UFS和NAND区别电子产品的记忆力：NOR，NAND和UFS到底有什么区别？

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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电子产品的记忆力：NOR、NAND和UFS到底有什么区别？

东芝在1984年开发出名为闪存的新型半导体存储器。实际上闪存也分为NOR和NAND两种，我们平时提及最多的乃是后者。

NOR：最早出现的闪存类型

最早问世的NOR型闪存的容量较小、使用简单、支持按字节寻址且随机读取速度快，可以实现XIP片内执行。通常用在路由器、机顶盒、物联网设备中，起到存储固件的作用。个别固态硬盘中也能看到NOR闪存用作固件存储器：

NOR闪存表现的更接近内存，小区块数据的随机读取速度比NAND闪存更快。在一些对性能要求不高的设备当中，可以让固件代码直接在NOR闪存当中运行，而无需独立的RAM内存组件。

除此之外，NOR闪存的使用也非常简单。使用中无需纠错引擎，只要十几块钱的编程器就可以对它进行烧录。

下图为利用编程器和SOP8免拆夹子对NOR闪存中的固件进行改写。NOR闪存的容量一般不超过256MB，路由器上多使用16MB或32MB容量。

NAND闪存：

如果不是NAND型闪存的出现，恐怕我们还生活在功能机时代。东芝在1987年开发了NAND型闪存，由于容量比NOR闪存大的多，NAND随后被广泛应用于各种存储卡和电子设备当中，成为应用最广泛的闪存类型。

下图是东芝TR200固态硬盘当中的BiCS3闪存，采用64层堆叠3D结构，TLC类型的它每个存储单元可以存储3bit数据。

NAND闪存的出错率比NOR闪存更高，需要专门设计的主控芯片进行管理。一颗固态硬盘主控包含FTL闪存转换层、数据纠错、磨损均衡、垃圾回收管理等功能模块。尽管使用起来比较复杂，但3D NAND闪存带来了极高的存储容量。使用BiCS3闪存的东芝TR200固态硬盘可以提供高达960GB的容量选择。

不过NAND型闪存的最小读写单位是Page而非字节，在闪存芯片当中一个Page的大小通常为16KB。NAND闪存的擦除单位是更大的Block，在东芝BiCS3闪存当中一个Block的容量高达12MB。NAND闪存没有办法像RAM内存那样自由寻址，而只能被用作硬盘存储器。

NAND的容量优势成就了它的主流地位，NOR闪存虽然并没有消失，但已经在越来越多的地方被NAND闪存所取代。

UFS闪存：

UFS其实并不属于一种独立的闪存类型，它是在NAND闪存的基础上增加了闪存控制器，并采用标准的封装接口。UFS存储芯片既承担了过去NOR闪存提供的固件存储与系统开机功能，也承担起NAND闪存的大容量数据存储职能。

UFS闪存不仅广泛应用在智能手机当中，车载电子产品中也大量应用了东芝推出的宽温型UFS芯片（支持-40℃至105℃），在高温、震动工控下它可以提供高速和可靠的数据存储功能，助力物联网与自动驾驶应用的发展。

闪存30和21之间的区别有多大？性能更高，能耗反而更低

闪存规格UFS 3.0是UFS 2.1的升级版本。相比之下，在性能、功耗方面都有很大的区别。下面就从这两个方面来详细了解一下。

UFS 2.1是在UFS 2.0版标准的基础上做了小范围的改动。主要是强化了存储的安全性，比如CPU侧的硬加密功能等。接口速率方面，在实际测试中，顺序读取速度约500MBps，双通道可以达到800MBps。随机读取的速度约120MBps，双通道可以达到170MBps。

UFS 3.0是UFS 2.1标准的基础上做了大版本的改动，速率有很大提升。在实际测试中，顺序读取速度约为1.48GBps，双通道可以达到2.9GBps，基本是2.1版本的3倍。随机读取速度约150MBps，双通道可以达到220MBps，这里和2.1版区别不大。

在功耗方面，UFS 3.0采用了全新的NAND存储器。芯片的供电电压相比UFS 2.1降低了不少。

给闪存颗粒供电的VCC电源从2.9V降到了2.5V。给主控供电的VCCQ从1.8V降到了1.2V。

而接口电压降低了，在同样电流的情况下，功耗直接就降低了。同时，芯片功耗的降低，芯片的发热也就减少了，发热减小又间接降低了功耗。根据实际测试发现。

UFS3.0每GB顺序读取功耗比UFS2.1降低了60%UFS3.0每GB顺序写入功耗比UFS2.1降低了48%

UFS 3.0是2.1的升级后的新的标准。顺序读写性能提高了2倍有余，随机读写相差不大。得益于新的NAND存储芯片，UFS 3.0电压降低不少，功耗下降也不少。