NAND-память — это тип флеш-памяти, используемой для хранения данных в мобильных устройствах, SSD и других электронных гаджетах. Основу ее работы составляют структуры, называемые ячейками памяти, которые могут иметь несколько бит, хранящих информацию в виде электрического заряда. Ячейки NAND объединены в страницы, а страницы формируют блоки. Обычно в одном блоке содержится от 128 до 2048 страниц, что позволяет хранить миллионы единиц информации.
Структура NAND-памяти базируется на транзисторах, которые могут быть в двух состояниях — заряженном (1) и разряженном (0). Это позволяет записывать, стирать и считывать данные с высокой скоростью. При записи данных контроллер выбирает соответствующие ячейки и изменяет их состояние. Однако стоит отметить, что NAND-память требует процесса стирания перед новой записью, что осуществляется по блокам, а не по отдельным страницам.
Каждый блок имеет ограниченное количество циклов записи и стирания, что может приводить к деградации производительности в долгосрочной перспективе. Для борьбы с этой проблемой применяются технологии управления, такие как Wear Leveling, которые распределяют цикл записи по всем блокам равномерно, продлевая срок службы устройства. Несмотря на сложности с циклом записи и стирания (ограниченное количество циклов), NAND-память остается популярной благодаря своей высокой плотности хранения и низкой стоимости производства. Тем не менее, в процессе использования NAND-памяти важно учитывать проблему износа.
Современные технологии NAND-памяти продолжают развиваться, приводя к появлению новых типов, таких как 3D NAND. В отличие от 2D NAND, где ячейки располагаются на поверхности чипа, 3D NAND имеет многослойную структуру, что значительно увеличивает плотность хранения. Это позволяет производителям упаковать больше данных на меньшей площади, улучшая общую производительность и снижая затраты на производство. Также следует упомянуть о различных классах NAND, таких как SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell), TLC (Triple-Level Cell) и QLC (Quad-Level Cell).
Каждый из этих типов предлагает различные компромиссы между объемом хранения, стоимостью и производительностью, что позволяет пользователям выбирать подходящие решения в зависимости от их потребностей.