Особенности применения

Скорость чтения и записи

Срок хранения данных

Ресурс записи

SLC и MLC приборы

Различают приборы в которых элементарная ячейка хранит один бит информации и несколько. В однобитовых ячейках различают только два уровня заряда на плавающем затворе. Такие ячейки называют одноуровневыми (англ. single-level cell, SLC). В многобитовых ячейках различают больше уровней заряда, их называют многоуровневыми (англ. multi-level cell, MLC[2]). MLC-приборы дешевле и более емкие чем SLC-приборы, однако время доступа и количество перезаписей хуже.

Изменение заряда сопряжено с накоплением необратимых изменений в структуре и потому количество записей для ячейки флеш-памяти ограничено (типично до 100 тыс. раз).

Одна из причин деградации — невозможность индивидуально контролировать заряд плавающего затвора в каждой ячейке. Дело в том что запись и стирание производятся над множеством ячеек одновременно (это неотъемлемое свойство технологии флеш-памяти). Автомат записи контролирует достаточность инжекции заряда по референсной ячейке или по средней величине. Постепенно заряд отдельных ячеек разбегается и однажды выходит за допустимые границы которые может скомпенсировать инжекцией автомат записи и воспринять устройство чтения. Понятно что на ресурс влияет степень идентичности ячеек. Забавное следствие: с уменьшением топологических норм полупроводниковой технологии создавать идентичные элементы все труднее, поэтому вопрос ресурса записи становится все острее. MLC устройства имеют гораздо худшие параметры ресурса записи чем SLC.

Изоляция кармана неидеальна, заряд постепенно изменяется. Типовой срок хранения заряда заявляемый большинством производителей для бытовых изделий — 10..20 лет.

Специфические внешние условия могут катастрофически уменьшить срок хранения данных. Например, повышенные температуры или радиоактивное излучение.

Скорость стирания варьируется от единиц до сотен миллисекунд в зависимости от размера стираемого блока. Скорость записи — десятки..сотни микросекунд. Типовая скорость чтения для микросхем NOR нормируется в десятки наносекунд. Для микросхем NAND скорость чтения десятки микросекунд.

Стремление достичь предельных значений емкости для NAND устройств привело к «стандартизации брака» — праву выпускать и продавать микросхемы с некоторым процентом бракованных ячеек и без гарантии непоявления новых в процессе эксплуатации. Чтобы минимизировать потери данных каждая страница памяти снабжается небольшим дополнительным блоком в котором записывается контрольная сумма, информация для восстановления одиночных битовых ошибок, информация о сбойных элементах на этой странице и количеству записей на эту страницу.

Сложность алгоритмов чтения и допустимость бракованных ячеек вынудило разработчиков оснастить микросхемы NAND памяти специфическим командным интерфейсом. Это означает что нужно сначала подать специальную команду переноса указанной страницы памяти в специальный буфер внутри микросхемы, дождаться окончания этой операции, считать буфер, проверить целостность данных (и при необходимости попытаться восстановить их).

Слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи в одной странице. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что стандартные файловые системы часто записывают данные в одно и то же место. Часто обновляется корневая таблица файловой системы, так что первые секторы памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволит существенно продлить срок работы памяти.