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2024全球闪存峰会预热:闪存技术发展篇

实际上,2年前,国外的FMS刚刚举办了NAND闪存发明35周年庆。今年,它的闪存大会主题就变成了“存储之未来”(Future of Memory Storage),闪存成了重要的部分之一。国内,2024年全球闪存峰会将于8月28日在南京召开,闪存依然是主旋律,伴随着AI时代的风潮强势来袭,以新的产品、技术与应用证实闪存技术在数据存储领域的重要性与日俱增。

1984年,东芝公司的舛冈富士雄博士发明了闪存,是一种非易失性存储技术,能够在没有电源供应的情况下保存数据。闪存技术的出现标志着数据存储技术的一次革命性突破,解决了传统硬盘速度慢、能耗高的问题。其广泛应用于各种电子设备,如智能手机、数码相机、固态硬盘(SSD)等,为现代电子设备提供了可靠、高效的存储解决方案。

在1980年代中期,随着计算机和电子设备的普及,对高性能、低功耗、长寿命的数据存储需求日益增加。传统的磁盘存储和动态随机存取存储器(DRAM)在能耗、速度和持久性方面的局限性促使科学家们寻找新的存储解决方案。闪存的发明为这一需求提供了理想的解决方案,成为存储技术发展的里程碑。

NAND与NOR闪存的区别与应用

闪存主要分为两种类型:NAND闪存和NOR闪存。两者在架构、性能和应用领域上存在显著区别。

NOR闪存:

架构:NOR闪存采用一种称为”not OR”的逻辑门电路,其存储单元排列成类似于NOR逻辑门的结构。这种结构使得每个存储单元都直接连接到位线和字线,从而能够实现随机访问。

性能:由于其随机访问特性,NOR闪存在读取速度上表现出色,适用于需要频繁读取数据的应用场景。然而,写入和擦除操作相对较慢。

应用:NOR闪存常用于存储固件和代码,广泛应用于嵌入式系统、微控制器和执行代码的设备中,如手机的启动代码、路由器的固件等。

NAND闪存:

架构:NAND闪存的存储单元排列成串行连接的形式,这种结构使得它在存储密度和成本上具有优势。NAND闪存通过块级访问方式读取数据,这种方式更适合大容量数据的存储和读取。

性能:NAND闪存在写入和擦除速度上具有优势,适合大规模数据存储。然而,随机访问性能相对较弱,读取小数据块的效率不如NOR闪存。

应用:NAND闪存被广泛应用于存储大容量数据的设备,如固态硬盘(SSD)、USB闪存驱动器等。闪存技术经历了多次重要的技术革新,每一次革新都推动了存储技术的进步和应用的普及。

第一代闪存(1980年代中期):最初的闪存技术基于NOR架构,主要用于替代EPROM和EEPROM。它提供了更快的读取速度和更高的可靠性。主要用于存储固件和嵌入式代码,如BIOS和微控制器固件。

NAND闪存的引入(1989年):东芝公司引入了NAND闪存技术,具有更高的存储密度和更低的成本,适合大容量数据存储。广泛应用于消费电子产品,如数码相机、MP3播放器和USB闪存驱动器。

多层单元(MLC)技术(2000年代初):MLC技术使得每个存储单元可以存储多个比特的数据,大幅度提高了存储密度和降低了成本,应用于固态硬盘(SSD),推动了消费级和企业级存储市场的发展。

三层单元(TLC)和四层单元(QLC)技术(2009年以来):TLC和QLC技术进一步增加了每个存储单元存储的数据比特数,进一步提升了存储密度和降低了成本。应用于高容量固态硬盘和数据中心存储解决方案。

3D NAND技术:3D NAND技术通过在垂直方向上堆叠存储单元,大幅度提高了存储密度和降低了每比特成本,同时改善了性能和耐久性。应用于高性能固态硬盘、企业级存储系统和云存储解决方案。

到了现在的AI时代,闪存技术的重要性更加凸显。AI模型的训练和推理过程需要处理大量的数据,而闪存技术以其高性能和低延迟的特点,能够满足这些需求。比如NVMe SSD以其卓越的性能,成为数据中心和AI应用中不可或缺的存储解决方案。

写在最后

闪存技术自发明以来,经历了从基础研究到大规模商业化应用的快速发展过程。无论是NOR闪存还是NAND闪存,它们都在不同的应用场景中发挥着重要作用。随着3D NAND、QLC NAND等技术的不断创新,闪存芯片的存储密度和性能得到了大幅提升,推动了移动设备、数据中心、物联网和AI应用的快速发展。

未来的AI时代,随着AI、大数据和物联网技术的进一步普及,闪存技术的重要性更加凸显,AI模型的训练和推理过程需要处理大量的数据,对高性能、高可靠性存储解决方案的需求将持续增长。闪存技术将继续在这些领域中扮演关键角色,推动存储技术的不断演进,为各种应用场景提供更优质的解决方案。

2024年全球闪存峰会即将召开,欢迎大家来南京,从学术界专家带来的前沿技术精彩分享,企业代表展示的创新产品与应用案例,还有未来发展的趋势洞察等不同维度,去了解以闪存为中心辐射四周的闪光点!

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