黑片,实际上就是稍微次点的芯片,一般来说,芯片的标准容量是其标注的97%,低于这个水平的一般就是黑片了。黑片读写速度较慢,多数有坏块,性能不是很稳定。白片一般就是比较标准的芯片,读写什么的都一般。芯片还有原装芯片,这类芯片是比较高级的芯片,速度较快。u盘芯片还有一种就是黑胶体,它是把芯片内部封装的,只需装一个外壳就能使用,不装外壳也可以使用。所谓升级实际上是通过软件等电脑技术让原本只有多少MB的芯片刷成GB容量的芯片,但只是你插上电脑时,u盘显示容量的变化。实际上容量还只是多少MB的,升级芯片是假货,许多骗子都搞这个。升级的一般超过其实际容量就会引起数据丢失,甚至导致u盘不能使用。有的干脆就不能使用。 影响U盘速度的几大因素分析 影响U盘速度的几大因素分析 就像大家看到的一样,U盘主要由主控芯片和flash芯片组成,所以影响U盘速度的因素也就分为主控芯片和flash芯片两方面。 先说flash芯片: flash芯片有很多厂家的,又有很多型号,为什么同样的主控配不同flash速度不一样呢? flash对读写速度直接影响的有几个参数: serial access time,这个表示flash传输一个byte数据的时间(I/O传输)。 page read time,这是读一个page数据前所需的准备时间(flash到缓存)。 page program time,这是实际把数据写进flash里的时间。(缓存到flash) Flash芯片的读写一般都以page为单位,目前最新的flash一个page的大小为4KB。
所以读一个page的时间为serial access time * page size + page read time。 写一个page的时间为serial access time * page size + page program time。 以三星的50nm的SLC和MLC做比较:
serial access time为25ns page read time: SLC(25us) MLC(60us) page program time: SLC(200us) MLC(800us) 所以SLC读一个page的时间约为135us,相当于29MB/s。 SLC写一个page的时间为310us,相当于12MB/s。 而MLC读一个page的时间为170us,相当于23MB/s。 MLC写一个page的时间为910us,相当于4MB/s。 可见MLC的速度比SLC的速度要慢很多,尤其是写的速度。 这些参数各个厂家和型号区别不大,不用刻意挑选。 但是K9MDG08U5M(16GB)是个例外。由于SLC太贵,接下来的分析都基于MLC的参数。 上面说的是单个flash单元的读写速度。
所谓flash单元并不是我们看到的芯片,专业术语叫plane。 其实就是一颗flash芯片内部有多个小块组成。 目前工艺下MLC一个plane的大小就是1GB。 所以4GB的K9LBG08U0M就是有4个plane。 8GB的K9HCG08U0M就是有8个plane。 双通道比单通道快大家都理解吧。所以如果可以同时往这多个plane进行读写的话,速度也会倍增。
虽然不能同时,但是可以做到交替,就是serial access time不能省去,但是page read time和page program time可以共享。 这样往4个plane各读一个page的时间就是110*4+ 60 =500us,32MB/s。 往4个plane各写一个page的时间就是110*4+800 = 1240us,15MB/s。 往8个plane各读一个page的时间就是110*8+ 60 =500us,34MB/s。 往8个plane各写一个page的时间就是110*8+800 = 1640us,19MB/s。 (实际上可以更快,不细说了) 现在最新的flash都提供了这样的功能,那么就看主控芯片有没有用好这些功能了。
再说说主控: 主控有单通道的有双通道的,但不是能贴两片flash就是双通道,双通道的主控有两组独立的flash I/O。 双通道的速度就简单的是单通道的两倍。 每个通道的速度主要受前面说的交替读写的功能做得好坏的影响。 还得先再说一下flash芯片的结构,以K9HCG08U1M为例,该芯片有两个片选信号CE。 每个片选信号CE控制一个K9LBG08U0M(别奇怪,大的flash就是拿小的拼起来的)。 每个K9LBG08U0M包含两个DIE(对不起,又一个flash结构的专有名词), 然后一个DIE包含前面提到的两个plane。所以一个K9HCG08U1M包含2个CE/4个DIE/8个plane。 在CE之间做交替,和在DIE之间做交替,在plane之间做交替的方法不一样,复杂度也不同。
只用CE之间交替,相当于操作两个plane。 用CE之间交替且用DIE之间交替,相当于操作四个plane。 都用上的话就是操作八个plane了。 最老的主控连CE之间的交替都不做,现在差的估计只做了CE之间的交替,好的则都做了。
这个各个主控怎么做的我们不知道,但是从速度上分析,配MLC双贴,大文件写速度大于20MB/s的都做了。 给大家解释一下,本来按上面算法,8个plane并行操作,再加上双通道,读写速度不应该是68MB/s和38MB/s吗?
但是USB在window下受最大数据包大小为64KB的限制,本身速度极限只能达到读32--35MB/s,写28--32MB/s(大概值)。 USB在传输数据时的速度确实是60MB/s,但是其中不全是有效数据,64KB的包中有效数据约为5/6。 更要命的是它在两个包之间还要休息。所以flash端的速度要上50MB/s才能达到USB的极速。 所以目前U盘的极限大概读基本都能上30MB/s。而写根据k9HCG08U1M双贴看最多到25MB/s。 最后,怎么选择flash和主控来得到最好的速度呢?
