Que Es Memoria Nand Flash
Rounak Wetzel
Mucho hablamos en el mundo del hardware de la memoria NAND Flash, y la mayora de nuestros lectores seguro que sabe que es el tipo de memoria que utilizan, por ejemplo, los SSD o los pen drive USB. Pero, sabes qu es exactamente este tipo de memoria y cmo funciona? En este artculo vamos a contrtelo en profundidad.
Cuando manejamos tantos datos en nuestros aparatos electrnicos, siempre tenemos que tener una manera de almacenarlos. Antao eso se haca mediante tarjetas perforadas, y ms tarde llegaron los discos magnticos. Actualmente, el tipo de almacenamiento ms extendido es la memoria RAM no voltil, en concreto la variante NAND Flash, as que vamos a ver en qu consiste para poder entenderlo.
Es un tipo de memoria no voltil, y esto significa que no necesita energa para retener los datos. En otras palabras, al contrario de lo que sucede con la memoria RAM, los datos no se borran al apagar el PC o desconectar el dispositivo, y pueden permanecer ah durante mucho, mucho tiempo.
NAND es un acrnimo que viene del ingls Not And, y esto es as porque su funcin es la de comportarse como una puerta lgica de tipo booleana. Cuando se comenz a fabricar, este tipo de memoria era o bien NOR o bien NAND dependiendo del tipo de transistor que se utilizara. Actualmente la memoria NOR ya no se fabrica, porque la NAND es mucho ms fcil y barata de fabricar, adems de poder contar con mayores densidades.
Su funcionamiento consiste en que en su interior tienen transistores basados en tecnologa EEPROM de puerta flotante, que a diferencia de la memoria EPROM s puede borrarse y reescribirse (por eso tiene una E de ms al principio, por erasable (borrable)). Esencialmente, los datos se almacenan en las celdas de memoria segn su estado y siguiendo el habitual cdigo binario: en los unos la puerta lgica est abierta, y en los ceros est cerrada. As se almacenan los datos.
Uno de los problemas que tienen este tipo de memorias es el desgaste. Los procesos de escritura van daando las memorias, concretamente las celdas. Esto hace que requieren de un sistema de gestin que evite el uso masivo de una celda.
Para controlar el almacenamiento de la informacin, las memorias se asocian a una controladora. Esta controladora tiene varias misiones. La ms importante, es evitar el desgaste excesivo de una celda o grupo de celdas donde se almacena la informacin. Va repartiendo el trabajo de manera uniforme por todas las celdas.
Adicionalmente, si alguna de las celdas se rompe, se encargar de activar las celdas de reservas. Debes saber que todos los SSD tienen una cantidad x de celdas de reserva por si las primarias se desgastan y se rompen.
Uno de los problemas de las memorias NAND, es que a medida que sube la cantidad de bits por celda, cae la durabilidad. Esto quiere decir que, cuanto mayor un SSD con memorias SLC durara mucho ms tiempo que uno con memorias QLC.
Al mismo tiempo, se necesita aumentar la cantidad de bits por celda por dos motivos: aumentar la capacidad y reducir costes. Paralelamente se buscan mtodos para aumentar el nmero de capas. Todo esto permite aumentar notablemente la capacidad de los SSD y permite reducir el precio de la unidad.
En pos de seguir aumentando la densidad de memoria ms y ms, desde hace tiempo habris escuchado hablar de la memoria NAND Flash en capas, o NAND 3D, en tres dimensiones. Esto es as porque dadas las limitaciones fsicas de espacio para poner chips en los PCB, al final la solucin para seguir aumentando la densidad y por tanto la capacidad de los dispositivos fue apilar capa tras capa con unas interconexiones de gran velocidad.
De esta manera, e independientemente del tipo de NAND utilizada, la densidad puede multiplicarse aunque por supuesto hasta cierto lmite, ya que como comprenderis no pueden crecer en altura de forma ilimitada. En la actualidad, los fabricantes ya trabajan con chips de 128 capas, aunque Samsung ya ha anunciado que tiene la memoria NAND Flash de 160 capas en desarrollo.
La memoria NAND Flash 3D tiene la ventaja que permite utilizar nodos de fabricacin menos avanzados para conseguir las mismas densidades que la NAND Flash convencional, por eso ha acab reemplazando en la mayora de tarjetas de memoria y unidades SSD a la memoria NAND convencional.
A da de hoy se trata del tipo de memoria NAND Flash ms utilizada debido a permitir grandes capacidades de almacenamiento por muy bajo coste y sin necesidad de que los fabricantes de memoria de este tipo tengan que desarrollar las tecnologas de fabricacin de ltima generacin. Adems, con cada generacin la cantidad de chips apilados va aumentando y con ello la capacidad de almacenamiento de este tipo de memorias flash.
Normalmente las memorias NAND Flash se asocian, actualmente, a las unidades SSD en sus diferentes formatos. Pero, adems de para estas unidades de almacenamiento, se utilizan en muchos otros entornos por su versatilidad, diseo y reducido coste.
Este tipo de memorias es el que se utiliza como almacenamiento principal en smartphone, tablets y relojes inteligentes, entre otros. Prcticamente cualquier dispositivo electrnico moderno con memoria utiliza este tipo de tecnologa. Varan aspectos como la tecnologa de fabricacin, arquitectura o proceso de fabricacin, pero al final son muy similares.
Tambin son las que se utilizan en las memorias USB o pendrive, as como en las tarjetas de memoria. Las usadas en los pendrive son similares a las usadas en los SSD, pero con prestaciones limitadas y procesos de fabricacin algo diferentes. Por otro lado, las usadas en tarjetas de memoria son algo ms diferentes en diseo, por tener unas especificaciones de construccin limitadas, pero el funcionamiento es igual.
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