高容量和高性能閃存

高速存儲器接口是支持個人計算機、移動電話和數(shù)碼相機等應用中高速數(shù)據(jù)的關鍵組件。這些應用需要高容量和高性能的NAND閃存，而Toggle2NAND是最合適的NAND接口之一。

Toggle2NAND 在沒有時鐘的情況下使用雙倍數(shù)據(jù)速率 （DDR），但它與傳統(tǒng) SDR NAND 中支持的功能和命令兼容。在提供高數(shù)據(jù)傳輸速率的同時，分離的DQ電壓也實現(xiàn)了節(jié)能。Toggle2NAND 支持高達 200 MHz （400 Mbps） 的速度，比 SDR NAND 提供的數(shù)據(jù)傳輸速率 （10 Mbps） 快 40 倍以上。

下一代 Toggle3NAND 支持高達 400 MHz （800 Mbps） 的接口速度，比 Toggle2NAND 閃存 （2 Mbps） 提供的數(shù)據(jù)傳輸速率快 400 倍。

在我們之前的內(nèi)存博客中，我們根據(jù)過去 5 年與內(nèi)存供應商和 Synopsys VIP 早期采用者合作的理解，討論了 LPDDR2 的新功能 – LPDDR5：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和圖像處理的帶寬、可靠性和功耗增強。在這篇博客中，我們將討論 Toggle3Nand/Toggle2NAND 的基本操作，以及它如何以更低的功耗提供更高的性能。

DQS 信令
切換 2NAND 利用雙向 DQS 信令高速傳輸數(shù)據(jù)。DQS信號表現(xiàn)為時鐘，僅在數(shù)據(jù)傳輸時使用，從而實現(xiàn)最佳功耗。在 Toggle2NAND 尋址方案中，使用兩種地址類型 – 列地址和行地址。列地址用于訪問頁面中的字節(jié)（即列地址是頁面中的字節(jié)偏移量）。列地址的最低有效位應始終為零（即始終傳輸偶數(shù)字節(jié)）。

平面地址由塊地址的最低階位組成，如上圖所示。在 LUN 上執(zhí)行多平面操作時，將使用平面地址。此尋址方案提供更高的數(shù)據(jù)速率，支持在同一窗口中執(zhí)行多個操作。

切換2NAND頁面讀取操作
這是從存儲設備讀取數(shù)據(jù)的典型示例。讀取的數(shù)據(jù)在 DQS 信號的每個邊緣發(fā)送，提供 DDR 傳輸。以下是頁面讀取操作的威爾第快照和順序：

控制器發(fā)送命令 （00h） 一個PAGE_READ命令（用于讀取設備數(shù)據(jù)）

命令 （00h） 后跟地址（{列地址}、{行地址}）

接下來是PAGE_READ命令的第二個操作碼（30h）

通過取消置位 RB 信號，設備在讀取繁忙時間 （tr） 內(nèi)處于繁忙狀態(tài)

當 RB 從低切換到高時，每個 DQS 邊上的數(shù)據(jù)開始出現(xiàn)時，將發(fā)出操作結(jié)束的信號

切換2NAND頁面程序操作 現(xiàn)在讓我們看一下設備內(nèi)存中的頁面程序操作
。以下是頁面程序操作的威爾第快照和順序：

控制器發(fā)送命令（80h）PAGE_PROGRAM命令（用于寫入設備數(shù)據(jù)）

命令 （80h） 后跟地址（{列地址}、{行地址}）

控制器開始在每個 DQS 邊緣上發(fā)送數(shù)據(jù)

顯示PAGE_PROGRAM命令的第二個操作碼 （10h）

設備通過取消置位 RB 信號在程序繁忙時間 （tprog） 內(nèi)處于繁忙狀態(tài)

將數(shù)據(jù)寫入終端存儲設備后，將RB從低切換到高

NAND 閃存類型 NAND 閃存技術主要有三種類型
：

單級單元 （SLC）：每個單元存儲 1 位，提供最高的耐用性

多級單元 （MLC）：每個單元存儲 2 位，提供中等耐用性

三級單元 （TLC）：每個單元存儲 3 位，提供最低的耐用性

閃存制造商通過糾錯碼算法提高了MLC和TLC閃存驅(qū)動器的耐用性和可靠性。Toggle2NAND 支持所有三種類型的技術。

Toggle2NAND 使用雙倍數(shù)據(jù)速率信號將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯ζ?，從而提供更高的?shù)據(jù)速率。Toggle2NAND 設備支持同時讀?。措p總線支持）。它還支持對同一芯片上的多個芯片進行編程和擦除操作，以及多 LUN 事務。這些功能可提高設備的吞吐量。下一代 Toggle3NAND 將接口速度進一步提高一倍，達到 400 MHz （800 Mbps）。

審核編輯：郭婷