闪存是一种非易失性存储器存储介质，可以电子方式擦除和重新编程数据。它是一种电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），既不需要电源来维持芯片中存储的数据，也不需要定期刷新。
追踪闪存的演变
闪存的旅程始于 20 世纪 80 年代初东芝工程师 Fujio Masuoka 提出的 EEPROM。 Masuoka 的同事 Shoji Ariizumi 提出了“闪存”这个名称，因为擦除芯片中所有数据的过程让他想起了相机的闪光灯。
第一个闪存称为“NOR 闪存”，由英特尔于 1988 年推出。NOR 闪存提供随机存取读写操作，但价格昂贵。随后，东芝于 1989 年推出了 NAND 闪存，它提供了对数据的顺序访问，并且具有更快的擦除和写入时间。 NAND 闪存每比特成本较低且可扩展性更强，使其成为大容量存储应用的首选。
揭开闪存的概念
闪存是一种浮栅存储器，利用电荷捕获原理来存储数据。浮栅晶体管上是否存在电荷表示存储的位值。由于即使电源切断时电荷仍然存在，因此闪存表现出非易失性特性。
闪存中的信息存储在保存信息位的单元中。单级单元 (SLC) 存储一位信息，而多级单元 (MLC) 每个单元可以存储多于一位信息。近年来，三级单元 (TLC) 和四级单元 (QLC) 受到了广泛关注，可以在相同的物理空间中实现更多存储。
剖析闪存的功能
每个闪存单元均包含一个带有附加浮动栅极的场效应晶体管 (FET)。浮栅位于控制栅和衬底之间。通过从浮置栅极捕获或去除电子来存储数据。这会改变晶体管的阈值电压——它代表二进制值 0 和 1。
写入闪存涉及在浮栅中捕获电子（编程），读取涉及检查阈值电压（感测）。擦除涉及从浮置栅极去除电子。闪存单元通常以网格图案排列，包括块、页和平面。
闪存的主要特性
闪存的主要特性包括非易失性、长期存储、低功耗和耐用性。其快速的读取访问时间使其适合各种应用。闪存中没有移动部件，因此机械故障的风险较低。此外，闪存可以承受高压、温度变化和振动。
闪存的分类
闪存主要分为两种：NOR闪存和NAND闪存。
| 闪光类型 | 读取速度 | 写入速度 | 每比特成本 | 耐力 |
|---|---|---|---|---|
| 或非闪存 | 高的 | 低的 | 高的 | 高的 |
| 闪存 | 缓和 | 高的 | 低的 | 缓和 |
此外，根据每个单元存储的位数，闪存可以分为SLC、MLC、TLC和QLC。
闪存使用中的应用、问题和解决方案
闪存在现代技术中无处不在，从 USB 驱动器、固态驱动器 (SSD) 和存储卡到智能手机、平板电脑和笔记本电脑。它还在服务器、网络和工业应用中发挥着至关重要的作用。
闪存的常见问题包括有限的写入/擦除周期以及数据随着时间的推移而退化。错误检测和纠正算法、磨损均衡技术和预留空间有助于缓解这些问题。
比较与特点
| 特征 | 闪存 | 硬盘驱动器 |
|---|---|---|
| 速度 | 快速地 | 慢的 |
| 耐用性 | 高（无活动部件） | 中等（包含活动部件） |
| 成本 | 每 GB 高 | 每 GB 低 |
| 噪音 | 沉默的 | 运动部件产生的噪音 |
| 尺寸 | 袖珍的 | 较大 |
闪存的未来
随着我们向更紧凑、高效和大容量的存储迈进，3D NAND 和相变存储器 (PCM) 等新技术正在不断发展。 3D NAND 垂直堆叠存储单元，提高存储密度。 PCM 是一种非易失性 RAM，其速度可与 DRAM 相媲美，而耐用性则优于闪存。
闪存和代理服务器
闪存在代理服务器中发挥着至关重要的作用，代理服务器充当客户端向其他服务器寻求资源的请求的中介。作为高速存储，闪存可以缓存经常访问的数据，从而实现快速响应。它还可以以持久可靠的方式存储日志和其他关键数据。
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要更深入地了解闪存：
闪存仍然是数字世界的基石，使设备更快、更小、更坚固。随着技术的不断发展，它有望在未来几年实现更大的容量和效率。
