【存储器家族你我他（1）——Flash】

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昨晚都在回家的路上了，突然接到老大电话。

老大：新项目为什么飞了一根线？

我：灯的控制线漏接了。

老大：（叹气）不是说一版定板吗？

我：（小声bb）我是说尽量啊。。。

算了算了，自己线没接，说什么都是错的。。。

好了，进入今天的主题，存储器，是半导体行业三大支柱之一。对于我们身边的手机、平板、PC、笔记本和可穿戴等所有电子产品来说，存储器就类似于钢铁之于现代工业，是名副其实的电子行业“原材料”。

我们做电子产品，不免要跟存储类产品打交道，也就是我们说的Memory，Memory从类别上可以分两类：RAM和ROM。

目前消费类电子中的ROM几乎都是Flash型的，主要有Nand和NOR两大类，还有极小一部分是EPROM或者EEPROM的Flash。而RAM多是SDRAM或者DDRx SDRAM型的。

实际上还有一类Memory，也是手机产品通常采用的：MCP。为什么叫MCP呢？

因为它实际上是把RAM和ROM包在一起了。而根据内部包的东西，可以分为Nand+SDRAM型、NOR+SDRAM型，eMMC+SDRAM型。这里边eMMC就是Nand型的一种，只不过它里边包了Nand、SDRAM和相应的Nand接口控制器。（看到这里，差不多也晕了吧，晕就对了~~~嘻嘻！）

小提示：想要了解ROM和RAM究竟有何区别吗？建议大家可以查阅小何以前的文章，里面写的更详细！ 聊聊存储器EMMC与DDR的那些事儿~~~

Memory具体分类见下图：

Memory家族分类

我们先来说Flash。

通常，手机类嵌入式系统里的Flash相当于电脑的硬盘，用来做硬件启动、 软件数据存储和一些用户数据存储的。

NOR Flash的特点是传输效率高、容量小、贵。

NOR Flash实行的是芯片内执行，应用程序可以直接跑在NOR上面，而不用把代码取到RAM再读。由于它自身结构特点，很难把NOR Flash做大，目前能做的最大的就是128MB的，做到这么大的巨贵无比。。。一般都是4MB、8MB以下的应用场景会使用NOR Flash较多。基于它的特点，手机上已经早已看不见NOR Flash了。

NandFlash的特点是高的写入和擦除速度、容量大、便宜。

一个8MB的NOR Flash 比一个128MB的NandFlash便宜不了几毛钱，可想而知这个价格差距是有多大。但是Nand有自己的缺点：就是在使用过程中会产生坏块，并且容易产生位反转（NOR也会发生位反转，但概率不高）。这就要求Nand在使用时候CPU要有针对它相应的坏块管理和ECC校验位检测。

Nand还能往下分类，分为SLC、MLC和TLC的，它们是单层单元、多层单元和三层单元。这这里我说下大概原理。

SLC一个晶圆根据它的电压储存一个位，内容为0或1两个数字，MLC一个晶圆能存两位，内容为00、01、10、11四个，TLC就是能存三位了，表示八个数字。可以发现相同晶圆的TLC要比SLC容量多了7倍，但是，MLC是根据电压来分成八位的，存在很多不稳定因素，可靠性极差，擦写次数也很少，大概寿命500次擦写左右，因此一般来讲很少会用MLC。

相对来讲SLC的品质就很高，品质好的寿命可以达到上万次的擦写。我们通常使用的以SLC居多，MLC也有少量。现在，由于工艺的提高，要求元器件尺寸越来越小，Nand和NOR的大尺寸不能满足生产需要，于是一种SPI Nand/NOR Flash应运而生。

512K SPI FLASH

顾名思义，它的本质还是Nand/NOR，只不过接口改用了SPI接口。现在很多CPU都会兼容SPI Nand/NOR的FLASH，让选择可以更多一些。而SPI NandFlash由于做了接口处理，所以也有相应的坏块管理功能在里面，减少了CPU的内存资源。

