如果您緊跟當(dāng)今閃存設(shè)備的趨勢(shì)，您將不可避免地看到存儲(chǔ)容量在不斷降低價(jià)格點(diǎn)方面的驚人進(jìn)步。但是，當(dāng)您看到這些進(jìn)步背后的原因時(shí)，您會(huì)注意到更高的容量和更低的成本會(huì)降低可靠性。

基于SLC NAND的工業(yè)級(jí)閃存存儲(chǔ)成本更高，但也是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可用的最可靠的NAND閃存解決方案。緊湊型閃存卡的功率低至 128 MB，能夠以較低的單位成本實(shí)現(xiàn)出色的可靠性。降低成本和提高容量的兩個(gè)關(guān)鍵因素是增加每節(jié)電池的NAND位和硅中更精細(xì)的走線寬度幾何形狀。

讓我們來(lái)談?wù)劽總€(gè)單元的 NAND 位。當(dāng)NAND最初被發(fā)明時(shí)，細(xì)胞內(nèi)只有兩種狀態(tài)。它們被公認(rèn)為高或低。這被稱為單級(jí)單元 （SLC） NAND。

隨著時(shí)間的推移，硅架構(gòu)的進(jìn)步允許每個(gè)單元存儲(chǔ)兩個(gè)位。它被稱為多級(jí)單元（MLC），它有效地在同一空間中存儲(chǔ)了兩倍的數(shù)據(jù)。它需要能夠在NAND單元中存儲(chǔ)四個(gè)不同的狀態(tài)，分別代表00，01，10和11。

NAND閃存的最新熱潮始于消費(fèi)類閃存卡，并正在慢慢遷移到消費(fèi)類設(shè)備，是每單元3位NAND架構(gòu)。要存儲(chǔ) 3 位，三級(jí)單元 （TLC） NAND 必須能夠在原始 SLC NAND 存儲(chǔ)兩個(gè)相同的區(qū)域中存儲(chǔ)和檢索八種不同的狀態(tài)。

那么，這對(duì)使用低成本MLC和TLC存儲(chǔ)器的閃存卡和嵌入式系統(tǒng)的可靠性意味著什么呢？這意味著可靠性較低。目前的 MLC NAND 每個(gè)塊具有大約 3，000 個(gè)擦除周期，而 TLC NAND 可以只有 300 個(gè)。相比之下，SLC每個(gè)塊的擦除周期為50，000至70，000次。

推動(dòng)容量增加和成本降低的第二個(gè)NAND趨勢(shì)是NAND芯片的走線寬度。當(dāng)您將寬度縮小到越來(lái)越精細(xì)的幾何形狀時(shí)，您可以在給定的硅片上容納更多的內(nèi)存。

如今的 MLC NAND 正從 19/20 納米跡線寬度快速驅(qū)動(dòng)至 15/16 納米，而 SLC 繼續(xù)提供 43 納米寬度。更精細(xì)的跡線寬度會(huì)引入幾個(gè)因素，這些因素可能對(duì)可靠性、程序和讀取干擾有害。

編程時(shí)會(huì)引起程序干擾。由于對(duì)電池進(jìn)行編程需要更高的電壓電平，因此相鄰NAND電池的狀態(tài)可能會(huì)受到意外影響。MLC 和 TLC NAND 對(duì)程序干擾更敏感，因?yàn)樗鼈兠總€(gè)狀態(tài)的電壓裕量較小。

讀取干擾并不像程序干擾那樣嚴(yán)重，但隨著跟蹤寬度的不斷縮小，它正在成為一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)與被讀取的細(xì)胞相鄰的電池受到與未選定電池的浮動(dòng)門(mén)耦合的雜散電荷的影響時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。

總而言之，如果必須實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命嵌入式設(shè)計(jì)的可靠性，那么工業(yè)級(jí)閃存存儲(chǔ)應(yīng)該是您系統(tǒng)的首要任務(wù)。

審核編輯：郭婷