DRAM与NAND差别这么大,存储之争都争啥

出处:电子产品世界 发布于:2017-03-18 11:20:40

  什么是DRAM?

  DRAM(Dynamic Random Access Memory),即动态随机存取存储器,为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM使用电容存储,所以必须隔一段时间刷新(refresh),如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。 (关机就会丢失数据)

  工作原理

  动态RAM的工作原理 动态RAM也是由许多基本存储元按照行和列地址引脚复用来组成的。

    


 

  DRAM数据线

  3管动态RAM的基本存储电路如图所示。在这个电路中,读选择线和写选择线是分开的,读数据线和写数据线也是分开的。

  写操作时,写选择线为“1”,所以Q1导通,要写入的数据通过Q1送到Q2的栅极,并通过栅极电容在一定时间内保持信息。

  读操作时,先通过公用的预充电管Q4使读数据线上的分布电容CD充电,当读选择线为高电平有效时,Q3处于可导通的状态。若原来存有“1”,则Q2导通,读数据线的分布电容CD通过Q3、Q2放电,此时读得的信息为“0”,正好和原存信息相反;若原存信息为“0”,则Q3尽管具备导通条件,但因为Q2截止,所以,CD上的电压保持不变,因而,读得的信息为“1”。可见,对这样的存储电路,读得的信息和原来存入的信息正好相反,所以要通过读出放大器进行反相再送往数据总线。

  什么是NAND?

  NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备,在不超过4GB的低容量应用中表现得犹为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品,NAND被证明极具吸引力。NAND闪存是一种非易失性存储技术,即断电后仍能保存数据。它的发展目标就是降低每比特存储成本、提高存储容量。

  工作原理

  闪存结合了EPROM的高密度和EEPROM结构的变通性的优点。

  EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去,然后重新写入。其基本单元电路如下图所示。常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路,简称为FAMOS。它与MOS电路相似,是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区,通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在绝缘层中,与四周无直接电气联接。这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0,浮空栅极带电后(例如负电荷),就在其下面,源极和漏极之间感应出正的导电沟道,使MOS管导通,即表示存入0.若浮空栅极不带电,则不能形成导电沟道,MOS管不导通,即存入1。

  EPROM基本单元结构

  EEPROM基本存储单元电路的工作原理如图所示。与EPROM相似,它是在EPROM基本单元电路的浮空栅极的上面再生成一个浮空栅,前者称为级浮空栅,后者称为第二级浮空栅。可给第二级浮空栅引出一个电极,使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压,浮空栅极与漏极之间产生隧道效应,使电子注入浮空栅极,即编程写入。若使VG为负电压,强使浮空栅极的电子散失,即擦除。擦除后可重新写入。

  EEPROM单元结构

  闪存的基本单元电路与EEPROM类似,也是由双层浮空栅MOS管组成。但是层栅介质很薄,作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同,在第二级浮空栅加正电压,使电子进入级浮空栅。读出方法与EPROM相同。擦除方法是在源极加正电压利用级浮空栅与漏极之间的隧道效应,将注入到浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除,因此各单元的源极联在一起,这样,擦除不能按字节擦除,而是全片或者分块擦除。随着半导体技术的改进,闪存也实现了单晶体管设计,主要就是在原有的晶体管上加入浮空栅和选择栅,

  NAND闪存单元结构

  NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block),这些区块是NAND器件中的可擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为“1”(而所有字节(byte)设置为FFh)。有必要通过编程,将已擦除的位从“1”变为“0”。的编程实体是字节(byte)。一些NOR闪存能同时执行读写操作。虽然NAND不能同时执行读写操作,它可以采用称为“映射(shadowing)”的方法,在系统级实现这一点。这种方法在个人电脑上已经沿用多年,即将BIOS从速率较低的ROM加载到速率较高的RAM上。

关键词:存储

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