NAND y eMMC: todo lo que necesita saber sobre la memoria flash

El mundo sería un lugar triste sin memoria flash. Pero, ¿cuánto entiendes realmente sobre la memoria flash? ¡Aquí están los elementos esenciales que debe saber para realizar compras informadas!

La memoria flash está en todas partes. Existe en su dispositivo de memoria USB, la tarjeta SD de su cámara, su disco duro de estado sólido, equipo médico hospitalario, máquinas robóticas industriales e innumerables dispositivos y gadgets más.

Pero, ¿alguna vez se ha detenido a preguntarse qué es realmente? ¿Existen diferentes tipos de memoria flash? ¿Para qué se usan? ¿Cómo funciona todo?

En este artículo, explicaremos las diferencias entre dos de los tipos más comunes de memoria flash: NAND y eMMC.

Explicación de la memoria flash
Hay algunos tipos diferentes de memoria flash, pero NAND es el más común. Es el que encontrará en tarjetas USB, los principales reproductores de MP3 y otros dispositivos que requieren almacenamiento de datos de alta capacidad.

La memoria flash tiene dos características clave:
  • No volátil : la memoria no volátil no necesita una fuente de alimentación para retener sus datos. Como tal, se usa más comúnmente para el almacenamiento a largo plazo que persiste entre reinicios. Un ejemplo de su opuesto (memoria volátil) es la RAM de su computadora. La RAM pierde toda la información retenida cuando apaga su PC.
  • Número finito de ciclos de escritura: debido a su funcionamiento, la memoria flash solo se puede usar un número limitado de veces antes de que comience a desgastarse. Las células individuales fallarán lentamente y el rendimiento se degradará.
¿Cómo funciona la memoria flash?


La memoria flash almacena datos en una matriz de celdas y cada celda contiene al menos un bit de datos. Las celdas están organizadas en bloques, donde un bloque se define como un conjunto contiguo de bytes que forman una unidad identificable de datos.

Un bloque es la parte más pequeña programable / borrable de la matriz. Los bloques se escriben mediante carga eléctrica, y cada celda representa un número 1 o 0.

Cuando todos los bloques se consideran juntos, forman un chip de memoria. El chip está montado en una placa de circuito impreso, que también incluye un controlador básico y una interfaz USB.

NAND en sí es una memoria flash sin procesar y utiliza su propio protocolo. Los diseños que implementan NAND, como tarjetas SD y unidades de estado sólido, a menudo agregan microcontroladores en la parte superior para implementar una capa de traducción flash (FTL). FTL traduce el uso de su disco (por ejemplo, a través de USB) en operaciones NAND significativas.

Los diferentes tipos de NAND


La memoria flash NAND es una frase general. Hay muchos diseños y subclases diferentes. Los tres más comunes son los únicos de los que realmente debes preocuparte.

SLC (celda de un solo nivel)
Se considera que SLC es la mejor versión de NAND. Almacena un bit de datos por celda de memoria y por lo tanto tiene la mejor resistencia, manejando aproximadamente 100,000 ciclos de escritura por celda antes del deterioro.

Tiene las velocidades de escritura más rápidas y el menor consumo de energía, pero puede ser hasta tres veces más caro que un diseño básico de celda de tres niveles y, a menudo, tiene una menor capacidad de almacenamiento. Se implementa mejor en situaciones de densidad media y alto rendimiento.

Por lo general, se utiliza en situaciones en las que se requiere velocidad, por ejemplo, servidores, tarjetas de medios de alto rendimiento, unidades de disco híbridas y unidades de estado sólido de gama alta. También se puede encontrar en tarjetas SD profesionales de alta gama, como la serie FX de Panasonic.

MLC (celda multinivel)
MLC NAND almacena dos bits por celda y, por lo tanto, puede contener el doble de la cantidad de datos en un dispositivo del mismo tamaño, lo que reduce significativamente el costo por bit. Es ideal para aplicaciones de ciclo bajo y mayor densidad.

Sin embargo, hay una compensación: MLC solo puede admitir alrededor de 10,000 ciclos de escritura por celda antes del deterioro, lo que afecta negativamente su longevidad.

MLC puede considerarse NAND de nivel de consumidor. Es responsable de casi el 80 por ciento de todos los envíos de flash NAND en todo el mundo y se usa con mayor frecuencia en unidades de estado sólido para consumidores.

TLC (celda de tres niveles)
TLC NAND es la más barata de las tres formas, y cuesta aproximadamente un 30 por ciento más barata que la memoria MLC (e incluso más barata que la memoria SLC).

Es la densidad más alta, capaz de guardar tres bits de datos por celda y tiene la peor durabilidad. De hecho, un chip TLC típico solo puede admitir unos 4.000 ciclos de escritura por celda, lo que es mucho peor que tanto MLC como SLC.

TLC se usa más comúnmente en productos rentables que no requieren un rendimiento NAND de alta gama y no durarán tanto como sus contrapartes. Los ejemplos incluyen reproductores MP3, las mejores memorias USB y dispositivos multimedia portátiles de gama baja.

No se encontrará en nada que ejecute un sistema operativo o almacene datos críticos (como unidades de estado sólido).

¿Qué pasa con la memoria flash eMMC?


eMMC son las siglas de "Embedded Multimedia Card", que a su vez surgió de su predecesora, MMC (Multimedia Card).

Las tarjetas multimedia llegaron a los estantes por primera vez en 1997. Se utilizaron como medio de almacenamiento para dispositivos portátiles, incluidos los primeros reproductores MP3 y cámaras digitales. Los puertos para las tarjetas a menudo se integraban en las computadoras en ese momento, pero a medida que crecía la popularidad de las tarjetas SD, menos fabricantes se molestaban más con MMC. Hoy en día, le resultará difícil comprar una PC con una ranura MMC.

Sin embargo, el legado ha perdurado en forma de tarjetas eMMC. La memoria eMMC todavía se usa ampliamente en el sector móvil como la forma más común de almacenamiento integrado en dispositivos móviles e incluso se puede encontrar en algunas PC, tabletas y Chromebooks de gama baja.

Está dispuesto en una pequeña matriz de rejilla de bolas (BGA) que está soldada al dispositivo y no es extraíble. Es más lento y, por lo tanto, más barato que otras formas de NAND, por lo que si puede pagarlo, prefiera apuntar a dispositivos NAND.

NAND y eMMC en pocas palabras
Con suerte, hemos explicado NAND y eMMC de una manera comprensible, pero si aún está confundido, no se preocupe. Sin duda, es un tema confuso.

La confusión se ve agravada por la velocidad a la que se mueve la tecnología. Por ejemplo, la última versión del eMMC ahora cuenta con velocidades de escritura que rivalizan con las SSD discretas basadas en SATA de alrededor de 400 MB / s. Pero en su mayor parte, solo necesita conocer las diferencias entre SLC, MLC y TLC.

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