Como Funciona la Memoria NAND flash ?

Ya hemos visto la Historia de la Memoria NAND flash y todos sus tipos: SLC, MLC, TLC, QLC, y 3D NAND, ahora les voy a contar como es el proceso de guardar un dato en ellas. A diferencia de la Memoria Intel 3D XPoint o “Intel 3D Crosspoint Memory” que no usa transistores, la Memoria Flash no escapa de los Transistores MOSFET, sin ellos en este tipo de memoria no volátil sería imposible guardar un dato.
Una pequeña introducción:
La Memoria NAND flash almacena los datos en una matriz de celdas de memoria mediante el uso de transistores de puerta flotante. Hay dos puertas, la puerta de control (GC, Gate Control, arriba) y la puerta flotante (FG, Floating Gate, abajo) aisladas por una capa de óxido.
Los electrones fluyen libremente entre la puerta de control (GC) y el canal (Channel). Cuando se aplica un voltaje a cualquier celda, los electrones son atraídos en el sentido en el que se aplica la tensión, por lo que, para programar una celda, se aplica un voltaje en la puerta de control atrayendo los electrones hacia arriba.
La puerta flotante, que está eléctricamente aislada por una capa aislante, atrapa electrones a medida que pasan a través de camino a la puerta de control. Pueden permanecer allí años en condiciones normales de funcionamiento.
Para borrar la celda se aplica un voltaje en el sentido contrario (el canal) mientras la puerta de control está conectada a tierra, repeliendo los electrones de la puerta flotante hasta el canal.
Para comprobar el estado de una celda se aplica un elevado voltaje a la puerta de control (GC). Si la puerta flotante mantiene una determinada carga, (los electrones están atrapados allí), la tensión umbral de la celda se altera, afectando a la señal que emana la puerta de control a medida que se desplaza por el canal. La cantidad de corriente requerida para completar el circuito determina el estado de la celda.
Esta actividad eléctrica desgasta la estructura física de la celda con el paso del tiempo. Por lo tanto, cada celda tiene un tiempo de vida finito, medido en términos comprensibles por el consumidor como los ciclos de programación y borrado (P/E cycles) los que están directamente relacionados con la geometría del proceso (técnica de fabricación) y el número de bits que almacena cada celda. La complejidad del almacenamiento NAND requiere de unos procesos adicionales, incluyendo un gestor de bloques defectuosos, el recolector de basura y el corrector de errores. Todos gestionados por el firmware del SSD y su controlador.

2 comentarios en “Como Funciona la Memoria NAND flash ?

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