闪存盘

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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，数

据删除不是以单个的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。闪存是电子描写秋天的现代诗 可擦除（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（基本程序）、（）、

数码相机中保存等。

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，有独立的和，但价格比较贵，比较

小；而NAND型更像，地址线和数据线是共用的I/O

线，类似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坚硬的英语 运行，

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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，我们

常用的闪存产品，如、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。

闪存的发展历史：

在1984年，东芝公司的发明人Fujio

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Masuoka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闪存的理想替志愿服务感想 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、andPC

cards、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。

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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。

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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（Silicon

Nanocrystals）为介质，用硅原子栅格代替了半导体

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_________________________________________春天花 _________

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，

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0.1m2，而16Mbit

MRAM芯片仅达到1.42m2.另外，MRAM的生产成本

也是个不小的问题。

OUM（OvonicUnifiedMemoryOvonyx标准化内

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_____里字成语 _____________________________________________

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。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、

FlashDisk）是由和（）组成，简单的说就是用固体

电子阵列而制成的硬盘（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，

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同时工作温度很宽，扩展温度的可工作在-45℃～

+85℃。广泛应用于军事、车载、、、、、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）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/c，

容量可达128GB，相较于目前市面上连续存取速度约

50~60MB/c的的SSD，Apacer目前可是足足快了2~3

倍！不过目前固体硬盘价格还，尚未普及到DIY市场。

分类

1.基于闪存的SSD，采用作为，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：、、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，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

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工业标准的PCI和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。

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，一块上密集而又整索朗扎西 齐地排

列着32颗的芯片——事实上由于架构上的支持，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美元左右含有龙的成语 ，是主流的大概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、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

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仿效传统硬盘的设社区网格化管理 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。根据相关测试：两台电脑在同样配

