1  RAM和Flash的區別

RAM有兩大類，一種稱為靜態RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前讀寫最快的儲存裝置了，但是它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級緩衝cache。

另一種是動態RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留資料的時間很短，速度也比SRAM慢，不過它還是比任何的ROM都要快，但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多，計算機記憶體就是DRAM的。

Flash（快閃記憶體）也分兩類，即NAND Flash 和 NOR Flash，flash快閃記憶體是非易失儲存器,可以對塊的儲存器單元塊進行擦寫和再程式設計。

任何Flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行,所以大多數情況下,在進行寫入操作之前必須先執行擦除。Flash 的程式設計原理都是隻能將1寫為0，而不能將0寫為1。所以在 Flash 程式設計之前，必須將對應的塊擦除，而擦除的過程就是把所有位都寫為 1的過程，塊內的所有位元組變為0xFF。

接觸最多的就是RAM即記憶體，記憶體與Flash的區別：易失性，即斷電後RAM裡面的資料就沒了，而Flash裡面的資料依然存在。

2  NAND Flash和NOR Flash原理

2.1            儲存資料的原理

兩種快閃記憶體都是用三端器件作為儲存單元，分別為源極、漏極和柵極，與場效電晶體的工作原理相同，主要是利用電場的效應來控制源極與漏極之間的通斷，柵極的電流消耗極小，不同的是場效電晶體為單柵極結構，而 FLASH 為雙柵極結構，在柵極與矽襯底之間增加了一個浮置柵極。

浮置柵極是由氮化物夾在兩層二氧化矽材料之間構成的，中間的氮化物就是可以儲存電荷的電荷勢阱。上下兩層氧化物的厚度大於 50 埃，以避免發生擊穿。

2.2            浮柵的重放電

向資料單元內寫入資料的過程就是向電荷勢阱注入電荷的過程，寫入資料有兩種技術，熱電子注入(hot electron injection)和 F-N 隧道效應(Fowler Nordheim tunneling)，前一種是通過源極給浮柵充電，後一種是通過矽基層給浮柵充電。

NOR 型 FLASH 通過熱電子注入方式給浮柵充電，而 NAND 則通過 F-N 隧道效應給浮柵充電。

在寫入新資料之前，必須先將原來的資料擦除，這點跟硬碟不同，也就是將浮柵的電荷放掉，兩種 FLASH 都是通過 F-N 隧道效應放電。

2.3            0 和 1

這方面兩種 FLASH 一樣，向浮柵中注入電荷表示寫入了'0'，沒有注入電荷表示'1'，所以對FLASH 清除資料是寫 1 的，這與硬碟正好相反；

對於浮柵中有電荷的單元來說，由於浮柵的感應作用，在源極和漏極之間將形成帶正電的空間電荷區，這時無論控制極上有沒有施加偏置電壓，電晶體都將處於導通狀態。

而對於浮柵中沒有電荷的電晶體來說只有當控制極上施加有適當的偏置電壓，在矽基層上感應出電荷，源極和漏極才能導通，也就是說在沒有給控制極施加偏置電壓時，電晶體是截止的。

如果電晶體的源極接地而漏極接位線，在無偏置電壓的情況下，檢測電晶體的導通狀態就可以獲得儲存單元中的資料，如果位線上的電平為低，說明電晶體處於導通狀態，讀取的資料為 0，如果位線上為高電平，則說明電晶體處於截止狀態，讀取的資料為 1。

由於控制柵極在讀取資料的過程中施加的電壓較小或根本不施加電壓，不足以改變浮置柵極中原有的電荷量，所以讀取操作不會改變 FLASH 中原有的資料。

3  NAND Flash和NOR Flash的區別

3.1            NAND Flash和NOR Flash的效能比較

Flash快閃記憶體是非易失儲存器，可以對稱為塊的儲存器單元塊進行擦寫和再程式設計。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行，所以大多數情況下，在進行寫入操作之前必須先執行擦除。

NAND器件執行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位都寫為0。

由於擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個寫入/擦除操作的時間為5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進行的，執行相同的操作最多隻需要4ms。

3.2            NAND Flash和NOR Flash的介面差別

NOR Flash帶有SRAM介面，有足夠的地址引腳來定址，可以很容易地存取其內部的每一個位元組。

NAND器件使用複雜的I/O口來序列地存取資料，各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和資料資訊。

NAND讀和寫操作採用512位元組的塊，這一點有點像硬碟管理此類操作，很自然地，基於NAND的儲存器就可以取代硬碟或其他塊裝置。

3.3            NAND Flash和NOR Flash的容量和成本

NAND Flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由於生產過程更為簡單，NAND結構可以在給定的模具尺寸內提供更高的容量，也就相應地降低了價格，大概只有NOR的十分之一。

3.4            NAND Flash和NOR Flash的壽命(耐用性)

在NAND快閃記憶體中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次，而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND儲存器除了具有10比1的塊擦除週期優勢，典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每個NAND儲存器塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。

3.5            位交換

Flash器件是電子產品，通過電位的0和1來儲存資料，如果位元位發生反轉，如從0變成了1，就發生了位交換現象。一位的變化可能不很明顯，但是如果發生在一個關鍵檔案上，這個小小的故障可能導致系統停機。

如果只是報告有問題，多讀幾次就可能解決了。如果這個位真的改變了，就必須採用錯誤探測/錯誤更正(EDC/ECC)演算法來進行糾正，從而保證資料的準確性。

說明：

    本文是Flash 快閃記憶體卡的概念科普，整理自網路，不保證資料和概念的準確性，僅供參考。

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