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1.寫操作是在控制極加正電壓，使電子通過絕緣層進入浮柵極。擦除操作正好相反，是在襯底加正電壓，把電子從浮柵極中吸出來。如下圖所示：

一個存儲單元電子劃分的越多，那么在寫入的時候，控制進入浮柵極的電子的個數就要越精細，所以寫耗費的時間就加長；同樣的，讀的時候，需要嘗試用不同的參考電壓去讀取，一定程度上加長讀取時間。所以我們會看到在性能上，TLC不如MLC,MLC不如SLC.?

一個FLASH Block的組織架構。一個WordLine對應著一個或若干個Page，取決于SLC,MLC或者TLC。對SLC來說，一個WordLine對應一個Page；MLC則對應2個Page，這兩個Page是一對：Lower Page 和Upper Page；TLC對應3個Page。一個Page有多大，那么WordLine上面就有多少個存儲單元（Cell），就有多少個Bitline。一個Block當中的所有這些存儲單元（Cell）都是共用一個襯底的。

DIE/LUN是接收和執行FLASH命令的基本單元。上圖中，LUN0和LUN1可以同時接收和執行不同的命令。但在一個LUN當中，一次只能執行一個命令，你不能對其中的某個Page寫的同時，又對其他Page進行讀訪問。

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每個Plane都有自己獨立的Cache Register或者 Page Register，一般情況下，兩個Register內容都是一樣的，其大小等于一個Page的大小。

Host在寫某個Page的時候，它是先把數據從Host傳輸到該Page所對應Plane的Cache Register當中，然后再把整個Cache Register當中的數據寫到NAND FLASH陣列；

讀的時候類似，它先把這個Page的數據從FLASH陣列讀取到Page Register，然后再按需傳給host。

NAND FLASH的擦除是以Block為單位的。為什么呢？那是因為在組織結構上，一個Block當中的所有存儲單元（Cell）是共用一個襯底的（Substrate）。當你對某襯底施加強電壓，那么上面所有浮柵極的電子都被吸出來了。

SLC的擦寫次數可達十萬次，MLC一般為幾千到幾萬，TLC降到幾百到幾千。

對MLC或者TLC來說，寫一個Block當中的Page，應該順序寫：Page0，Page1，Page2，Page3，…；禁止隨機寫入，比如：Page2，Page3，Page5，Page0，…，這是不允許的。但對讀來說，沒有這個限制。SLC也沒有這個限制。

讀干擾（Read Disturb）

從NAND讀取原理來看，當你讀取一個Page的時候，Block當中未被選取的Page控制極都會加一個正電壓，以保證未被選中的MOS管是導通的。這樣問題就來了，頻繁的在一個MOS管控制極加正電壓，就可能導致電子被吸進浮柵極，形成輕微的Program。從而最終導致比特翻轉。但是，這個不是永久性損傷，重新擦除Block還能正常使用。注意的是，Read Disturb影響的是同一個Block中的其它Page，而非讀取的Page本身。

寫干擾（Program Disturb）

我們寫一個Page的時候，數據0和1混合的。由于對擦除過的Block，其所有的存儲單元初始值就?是1，所以Program的時候，只有寫0的時候才真正需要Program。如上圖所示，綠色的Cell是寫0，需要Program的，紅色的代表寫1，并不需要Program。我們這里把綠色的Cell稱之為Programmed Cells，紅色的Cell叫Stressed Cells。寫某個Page的時候，我們是在其 WordLine的控制極加一個正電壓(上圖是20V),對于Programmed Cells所在的String，它是接地的，不需要Program Cell所在的String，它是接一正電壓（上圖為10V）。這樣最終產生的后果是，Stressed Cell也會被輕微Program。與Read Disturb不同的是，Program Disturb 影響的不僅是同一個Block當中的其它Page，自身Page也受影響。相同的是，都是不期望的輕微 Program導致比特翻轉，都非永久性損傷，經擦除后，Block還能再次使用。

電荷泄漏

?存儲在NAND FLASH存儲單元的電荷，如果長期不使用，會發生電荷泄漏。不過這個時間比較長，一般十年左右。同樣是非永久性損傷，擦除后Block還能使用。

上面說的這些，是所有NAND面臨的問題，包括SLC，MLC和TLC。對MLC來說，又有其特有的 一些問題。

1.正如前面提到的，MLC最大擦寫次數變小。這樣，就更需要Wear Leveling技術來保證整個存儲介質的使用壽命。

2.對MLC來說，一個存儲單元存儲了兩個比特的數據，對應著兩個Page：Lower Page和Upper Page。假設Lower Page先寫，然后再寫Upper Page的過程中，由于改變了整個Cell的狀態，如果這個時候掉電，那么之前寫入的Lower Page數據也丟失。一句話，寫一個Page失敗，可能會導致另外一個Page的數據損壞。

3.前面說到，不能隨機寫。不能先Program Upper Page，然后再Program Lower Page，這點就限制了我們不能隨意的寫。 4.寫Lower Page時間更短，寫Upper Page時間更長。所以會看到有些Page寫入速度快，有些Page寫入時間慢。讀取時間對Lower Page和Upper Page來說都差不多。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/Caden-liu8888/p/7365155.html

總結

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