フラッシュメモリとEEPROMの違いは何ですか?


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フラッシュメモリストレージとEEPROMはどちらも、データのストレージにフローティングゲートトランジスタを使用します。この2つの違いは何ですか、なぜFlashの方がずっと速いのですか?


回答:


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最初のROMデバイスには、機械的、フォトリソグラフィー、またはその他の方法で情報を配置する必要がありました(集積回路の前は、ダイオードを選択的にインストールまたは省略できるグリッドを使用するのが一般的でした)。最初の主要な改善点は、「ヒューズPROM」でした。これは、ヒューズダイオードのグリッドと、行を選択して出力の状態を強制して任意のダイオードのヒューズを切断できるほど強力な行駆動トランジスタを含むチップです。望まなかった。このようなチップは電気的に書き込み可能ですが、使用されるデバイスのほとんどには、書き込みに必要な強力な駆動回路がありませんでした。代わりに、「プログラマー」と呼ばれるデバイスを使用して作成され、それらを読み取ることができる必要がある機器にインストールされます。

次の改良点は、電荷を電気的に注入することはできますが、除去することはできなかった注入電荷メモリデバイスです。このようなデバイスがUV透過パッケージ(EPROM)にパッケージ化されている場合、約5〜30分の紫外線への暴露で消去できます。これにより、コンテンツが価値がないと判断されたデバイス(バグのあるバージョンやソフトウェアの未完成バージョンなど)を再利用できました。同じチップを不透明なパッケージに入れることで、誰もがそれらを消去して再利用する可能性が低いエンドユーザーアプリケーション(OTPROM)向けに、より安価に販売できるようになりました。その後の改善により、UV光なしでデバイスを電気的に消去することが可能になりました(初期のEEPROM)。

初期のEEPROMデバイスは一括してしか消去できず、プログラミングに必要な条件は通常の動作に関連する条件とは大きく異なります。その結果、PROM / EPROMデバイスと同様に、それらは一般に、読み取りはできるが書き込みはできない回路で使用されていました。EEPROMのその後の改良により、個々のバイトではないにしても、より小さな領域を消去することが可能になり、それらを使用したのと同じ回路で書き込むことも可能になりました。それにもかかわらず、名前は変わりませんでした。

「フラッシュROM」と呼ばれる技術が登場したとき、EEPROMデバイスが個々のバイトをアプリケーション回路内で消去および書き換えできるのはごく普通のことでした。フラッシュROMは、ある意味では機能的に後退しました。なぜなら、消去は大きな塊でしか行えないからです。それにもかかわらず、消去を大きなチャンクに制限することにより、EEPROMで可能であったよりもはるかにコンパクトに情報を保存することが可能になりました。さらに、多くのフラッシュデバイスの書き込みサイクルは高速ですが、EEPROMデバイスの標準よりも消去サイクルが遅くなります(多くのEEPROMデバイスでは、1バイトの書き込みに1-10ms、消去に5-50msかかります。書き込みますが、消去するのに数百ミリ秒必要なものもあります)。

フラッシュとEEPROMの間に明確な境界線があることはわかりません。「フラッシュ」と呼ばれるデバイスの中には、バイト単位で消去できるものがあるためです。それにもかかわらず、今日の傾向は、バイト単位の消去機能を持つデバイスには「EEPROM」という用語を使用し、大きなブロックの消去のみをサポートするデバイスには「フラッシュ」という用語を使用するように思われます。


「EEPROMで可能であったよりもはるかにコンパクトにフラッシュ情報を保存する」とはどういう意味ですか?また、フラッシュメモリの消去サイクルが書き込みサイクルよりも大きくなる理由は何ですか?

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@Frankenstein:EEPROM回路の設計では、一般に、プログラミングおよび読み取り回路と同じチップのレイヤーの回路を消去するためのスペースが必要です。フラッシュ回路の設計にはさまざまなものがありますが、一般にそのような要件は回避されます。
-supercat

ありがとう+1ですが、なぜこれが重要なのでしょう!この単一の理由により、フラッシュメモリはEEPROMよりも高速です
ビースト

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@Frankenstein:EEPROMのプログラムと消去のサイクルは、やや似た方法で行われます。ほとんどのフラッシュデバイスは、プログラミングと消去にまったく異なるメカニズムを使用しています。私が非常に低レベルで作業した少なくとも1つのデバイスは、プログラミングと消去サイクルのタイミングの制御をユーザーソフトウェアに任せるTI 320F206マイクロコントローラーでした。そのチップでは、選択的に排出できるバルブを備えたバケツの束で構成されているメモリを想像することができます。バケツ
...-supercat

1
...満杯になりすぎるため、配列を消去するには、すべてのバケットを空にし、スプリンクラーをしばらくオンにし、すべてのバケットがまだ満杯かどうかを確認し、スプリンクラーをもう少しオンにしますスプリンクラーの電源を入れすぎた場合、物事を修正するために特別な操作を行う必要があります[どのように機能したか正確に覚えていません]。直接消去できるEEPROMよりもかなり複雑です。
-supercat

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ネタバレ:EEPROMは実際にはフラッシュです。

supercatの答えが見事に指摘したように、EEPROMは古いUV消去可能EPROMの進化形です(EEPROMの「EE」は「Electrically Eraseable」の略です)。ただし、以前のバージョンの改善にもかかわらず、今日のEEPROMの情報の保持方法は、フラッシュメモリとまったく同じです。



