工业级闪存对嵌入式设计非常重要

如果您紧跟当今闪存设备的趋势，您将不可避免地看到存储容量在不断降低价格点方面的惊人进步。但是，当您看到这些进步背后的原因时，您会注意到更高的容量和更低的成本会降低可靠性。

基于SLC NAND的工业级闪存存储成本更高，但也是嵌入式系统设计人员可用的最可靠的NAND闪存解决方案。紧凑型闪存卡的功率低至 128 MB，能够以较低的单位成本实现出色的可靠性。降低成本和提高容量的两个关键因素是增加每节电池的NAND位和硅中更精细的走线宽度几何形状。

让我们来谈谈每个单元的 NAND 位。当NAND最初被发明时，细胞内只有两种状态。它们被公认为高或低。这被称为单级单元 （SLC） NAND。

随着时间的推移，硅架构的进步允许每个单元存储两个位。它被称为多级单元（MLC），它有效地在同一空间中存储了两倍的数据。它需要能够在NAND单元中存储四个不同的状态，分别代表00，01，10和11。

NAND闪存的最新热潮始于消费类闪存卡，并正在慢慢迁移到消费类设备，是每单元3位NAND架构。要存储 3 位，三级单元 （TLC） NAND 必须能够在原始 SLC NAND 存储两个相同的区域中存储和检索八种不同的状态。

那么，这对使用低成本MLC和TLC存储器的闪存卡和嵌入式系统的可靠性意味着什么呢？这意味着可靠性较低。目前的 MLC NAND 每个块具有大约 3，000 个擦除周期，而 TLC NAND 可以只有 300 个。相比之下，SLC每个块的擦除周期为50，000至70，000次。

推动容量增加和成本降低的第二个NAND趋势是NAND芯片的走线宽度。当您将宽度缩小到越来越精细的几何形状时，您可以在给定的硅片上容纳更多的内存。

如今的 MLC NAND 正从 19/20 纳米迹线宽度快速驱动至 15/16 纳米，而 SLC 继续提供 43 纳米宽度。更精细的迹线宽度会引入几个因素，这些因素可能对可靠性、程序和读取干扰有害。

编程时会引起程序干扰。由于对电池进行编程需要更高的电压电平，因此相邻NAND电池的状态可能会受到意外影响。MLC 和 TLC NAND 对程序干扰更敏感，因为它们每个状态的电压裕量较小。

读取干扰并不像程序干扰那样严重，但随着跟踪宽度的不断缩小，它正在成为一个问题。当与被读取的细胞相邻的电池受到与未选定电池的浮动门耦合的杂散电荷的影响时，就会发生这种现象。

总而言之，如果必须实现长寿命嵌入式设计的可靠性，那么工业级闪存存储应该是您系统的首要任务。

审核编辑：郭婷