁盤仿真和閃存管理算法的軟件，包括性能優化。在NOR器件上運行代碼不需要任何的軟件支持，在NAND器件上進行同樣操作時，通常需要驅動程序，也就是內存技術驅動程序(MTD)，NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操作時都需要MTD。使用NOR器件時所需要的MTD要相對少一些，許多廠商都提供用於NOR器件的更高級軟件，這其中包括M-System的TrueFFS驅動，該驅動被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所採用。驅動還用於對DiskOnChip產品進行仿真和NAND閃存的管理，包括糾錯、壞塊處理和損耗平衡。
EMMC
eMMC (Embedded Multi Media Card）是MMC協會訂立、主要針對手機或平板電腦等產品的內嵌式存儲器標準規格。eMMC在封裝中集成了一個控制器，提供標準接口並管理閃存，使得手機廠商就能專注於產品開發的其它部分，並縮短向市場推出產品的時間。eMMC是NAND flash+主控IC ，對外的接口協議與SD、TF卡類似；對廠家而言簡化了電路設計，降低了成本。
在組成結構上：emmc存儲芯片簡化了存儲器的設計，將NAND Flash芯片和控制芯片以MCP技術封裝在一起，省去零組件耗用電路板的面積，同時也讓手機廠商或是計算機廠商在設計新產品時的便利性大大提高。而NAND Flash僅僅只是一塊存儲設備，若要進行數據傳輸的話，只能通過主機端的控制器來進行操作，兩者的結構圖如下：
在功能上：eMMC則在其內部集成了 Flash Controller，包括了協議、擦寫均衡、壞塊管理、ECC校驗、電源管理、時鐘管理、數據存取等功能。相比於直接將NAND Flash接入到Host 端，eMMC屏蔽了 NAND Flash 的物理特性，可以減少 Host 端軟件的複雜度，讓 Host 端專注於上層業務，省去對 NAND Flash 進行特殊的處理。同時，eMMC通過使用Cache、Memory Array 等技術，在讀寫性能上也比 NAND Flash要好很多。而NAND Flash 是直接接入 Host 端的，Host 端通常需要有 NAND Flash Translation Layer，即 NFTL 或者 NAND Flash 文件系統來做壞塊管理、ECC等的功能。另一方面，emmc的讀寫速度也比NAND Flash的讀寫速度快，emmc的讀寫可高達每秒50MB到100MB以上；