NANDは、電源がなくても動作可能なコスト効率の高いタイプのメモリです。NANDは不揮発性であり、USBフラッシュ ドライブやMP3プレーヤーなどの大容量ストレージ デバイスに使用されています。NANDメモリは、電子的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ (EEPROM) の一種で、 NANDロジック ゲート にちなんで名付けられています。
NANDフラッシュメモリ
NANDメモリは、 フローティング ゲート トランジスタ を使用して、電源なしで情報を保存します。すべての電気回路は、セル全体の電荷に差を生み出す何らかの電力に依存しており、この電力によって電子がゲートを通過します。
オフ状態に戻ると、ランダム アクセス メモリ (RAM) などの揮発性タイプのメモリはデータが失われます。フローティング ゲート システムは、2番目のゲートを使用して、セル内を移動する電子の一部を収集して捕捉することで、この問題を解決します。フローティング ゲートに付着した電子は電圧がかからずその位置に留まり、チップに電源が接続されているかどうかに関係なく値を保存し続けます。
NAND ブロックメモリ: 速度の向上
NANDメモリの各ブロックには、一定数のページが含まれています。これらのページ内には、データを格納するバイトと、各ページにメモリを追加してエラー訂正コードを格納するバイトがあります。
たとえば、512 KBのブロックは128ページに配置され、各ページには4,096バイトが含まれ、さらにページごとに128バイトのエラー訂正バイトが追加されます。
物理的な構造に加え、ブロック構成によりフラッシュ メモリの速度が向上しますが、この機能はすべての機能に適用されるわけではありません。NANDメモリはページ単位で書き込みやアクセスが可能ですが、一度に消去できるのはブロック全体のみです。
NAND対NOR
NORとNANDの2種類のフラッシュ メモリは、データの読み取り方法と配置方法が異なります。
-NORフラッシュ メモリへのアクセスは、ランダム アクセス メモリ (RAM) へのアクセスと同様に機能します。プログラムを最初にRAMにコピーしなくても、NORに保存されているインプレース (XIP) プログラムを実行できます。
-対照的に、NANDにはXIP機能がないため、保存されているプログラムを実行するにはRAMを使用する必要があります。ランダム アクセスを使用するオプションがないため、NORフラッシュに保存されたデータはNANDのデータよりもわずかに速く読み取ることができます。NANDデータは一度に1ページしか読み取れません。
ただし、NANDメモリは他のあらゆる点ではるかに高速です。どちらのタイプのフラッシュ メモリも、ブロック全体を消去した後にのみ編集できますが、NORフラッシュの消去には、はるかに複雑な手順が必要です。このプロセスにより、すべての機能が大幅に遅くなります。実際、NANDはNORの1,250倍の速度で消去できます。
残念ながら、この速度とNANDメモリ アーキテクチャの独自の機能により、NANDはNORよりも信頼性がわずかに低くなります。
NANDの利点と欠点
-コスト: NANDはバイトあたりのコスト効率が高く、物理的なサイズに対して大きなストレージ容量を備えています。
-耐久性: NANDセルは、トランジスタが劣化するにつれて最終的に摩耗します。NANDチップは書き込みサイクルの制限に達するまで持続し、制限を超えると新しいデータを保存できなくなります。NANDチップは、ブランド、モデル、設計に応じて、1,000回から100,000回までの消去に耐えることができます。NANDチップは物理的に頑丈で、磁気形式のストレージよりも耐久性に優れています。
-交換可能性: NANDフラッシュ メモリが消耗した場合、チップを互換性のあるコンポーネントに交換できます。
-NAND不足: 高い需要と、より高密度な3D NANDテクノロジ (垂直NANDとも呼ばれる) の製造への傾向が相まって、2016年からNAND不足が発生しています。2018年現在でも、2次元または平面NANDの方がコスト効率に優れています。
NANDメモリは、タブレット、USBドライブ、デジタル カメラなど、大容量のファイルを保存し、頻繁に消去および置換する必要があるデバイスで特に役立ちます。