Que es la Memoria Nand Flash y Cuales son sus Tipos

3D NAND es una tecnología de memoria flash de última generación en la que las celdas de memoria se acumulan de forma vertical con el fin de aumentar la capacidad, lo cual proporciona una densidad de almacenamiento mucho mayor y un menor costo por gigabyte. En comparación con la tecnología 2D NAND, 3D NAND permite reducir los costos, el consumo de energía, aumenta la confiabilidad y proporciona un mayor rendimiento de escritura de datos.

En otras palabras, seria, es un tipo de memoria no volátil, lo que significa que puede almacenar una carga independientemente que el disco esté o no conectado a una fuente de alimentación, que borra datos en unidades llamadas bloques. NAND es la arquitectura predominante utilizada en el almacenamiento SSD actual, aunque existen otros tipos de almacenamiento flash.

Componentes de una Unidad Nand Flash

Un disco NAND se compone de uno o más chips flash. Cada chip contiene múltiples matrices, y cada matriz contiene múltiples planos, generalmente dos. Los planos se dividen en bloques, los bloques en páginas y las páginas en celdas, que es donde se almacenan los bits.

En la siguiente imagen vemos la estructura de una SSD utilizando la NAND Flash.

Una unidad NAND también viene con un controlador para administrar las operaciones de datos y abordar las complejidades de escritura y borrado. El controlador es un procesador específico de unidad que ejecuta el firmware y maneja operaciones avanzadas tales como nivelación de desgaste, recolección de basura, encriptación, mapeo de bloques defectuosos y corrección de código de error (ECC).

Su Funcionamiento

Aunque los datos se leen y escriben a nivel de página, el bloque del chip de memoria flash donde se encuentran los datos a modificar, debe ser borrado antes de que los datos puedan ser escritos o programados en el chip. Esto da como resultado procesos complejos de borrado de escritura.

Al leer, escribir o borrar datos, un disco NAND usa el estado de voltaje de las celdas correspondientes para determinar o establecer su configuración de bit. El chip NAND más básico está limitado a un solo bit de datos por celda. Como resultado, la celda siempre está en uno de dos estados: programado (0) o borrado (1).El controlador determina el estado por el nivel de voltaje aplicado a la celda. La cantidad de carga contenida en celda puede ser variada desde cero hasta un valor máximo. Como este es un sistema analógico, no hay un simple estado LLENO o VACIO.

Tipos de memorias NAND Flash

Memoria SLC (Single Level Cell): Este tipo de memoria NAND Flash es la más antigua del mercado. Cada una de las células de memoria es capaz de almacenar tan solo un bit de información (ya sea un 1 o un 0). Por tanto, es la que menos desgaste tiene de todos los tipos de memoria y la más rápida a la hora de acceder y grabar datos en su interior, pero también es la que requiere mayor cantidad de espacio físico en el PCB de la unidad para almacenar una cantidad apreciable de datos.

Memoria MLC (Multi Level Cell): Por su lado, este tipo de memoria NAND Flash es la que comenzó a popularizar los primeros SSD entre los usuarios porque su precio era sensiblemente inferior al de los SSD que empleaban memoria SLC. Esta NAND es capaz de almacenar dos bits de información en cada celda, lo cual implica que el espacio físico para almacenamiento en el SSD aumentó bastante pero, a la par, disminuyó la resistencia de las células también bastante.

Memoria TLC (Triple Level Cell): Este tipo de memoria NAND Flash tiene un rendimiento bastante inferior a las demás y el numero de ciclos de escritura que toleran las células se ve fuertemente reducido por el hecho de que cada célula es capaz de almacenar hasta tres bits de información en su interior. Lo bueno que admite este tipo de memoria NAND es que la cantidad de espacio disponible para el almacenamiento también aumenta de la misma manera, consiguiendo un abaratamiento de la realción Gb/€.

Memoria QLC (Quad Level Cell): Esta memoria es una evolución de la memoria TLC y tiene, por tanto, las mismas virtudes y defectos que ella, algo peor dado que estas memorias son capaces de almacenar hasta cuatro bits por celda. Aunque también es verdad que, gracias a las nuevas tecnologías de corrección de errores y de nivelación del desgaste de las células se consigue que un SSD que vaya a montar este tipo de NAND Flash pueda soportar hasta los 300 TBW antes de que empiece a tener problemas.