闪存的发展历史

闪存及其发展历史11闪存及其发展历史什么是闪存：闪存（FlashMemory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位（注意：NORFlash为字节存储。），区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，闪存与EEPROM不同的是，EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写，而闪存的大部分芯片需要块擦除。由于其断电时仍能保存数据，闪存通常被用来保存设置信息，如在电脑的BIOS（基本程序）、PDA（个人数字助理）、数码相机中保存资料等。闪存的特点：NOR型与NAND型闪存的区别很大，打个比方说，NOR型闪存更像内存，有独立的地址线和数据线，但价格比较贵，容量比较小；而NAND型更像硬盘，地址线和数据线是共用的I/O线，类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般，而且NAND型与NOR型闪存相比，成本要低一些，而容量大得多。因此，NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合，通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行，手机就是使用NOR型闪存的大户，所以手机的“内存”容量通常不大；NAND型闪存主要用来存储资料，我们常用的闪存产品，如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。这里我们还需要端正一个概念，那就是闪存的速度其实很有限，它本身操作速度、频率就比内存低得多，而且NAND型闪存类似硬盘的操作方式效率也比内存的直接访问方式慢得多。因此，不要以为闪存盘的性能瓶颈是在接口，甚至想当然地认为闪存盘采用USB2.0接口之后会获得巨大的性能提升。前面提到NAND型闪存的操作方式效率低，这和它的架构设计和接口设计有关，它操作起来确实挺像硬盘（其实NAND型闪存在设计之初确实考虑了与硬盘的兼容性），它的性能特点也很像硬盘：小数据块操作速度很慢，而大数据块速度就很快，这种差异远比其他存储介质大的多。这种性能特点非常值得我们留意。闪存存取比较快速，无噪音，散热小。用户空间容量需求量小的，打算购置的话可以不考虑太多，同样存储空间买闪存。如果需要容量空间大的（如500G），就买硬盘，较为便宜，也可以满足用户应用的需求。闪存的发展历史：在1984年，东芝公司的发明人FujioMasuoka首先提出了快速闪存存储器（此处简称闪存）的概念。与传统电脑内存不同，闪存的特点是非易失性（也就是所存储的数据在主机掉电后不会丢失），其记录速度也非常快。Intel是世界上第一个生产闪存并将其投放市场的公司。1988年，公司推出了一款256Kbit闪存芯片。它如同鞋盒一样大小，并被内嵌于一个录音机里。后来，Intel发明的这类闪存被统称为NOR闪存。它结合EPROM（可擦闪存及其发展历史22除可编程只读存储器）和EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）两项技术，并拥有一个SRAM接口。第二种闪存称为NAND闪存。它由日立公司于1989年研制，并被认为是NOR闪存的理想替代者。NAND闪存的写周期比NOR闪存短十倍，它的保存与删除处理的速度也相对较快。NAND的存储单元只有NOR的一半，在更小的存储空间中NAND获得了更好的性能。鉴于NAND出色的表现，它常常被应用于诸如CompactFlash、SmartMedia、SD、MMC、xD、andPCcards、USBsticks等存储卡上。闪存的市场现状目前的闪存市场仍属于群雄争霸的末成熟时期。三星、日立、Spansion和Intel是这个市场的四大生产商。由于战略上的一些错误，Intel在去年第一次让出了它的榜首座椅，下落至三星、日立和Spansion之后。从今年第二季度起，Intel成功得走出低谷，利润收益明显上升。AMD闪存业务部门Spansion同时生产NAND和NOR闪存。它上半年的NOR闪存产量几乎与Intel持平，成为NOR闪存的最大制造商。该公司在上半年赢利为13亿美元，几乎是它整个公司利润额（25亿美元）的一半以上。总体言，Intel和AMD在上半年成绩喜人，但三星和日立却遭受挫折。据市场调研公司iSuppli所做的估计，今年全球的闪存收益将达到166亿美元，比2003年（116.4亿美元）上涨46%.消息者对数码相机、USBsticks和压缩式MP3播放器内存的需求将极大推动闪存的销售。据预测，2005年闪存的销售额将达到175亿美元。不过，iSuppli估计2005年至2008年闪存的利润增涨将有所回落，最高将达224亿美元。新的替代品是否可能？与许多寿命短小的信息技术相比，闪存以其16年的发展历程，充分显示了其“老前辈”的作风。九十年代初，闪存才初入市场；至2000年，利益额已突破十亿美元。英飞凌科技闪存部门主任，彼得曾说：“就闪存的生命周期而言，我们仍处于一个上升的阶段。”英飞凌相信，闪存的销售仍具有上升空间，并在酝酿加入对该市场的投入。英飞凌在今年初宣布，其位德累斯顿的200毫米DRAM工厂已经开始生产512MbNAND兼容闪存芯片。到2004年底，英飞凌公司计划采用170纳米制造工艺，每月制造超过10，000片晶圆。而2007年，该公司更希望在NAND市场成为前三甲。此外，Intel技术与制造集团副总载StefanLai认为，在2008年之前，闪存将不可替代。2006年，Intel将首先采用65纳米技术；到2008年，目前正在研发的新一代45纳米技术将有望投放市场。StefanLai觉得，前的预测仍然比较浅显，或许32纳米、22纳米技术完全有可能实现。但StefanLai也承认，2008年至2010年，新的技术可能会取而代之。尽管对闪存替代品的讨论越来越激励，闪存仍然受到市场的重视。未来的替代品不仅必须是类似闪存一样的非易失性存储器，而且在速度和写周期上略胜一筹。此外，生产成本也应该相对低廉。由于现在制造技术还不成熟，新的替代品不会对闪存构成绝对的威胁。