快閃記憶體

快閃記憶體也就是Flash memory，是一種矽元素的電晶體記憶體技術，這種技術是將電子包入稱為漂浮閘的電晶體，並以此永久儲存資訊。根據快閃記憶體單元的臨界電壓，電晶體會繼續絕緣或變成可以導電。

快閃記憶體為EPROM 及EEPROM 之技術結合，允許在一次程序操作中被多次讀寫，由於其在電力消失後仍能夠保持記憶資料，故又被稱為非揮發性記憶體(Non-volatile)。Flash 記憶體具有存取速度快，抗震性強等特點，使其廣泛應用於手機、PDA、DSC 及MP3 等以電池為電力來源之電子產品。

快閃記憶體可分為SLC 快閃記憶體和MLC 快閃記憶體兩種製造技術。SLC（single-level cell）快閃記憶體只有一個電壓位準，而MLC（multi-level cell）快閃記憶體的每個單元具備了儲存多個位元的能力。

SLC記憶體單元利用一個電荷門限值來決定存儲的是“1”還是“0”，這使位值檢測(value sensing)相對簡單。但為保證資料的完整性，SLC記憶體一般採用可以修復每個資料位元組中一個錯誤位元的單比特錯誤檢測及校正(EDC)機制。

Intel公司推出的MCL存儲單元採用了不同方案。他們通過設置三個電荷門限分界點，將存儲的電荷“劃分”為四個狀態，這樣這四個狀態就可以用兩個比特來編碼，每個電荷狀態具有相當於SLC單元四分之一大小的級差。更小的位元電荷會使存儲單元中的每個位元都對外部干擾更敏感，從而使位值(bit value)發生變化。因此，為校正多位元錯誤，MLC NAND晶片生產商往往採用比SLC NAND器件的糾錯方案更為複雜的EDC機制。這種方案在降低記憶體的存取速度和資料傳輸速率的同時增加了電路開銷。在Intel公司的StrataFlash MLC和Spansion公司的MirrorBit方案中，每個存儲單元都可存儲兩個位資料，但它們都基於NOR架構，而不是基於NAND架構。基於NOR的快閃記憶體提供完全隨機的資料訪問，這意味著需要更多的開銷電路。

SLC的產品相較於MLC在相同條件下可以節省15%——20%的電流消耗，而對DC、PDA、手機等的移動性數位消費性電子產品所需求高速度、高節能來說， SLC NAND產品是較合適的選擇。

快閃電晶體的壽命大約是上萬次到百萬次的寫入及使用，因此許多快閃記憶體產品都會內建平均磨損演算法，以確保能平均使用所有的單元，以充分使用產品，延長產品壽命。因此飄忽不定的性能是快閃記憶體產品的缺點。

目前Flash技術分為Nand 、Nor Flash和AG-AND Flash，其中NOR是「反或」（joint denial）的意思，這意味著：如果兩個輸入（控制閘和漂浮閘）都是低電壓（0），就只會有高電壓（1）的輸出結果；如果其中一個或兩者都是高電壓（1），輸出結果會是低電壓（0）。SLC快閃記憶體所儲存的資料會以偵測電流是否通過電晶體作為重建的依據。若是MLC，電流量會用來找出漂浮閘精確的電荷位準。NOR快閃記憶體能以外部匯流排完全的處理讀取的動作，但是寫入和清除的速度卻相當慢，因為這兩種動作必須以區塊為單位執行。再者，NOR也沒有任何不良的區塊管理—主機系統必須小心處理區塊管理。NOR是理想的非揮發性、長時間儲存的快閃記憶體技術，例如韌體或BIOS皆為其應用。

與NOR不同的是，如果輸入之一為高電壓（1），NAND的輸出結果為高電壓（1）。NAND快閃記憶體無法一個接一個的處理單元裡的資料，但是讀取或寫入的動作非常類似硬碟，而清除的動作只能以區塊為單位。因此需要控制器才能正確的存取NAND快閃記憶體，而這通常也會負責不良區塊管理。NAND用在記憶卡和消費性裝置，而且也要感謝任何情況都需要的控制器，才能讓製造商以標示現有不良區塊和指明大量備用區塊來最佳化其消費性產品的生產成品。因此4 GB快閃記憶體裝置通常至少能有數百MB的備用記憶體，以應付裝置因假以時日所出現的不良區塊。NAND的運作也因為資料密度提高、得以在現有的容量更妥善利用生產成品而很有效率，這是因為更多的單元能當作備用記憶體來用，而就算裝置出現了不良區塊，使用者也絕對不會發現。

AG-AND Flash 是日本Renesas(瑞薩)公司的技術，良品率不是很高，而且有效容量也比較低。

NOR 在1988年由Intel 首先開發量產，目前主要製造商包括Intel、Spansion 及STM 等；NAND Flash 則在1989 年由Samsung 及Toshiba 開發製造，主要製造廠商包括Samsung、Toshiba 及Hynix 等。