核心内容摘要
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核心存储单元浮栅晶体管NOR Flash的基础是浮栅金属氧化物半导体场效应晶体管结构与普通MOSFET类似但在栅极控制栅和沟道之间多了一个被绝缘层二氧化硅完全包围的浮置栅极。
浮栅 存储数据的关键。
被高质量的绝缘体隔离因此一旦电子被注入在没有外部能量如紫外线或高压电场的情况下可以 trapped被困住长达数年甚至数十年从而实现数据非易失性存储。
控制栅 外部可以施加电压的栅极用于控制晶体管的导通/关断以及进行编程和擦除操作。
绝缘层 通常是二氧化硅其质量直接影响数据的保持时间和耐久性。
扇区的编程/擦除PE耐久性和最小保留时间以S28HS512TGABHM013为例高耐久性分区是Infineon Endurance Flex架构的一部分允许用户将部分存储区域配置为高耐久性区域适用于频繁写入的应用场景。
最小PE周期指的是在该分区中整个分区而非单个扇区所能承受的最小编程/擦除循环次数。
最小保留时间是指在这些PE周期下数据能够可靠保留的最小年限均为2年。
表格中的数据适用于512Mb和1Gb的SEMPER™ Flash产品。
注意表格下方有一行说明“Minimum cycles is for entire High Endurance Partition.”意思是“最小循环次数是针对整个高耐久性分区而言的”即这些PE周期是分区内所有扇区共享的总耐久性指标通过磨损均衡wear leveling机制在整个分区内均匀分配写操作。
该表格提供了高耐久性分区中256KB扇区的耐久性数据包括不同分区大小对应的最小PE周期和最小数据保留时间适用于系统设计中对存储耐久性有要求的应用场景如日志存储、频繁更新数据等。
为什么分区越大承诺的PE周期反而越多
1 核心概念:分区是一个磨损均衡池配置一个“高耐久性分区”时比如包含256个扇区这256个扇区会组成一个磨损均衡池。
主机的写入/擦除操作会被设备的固件动态地映射到这256个物理扇区中的任意一个。
这样写操作被均匀地分摊到所有扇区上避免了反复擦写同一个扇区导致其提前损坏。
2 “最小PE周期”的定义是关键表格下方的注释明确指出“Minimum cycles is for entire High Endurance Partition.”最小周期是针对整个高耐久性分区而言的。
这意味着对于512Mb设备默认的256个扇区分区制造商保证在整个分区的所有256个扇区上累计可以安全地进行总计1280000次编程/擦除操作。
对于1Gb设备默认的512个扇区分区则保证累计总共可以进行2560000次操作。
扇区和分区的区别
扇区 - 物理基础单元定义闪存阵列被硬件划分为一个个“物理扇区”。
类型该芯片支持两种大小的物理扇区256 KB 扇区主要存储单元。
4 KB 扇区通常用于存储需要频繁更新的小数据如配置参数、日志其耐久性300000次比主阵列的256KB扇区更高见第1页。
作用擦除操作必须以扇区为单位进行。
编程写0可以在更小的字节或字上进行但要把0变回1必须擦除整个扇区。
分区 - 逻辑管理集合定义分区是用户通过配置寄存器将一组连续的物理扇区归类并赋予其特定管理策略的逻辑集合。
关键特性可配置性用户可以通过Endurance Flex 架构寄存器第
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例如你可以指定从扇区0到扇区199这200个扇区为“分区A”。
管理策略每个分区被配置为不同的类型享有不同的固件管理算法高耐久性分区在这个分区内的所有扇区上启用磨损均衡。
控制器会动态地将主机逻辑地址映射到分区内不同的物理扇区让擦写次数平均分布从而提升整个分区的总写入寿命即Table 4的内容。
长保留分区这个分区内的扇区可能采用更保守的编程/擦除算法或者优先用于存储不常更改的数据以保证数据能保存25年见表5但可能不以最大化耐久性为目标。
4KB扇区的特殊性文档明确指出第34页“4KB sectors are not part of the Endurance Flex architecture.”这意味着4KB小扇区不能加入高耐久或长保留分区它们有自己独立的耐久性规格。