(1) flash芯片容量越大,包含的plane数越多,交替读写的效果更好。 但是K9MDG08U5M不好,它的serial access time 是50ns,比小容量的大了一倍。 (2)想速度快就用双通道,选交替功能做得好的。哪些主控好?要测过才知道。 U盘芯片的知识
在内存市场曝光率最高的Hynix内存一贯被大家称之为现代内存,这当然与Hynix以前隶属韩国现代公司有相当大的关系;而Hynix内存在现代集团旗下时确实颇有建树,其高性价比的特点也深入人心。2005年,完全与现代集团剥离开来的Hynix内存登陆国内市场,正式命名为Hynix海力士内存 现在很多人都知道MP3普遍用闪存有SLC和MLC的,但是不知道究竟代表什么, 并且认为MLC的一定不好。现在就根大家解释一下SLC和MLC. NAND Flash产品可以分为三大架构,分别是单层式储存 (Single Level Cell;SLC), 包括三星电子、Hynix、美光(Micron)以及东芝都是此技术使用者, 第二种则是多层式储存(Multi Level Cell;MLC), 目前有东芝、Renesas使用,不过三星电子将在2005第四季推出相关产品, 最后则是英飞凌(Infineon)与 Saifun Semiconductors合资利用NROM技术所共同开发的多位储存(Multi Bit Cell;MBC)。 今天我们只谈SLC和MLC。 SLC的数据的写入是透过对浮置闸极的电荷加电压,然后可以透过源极, 即可将所储存的电荷消除,通过这样的方式,便可储存1个信息单元0和1两个值, 这种技术能提供快速的程序编程与读取。.. MLC是英特尔(Intel)在1997年9月最先开发成功的, 通过精确控制Floating Gat上的电荷数量,使其呈现出4种不同的存储状态, 每种状态代表两个二进制数值(从00到11)。 也就是说SLC架构是0和1两个值,而MLC架构可以一次储存4个以上的值, 因此MLC架构可以有比较好的储存密度, 再加上可利用比较老旧的生产程备来提高产品的容量, 而无须额外投资生产设备,拥有成本与良率的优势。 不过MLC架构有着缺点,首先是使用寿命较短, MLC架构只能承受约1万次的存取,远低于SLC架构的10万次。 其次就是存取速度,SLC架构比MLC架构要快速三倍以上, 加上MLC架构对于电力的消耗较多。 什么是SLC和MLC 要认清问题,首先要搞明白什么是SLC和MLC, 它们属于两种不同类型的NAND FLASH存储器, 用来作为MP3播放器、移动存储盘等产品的存储介质。 SLC全称是Single-Level Cell,即单层单元闪存, 而MLC全称则是Multi-Level Cell,即为多层单元闪存。 它们之间的区别,在于SLC每一个单元,只能存储一位数据, MLC每一个单元可以存储两位数据,MCL的数据密度要比SLC大一倍。 从名次解释上来看,当然MLC密度要大,自然有其优势, 成本上来说,MLC也具有很大的优势。 据了解,不少芯片厂商开始从SLC制程转向MLC制程, 今年8月,三星正式从SLC转向MLC, 今年10月份,三星已经开始大批量的生产MLC闪存芯片。 目前三星采用的芯片编号为K9G******? K9L*****的芯片为MLC芯片, 而现代采用编号为:HYUU****? HYUV***芯片也是MLC芯片。 不过尽管MLC有其自身的优势,但是也掩饰不了其缺点。 1、读写效能较差 相比SLC闪存,MLC的读写效能要差,SLC闪存约可以反复读写10万次左右, 而MLC则大约只能读写1万次左右,甚至有部分产品只能达到5000次左右。 2、读写速度较慢 在相同条件下,MLC的读写速度要比SLC芯片慢,目前MLC芯片速度大约只有2M左右。 3、能耗较高 在相同使用条件下,MLC能耗比SLC高,要多15%左右的电流消耗。 这些原因,很大程度上是取决于MLC制式改变,需要新的控制芯片支持, 而部分MP3、闪存盘等产品仍然延续老式的设计,MLC就会带来各种问题, 包括数据丢失、传输速度慢等缺陷。今年大批量SD卡被招回的风波, 就是因为转用MLC芯片,没有新的主控芯片支持惹的祸,造成了很大的影响。 随着三星、东芝的MLC闪存芯片开始量产,MLC芯片应用也越来约广泛, 由于全新的MLC芯片在存储密度等方面加大, 对主控芯片的要求也越来越高。 读写频繁的数码播放器和闪存盘等数码设备也加重了MLC闪存的出错几率, 对于视频和音频这样的应用来说, 必需具备控制芯片和ECC校验机制, 目前有的主控芯片通过纯软件校验, 这样,无形当中加重了主控芯片的负担。 也有部分主控通过硬件的4bit ECC校验和软件校验相结合, 从而减轻了主控负担,但是这只是在一定程度上减少出错的几率, MLC的芯片写入次数限制和传输速度等缺点是无法克服的。 MLC在架构上取胜SLC,很多厂商目前都MLC做了很多的优化和开发, 未来可能将是一个主流方向,但目前来说技术还不是很成熟。 而成本上来说,MLC要便宜SLC芯片,所以不少厂商在原有架构上选用了MLC芯片, 但却没有增加控制芯片或者ECC校验,使得不少问题则由此而生, 使得不少行业人士也惊呼MLC为“黑芯”。 所以目前大家在选购MP3、闪存盘等数码产品的时候, 不能一味的只看价格,而需要更多层面的去考虑。 |
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