多说一句，我们通常说的SPI Flash默认指的就是SPI NOR Flash，如果你想要Nand的话一定要特别强调说出来是SPI NandFlash。

未完待续。。。

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内存和闪存的区别

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存储器是用来存储程序和数据的部件，对于电脑来说，有了存储器就算是有了记忆的功能，才能正常的工作，才不会出现"小鱼问妈妈：别人都说鱼的记忆只有7秒钟，这是为什么呀？鱼妈妈：你说啥？小鱼：啥？"的尴尬。

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存储器可以按用途分为成很多种，今天就仅介绍一下，大家最常使用的SDRAM和NAND Flash两种存储器。(由于处理器的速度越来越快，早期采用的DRAM已经无法满足要求，目前DRAM已经改良成SDRAM。到现在为止，SDRAM已经发展到了第五代，第一代是SDR SDRAM第二代是 DDR SDRAM 第三代是DDR2 SDRAM 第四代是DDR3 SDRAM 第五代是DDR4 SDRAM)

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NAND Flash是非易性失存储器，SDRAM是同步动态随机存储器，属于易失性储存器。SDRAM和NAND Flash的差异是，在断开电源之后，存储器里的数据是否会消失。采用SDRAM的存储器既是内存，在断电之后，存储器中的数据会消失，而采用NAND Flash的存储器既是硬盘，在断电之后，存储器中的数据不会消失。

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SDRAM需要不断进行加电刷新，才能保留住数据，目前公认的标准是SDRAM数据有效保存上限是64ms，也就是说每一行刷新的循环周期是64ms。用户在看内存规格时，经常会看到4096 Refresh Cycles /64ms或者8192 Refresh Cycles /64ms的标识，其中的4096和8192就表示这个SDRAM芯片中每个Bank（储存块）的行数。一次刷新命令只对一行有效，发送间隔是随总行数而变化的。

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从粗旷的角度来讲，其中采用SDRAM的存储器，就是我们常说的4GB、8GB或者16GB的内存。其中采用NAND Flash的存储器，就是我们常说的128GB、256GB或者512GB的（固态）硬盘。

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内存是cpu和硬盘之间的桥梁。如果cpu直接从硬盘抓取数据，所消耗的时间会很多，但是有了内存做cpu和硬盘的桥梁，cpu可以把硬盘里的数据，提前复制一份到内存中，然后cpu直接从内存抓取数据，这样会比cpu从硬盘直接抓取的速度，要快成千上万倍。

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闪存Flash可以分成NOR 型Flash和 NAND型 Flash。NOR 型Flash比NAND型 Flash更早的进入了市场，但是因其写入速度慢，价格也比NAND型 Flash贵，所以目前的固态硬盘，都是以NAND型 Flash存储装置为基础构建的。固态硬盘在读写数据的时候不会有噪音，没有机械结构所以耐震，传输速度又快，重量也比机械硬盘轻，所以固态硬盘现在已经成为，个人计算机和笔记本电脑的主流存储设备。

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最后放出一个彩蛋，就是为什么所购买的硬盘在windows下的显示的容量要小于硬盘本身宣传标注的容量？这个问题，就需要从计算机语言规定上来说起了，在计算机内部，容量什么的都是以二进制的方式编制的，即是1KB=1024B 、1MB=1024KB 、1GB=1024MB 、1TB=1024GB，以此类推。但是硬盘在生产或者宣传标注时，都是以十进制的方式编制的，既是1KB=1000B 、1MB=1000KB 、1GB=1000MB 、1TB=1000GB，以此类推。

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以宣传标注总容量为500 GB的硬盘为例（其中宣传标识1字节＝计算机显示容量1字节），那么计算机显示的总容量就大致应该为500GBx1000x1000x1000=计算机显示容量x1024x1024x1024，那么计算机显示容量＝500GBx1000x1000x1000/1024/1024/1024=465.66GB。汇总一下规律，就是宣传标注容量x0.9313=计算机显示容量。所以当发现购买的硬盘容量小于宣传标注容量时，大多数情况都是二进制和十进制换算的问题。

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