2つの唯一の大きな違いは、読み取り/書き込み/消去ロジックです。


  • NANDフラッシュ(通常のフラッシュ):

    別名ページでのみ消去できます。バイトのブロック。(未書き込みの)シングルバイトを読み書きできますが、消去するには他の多くのバイトを消去する必要があります。

    マイクロコントローラーでは、一般的にファームウェアの保存に使用されます。実装の中には、ファームウェア内からのフラッシュ処理をサポートするものがあります。その場合、使用したページに干渉しない限り、そのフラッシュを使用して情報を保持できます(そうしないと、ファームウェアが消去されます)。

  • NORフラッシュ(別名EEPROM):

    単一バイトの読み取り、書き込み、および消去が可能です。その制御ロジックは、すべてのバイトに個別にアクセスできるようにレイアウトされています。通常のフラッシュよりも低速ですが、この機能は小型/古い電子デバイスに役立ちます。たとえば、古いCRT TVやモニターはEEPROMを使用して、明るさ、コントラストなどのユーザー設定を保持していました。

    マイクロコントローラーでは、構成、状態、または較正データを保持するために一般的に使用します。1バイトを消去する場合、書き換えるのにページのコンテンツを覚える(RAM)必要がないので、フラッシュよりも優れています。



おもしろい事実NORフラッシュNORゲートを使用し、NANDフラッシュNANDゲートを使用する
という誤解があります(実際には明らかです)。しかし、そうではありません。命名の理由は、各メモリタイプの制御ロジックがNANDおよびNORゲートの回路図シンボルと類似しているためです。


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フラッシュは、EEPROM(電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ)の一種です。「フラッシュ」は、特定のテクノロジーというよりもマーケティング用語です。ただし、この用語は、通常、大きな消去および書き込みブロックと低い耐久性を犠牲にして、サイズと密度が大きくなるように最適化されたタイプのEEPROMを意味するように収束しました。


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なぜ彼らはまだそれを読み取り専用メモリと呼んでいるのですか?
スカイラー

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@skyler:部分的に歴史的であり、部分的には理にかなっています。元のROM(読み取り専用メモリ)はマスクプログラムされていたため、チップ構築のステップとして行われました。次に、PをPROMに入れる融合可能なリンクがありました。現在のEEPROMは、ほとんどが読み取り専用メモリです。書き込みのプロセスは読み取りよりもはるかに複雑で遅いため、この場合はチップが磨耗します。これらの種類のフローティングゲートメモリセルは、物理的に故障する前に何度も消去して書き込むことができます。
オリンラスロップ

磁気ハードドライブやフローティングゲートトランジスタをもっと書くことができますか?
スカイラー

@skyler:ハードドライブの1つの領域を可能な限り高速で書き込む場合、おそらく何年も何十億回も、何年もの間、磨耗することなく書き込むことができます。フローティングゲートトランジスタは、ウェアレベリングなしでは接近しません。ウェアレベリングを使用すると、フラッシュデバイスが消耗する前に最大速度で書き込むことができるデータの量は、ハードドライブのデータに匹敵します(一部のフラッシュデバイスはおそらくより良いでしょう;いくつかはより悪いでしょう)。
supercat

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@skyler:初期のEEPROMチップの多くは、読み取り専用アクセスのためにマイクロプロセッサバスに直接接続できましたが、それらへの書き込みには、通常のマイクロプロセッサバスでは生成できない条件が必要でした。そのため、多くの場合、「プログラマ」と呼ばれる機器を使用して作成され、それらからデータを読み取るデバイスに接続されます。
supercat

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フラッシュメモリは、普及しつつあるEE-PROMのバリエーションです。フラッシュメモリとEE-PROMの主な違いは、消去手順にあります。EE-PROMはレジスタレベルで消去できますが、フラッシュメモリはどちらかを消去する必要があります。全体またはセクターレベルで。


すでに受け入れられた回答に対して、あなたの回答はどのように改善されましたか?すでに言われたことに情報や視点を追加したように思えません。
ジョーハス14

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「フラッシュ」ストレージは、フロッピーディスク、CD、DVD、ハードディスクなどの回転ディスクではなく、メモリチップ(不揮発性メモリ)内のストレージを包括的に表す用語です。

NORNANDは元のフラッシュメモリチップであり、1980年頃東芝で働いていたときに増岡不二夫によって発明されました。「NOR」と「NAND」はほとんどのUSBサムドライブで使用されます。

フラッシュストレージには、 EEP-ROM(電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ)とNV-RAM(不揮発性ランダムアクセスメモリ)も含まれています。EEP-ROMは安価であり、ほとんどのシステムオンチップおよびAndroidデバイスのストレージに使用されます。NV-RAMはより高価で、Appleデバイスのソリッドステートドライブとストレージに使用されます。

新しいNV-RAMチップは、EEP-ROMや他のフラッシュテクノロジーよりもはるかに高速です。

詳細については、http://www.crifan.com/___flash_memory_nand_eeprom_nvram_and_others_zt/を参照して ください。


されているMRAMFeRAMのPCRAMはまた、「キャッチオール」という用語に巻き込ま?
うーん

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DIMMは、ダイナミックRAMまたは不揮発性RAMに関係なくDIMMになります。ストレージドライブとして使用するMRAM、FeRAMのとPCRAMはキャッチオール用語「フラッシュ・ストレージ」に該当します
ネール

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ありがとう!トリプルレベルセルNAND FLASHには3つのレベルではなく8つのレベルがあることがわかってから、用語をより意識する(心配する?)ようになりました。
うーん
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