下面就让我们来认识一下几种可能的替代产品：Nanocrystals（纳米晶体）摩托罗拉的半导体部门Freescale正在研制一种增加闪存生命周期的产品。这种产品以硅纳米晶体（SiliconNanocrystals）为介质，用硅原子栅格代替了半导体内部的固态层。纳米晶体不是一个全新的存储技术。它只是对闪存的一种改进，使它更易扩展。它的生产成本可以比原来低大约10-15%，生产过程更加简单。它的性能与可靠性都能够与目前的闪存相媲美。摩托罗拉花了十年时间研发这种技术，并打算大规模生产此类产品。去年六月，该公司已经成功地使用此技术推出了一款此类芯片。硅纳米晶体芯片预计会在2006年全面投放市场。MRAM（MagneticRAM磁荷随机存储器）MRAM磁荷随机存储器是由英飞凌与Freescale两家公司研发的一种利用磁荷来储存数据的存介质。MRAM的写次数很高，访问速度也比闪存大大增强。根据计算，写MRAM芯片上1bit的时间要比写闪存的时间短一百万倍。两家公司都认为，MRAM不仅将是闪存的理想替代品，也是DRAM与SRAM的强有力竞争者。今年六月，英飞凌已将自己的第一款产品投放市场。与此同时，Freescale也正在加紧研发，闪存及其发展历史33力争在明年推出4Mbit芯片。但是，一些评论者担心MRAM是否能达到闪存存储单元的尺寸。根据英飞凌的报告，目前闪存存储单元的尺寸为0.1μm2，而16MbitMRAM芯片仅达到1.42μm2.另外，MRAM的生产成本也是个不小的问题。OUM（OvonicUnifiedMemoryOvonyx标准化内存）OUM是由Intel研发的，利用Ge、Sb与Te等化合物为材料制成的薄膜。OUM.OUM的写、删除和读的功能与CD-RW与DVD-RW相似。但CD/DVD使用激光来加热和改变称为硫系化合物（chalcogenides）的材料；而OUM则通过电晶体控制电源，使其产生相变方式来储存资料。OUM的擦写次数为10的12次方，100次数据访问时间平均为200纳秒。OUM的速度比闪存要快。尽管OUM比MRAM的数据访问时间要慢，但是低廉的成本却是OUM的致胜法宝。与MRAM不同，OUM的发展仍处于初期。尽管已制成测试芯片，它们仅仅能用来确认概念而不是说明该技术的可行性。Intel在过去四年一直致力于OUM的研发，并正在努力扩大该市场。固体硬盘固体硬盘（SolidStateDisk、IDEFLASHDISK、SerialATAFlashDisk）是由控制单元和存储单元（FLASH芯片）组成，简单的说就是用固体电子存储芯片阵列而制成的硬盘（目前最大容量为416GB），固体硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，.在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致，包括3.5，2.5，1.8多种类型。由于固体硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳，同时工作温度很宽，扩展温度的电子硬盘可工作在-45℃～+85℃。广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。通俗点讲：目前的硬盘（ATA或SATA）都是磁碟型的，数据就储存在磁碟扇区里。而固体硬盘是使用闪存颗粒（flashdisk）（即目前内存、mp3、U盘等存储介质）制作而成，因而其外观和传统硬盘有很大区别。固体硬盘是未来硬盘发展的趋势。目前，三星等厂商已经发布过多款固体硬盘，其中宇瞻公司最新发布的新产品，使用单一控制芯片开发的高速SATA固体硬盘，其连续存取速度最高达200MB/sec，容量可达128GB，相较于目前市面上连续存取速度约50~60MB/sec的SATA接口的SSD，Apacer目前可是足足快了2~3倍！不过目前固体硬盘价格还高高在上，尚未普及到DIY市场。分类1.基于闪存的SSD，采用FLASH芯片作为存储介质，这也是我们通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、优盘等样式。这种SSD固体硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。2.基于DRAM的SSD：采用DRAM作为存储介质，目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。走入固体硬盘世界固体硬盘是近来存储业界的一大焦点，不过我们平常见到的要么是封闭起来的一整块硬盘，要么就是一颗颗NAND闪存芯片，想不想看看固体硬盘内部长什么模样？专业固体硬盘厂商BitMicroNetworks就在CES2008上给了我们这么一个机闪存及其发展历史44会：看起来很壮观吧。这是BitMicro的一款专业级固体硬盘产品，采用SCSI接口，一块PCB电路板上密集而又整齐地排列着32颗TSOP封装的NAND闪存芯片——事实上由于架构上的支持，PCB电路板可以不止一块，也就是把64颗芯片放在一起也不成问题。可惜的是，我们只知道这些NAND闪存芯片来自东芝，却不知道具体容量，所以也不了解整块固体硬盘到底有多大。不过BitMicro透露了一点儿价格方面的消息，就是平均每GB要10美元左右，是主流机械硬盘的大概5倍。SSD的存储介质的优点SSD的存储介质分为两种，一种是采用FLASH芯片作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质。使用FLASH芯片作为存储介质的固体硬盘，可以被广泛应用到笔记本硬盘、存储卡、U盘等。另外一种就是采用DRAM作为存储介质的SSD，目前应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计、可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。采用FLASH芯片作为固体存储器最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。SSD固体存储器在以下几点优点：首先，数据存取速度快。根据相关测