置的电脑下，搭载SSD固体存储器的笔记本从开机到

出现桌面一共只用了18秒，而搭载传统硬盘的笔记本

总共用了31秒，两者几乎有将近一半的差距。其次，

防震抗摔是SSD的一个特点之一，因为全部采用了，

所以SSD固体存储器内部不存在任何机械部件，这样

即使在甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常

使用，而且在笔记本电脑发生意外掉落或与硬物碰撞

时能够将数据丢失的可能性降到最小。第三，固体存

储器工作时静音（固体存储器因为没有机械马达和风

扇，工作时为0分贝）、发热量小、散热快。第四，固

体存储器在重量方面更轻，与常规1.8英寸硬盘相比，

重量轻20-30克，减少的重量有利于移动设备的携带。

SSD固体存储器的不足鱼和不能兼得，固体存储器

不足之处在于数据的可恢复性，一旦在硬件上发生损

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坏，如果是传统的磁盘或者磁带存储方式，通过数据

恢复也许还能挽救一部分数据。但是如果是固体存储，

一但芯片发生损坏，要想在碎成几瓣或者被电流击穿

的芯片中找回数据那几乎就是不可能的。当然这种不

足也是可以牺牲来弥补的，主要用来实现的备份，和

传统的存储的备份原理相同。由于目前SSD的成本较

高，采用这种方式备份还是价格不菲。SanDisk64GB

固体硬盘2007年一月，SanDisk公司发布了自己的

1.8寸32GB固体硬盘产品，3月又继续发布了2.5寸

32GB型号。和许多厂商对于固体硬盘的纸面发布政策

不同，随后在4月份，Dell就在LatitudeD420和D620

ATG的笔记本配置选择中增加了SanDiskUATA5000

系列1.8寸固体硬盘。SanDisk继续向前迈进，将

两款固体硬盘的容量翻倍，分别推出了1.8寸UATA

5000和2.5寸SATA5000系列的64GB容量产品。两

款固体硬盘的平均读取速度67MB/s，待机/运行功率

仅0.4/1.0W。SanDisk的这两款新品将于第三季度

开始提供工程样品，年底前投入量产。Transcend

SSD固体硬盘著名的存储产品制造商（Transcend）

近日推出了几款全新的SSD固体硬盘，这几款SSD固

体硬盘既有2.5英寸的标准规格设计，也有

ExpressCard/34接口设计的，这样主要是为了满足不

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用用户的需求。新款的SSD固体硬盘的设计非常不错，

采用了高韧性低重量的外部保护盒，而且容量达到了

主流的32GB，当然超低的功耗也是它们的卖点之一。

既然是新款的SSD固体硬盘，那么在性能上

肯定是具有优势的，新款SSD固体硬盘的数据读取到

了30MB每秒，数据延迟也比普通SSD固体硬盘低得多，

而且还加入了纠错技术，最大程度上保障了数据传输

的安全性和稳定性。创见表示，这几款SSD固体硬盘

都提供了长达两年的质量保证，而且更大的容量的

64GB版本也会很快与我们见面。随着各大厂商的积

极参与，SSD固体硬盘在2008年的普及速度将会有所

加快，不过距离真正的全面普及仍然还有漫长的路要

走，毕竟HDD硬盘目前的容量已经突破了1TB，而且

价格也非常合理，SSD固体硬盘在很长一段时间内还

只会出现在高端本本上，以及成为某些玩家手中的玩

具。以下部分为广告时段：忆正SSD固体硬盘

随着中国第一款的固体硬盘的亮相，其生产厂商忆正

有限公司浮出水面。面对这样一家的企业，其生产的

固体硬盘到底有什么独特之处?他们申请的十多项世

界级专利技术，对其产品的性能有何种提升呢?忆正

在2006年初就开始了SSD开发之征途，并且一开始就

把SSD定位为传统机械式硬盘(HDD)的取代产品，所以

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起步就提出了技术目标要求，连续读写速度一定要大

于HDD。忆正自主研发的专利多维NAND闪存阵列控制

技术，能使固体硬世界上最好的坦克 盘同时获得高带宽与高IO处理能

力，并借助16MbytesDRAM缓存，及针对NAND闪存

优化的缓存策略，提高初三学生留学 了忆正高速固体硬盘的写操作

性能与效率，真正实现性能、、寿命等各方面对硬盘的

全面超越。在纠错、电源管理、坏块管理方面，忆

正凭借自身的技术实力，保证了忆正固体硬盘纠错能

力强，安全、耗电量低、使用寿命长的特点。由此

可见，忆正高速SSD不但能解决传统机电式HDD的问

题，更能统的各项功能指标。目前忆正的高速SSD

已经完成了第一阶段的开发，其SSD产品已经具备了

非常高的性能，处于世界领先的水平，且已经开始销

售。(大多宣称有高速SSD的公司多部分产品还在实验

室中)忆正目前的产品研发生产分为四个阶段：第

一阶段主要采用的FLASH规格是SLC(SingleLayer

Cell)第二阶段产品主要是采用MLC(Multi-Layer

Cell)FLASH作为介质，目前SLC比MLC要贵4倍左

右，所以采用MLC做SSD则是未来商用的主流，而MLC

比SLC在性能及可靠性方面要差很多，这对新的SSD

技术提出了更高的技术要求，目前忆正使用MLCFLASH

的SSD速度可以达到读写80M/S，产品化的工作正在

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的进行中。第三阶段主要是开发IC，目前已经在准

备各种资料，预计到2008年将研发生产，IC研发出

来后，在耗电，成本，体积上将有更大优势。第四

阶段将IC应用不同的领域或开发出不同的应用功能，

以至开发出一些特制性产品。作为一家2006年成

立的，忆正将满腔的热情投入到SSD系列产品的研发

生产中，希望能领先世界先进水平，为中国的存储事

业作出一份贡献。SSD技术是一个全新的开始，未来

还有很长的路要走，忆正人将会肩负起这份重担，不

断努力，将SSD技术领先到底。

我们期待着它能研发速度更高的SSD。现在

到各地电脑城，消费者都会发现几乎所有柜台都摆放

各式各样的移动闪存盘，“闪存盘”即USB移动电子

硬盘，采用FLASH存储介质，因为这类产品通常都以

小巧著称，外观时尚，携带方便；内部基于闪存，容

量虽不是很大（不过至少比软盘要大很多），但功耗低、

密度高、可靠性高。已成为了消费者的关注焦点。

计算机学院索南昂西班号:10011405

学号：2014302603