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¿Qué diferencia hay entre NAND y V-NAND?

¿Qué diferencia hay entre NAND y V-NAND?

InformáticaAlmacenamiento

NAND y V-NAND son dos tipos de memoria flash que se diferencian en la forma en la que se conectan (organizan) sus millones de celdas entre sí.

Antes de todo hay que aclarar que se llama memoria flash a una clase de memoria no volátil que retiene datos incluso en ausencia de corriente eléctrica. Eso combinado con su durabilidad y velocidad hacen que sea el componente perfecto para almacenar datos. Es por ello por lo que la memoria flash se usa tanto en dispositivos portátiles como pinchos USB como en discos de estado sólido (SSD).



Tipos de celdas

La memoria flash está formada por un conjunto de celdas que registran los bits mediante transistores FGMOS (floating-gate MOSFET) que guardan el estado de la carga eléctrica, indicando un 0 o un 1.

Hay varios tipos de memorias flash en función de la cantidad de bits que almacenan en cada celda:

Las memorias SLC (Single Layer Cell) almacenan un bit (0 o 1). Son las más antiguas, pero también son las más rápidas. Lo malo es que requieren mayor cantidad de espacio físico, por lo que tienen menos capacidad y el coste es muy alto.

Las memorias MLC (Multi Layer Cell) almacenan dos bits por celda. Este tipo de memoria flash es la que comenzó a popularizar los primeros SSD, gracias a su precio sensiblemente más bajo que la memoria SLC. Existe una variedad llamada eMLC que es algo más rápida.

Las memorias TLC (Triple Level Cell) almacenan tres bits por celda. Es algo más lenta y, además, el número de ciclos de escritura es relativamente bajo. Su mayor ventaja es el bajo precio.

Las memorias QLC (Quad Layer Cell) almacenan cuatro bits por celda. Es el tipo de memoria flash más lenta, pero a su favor tiene que también es la más barata.
Por tanto, cuantos más bits metamos por celda menor será el precio, pero menor será el rendimiento y la duración (número de ciclos de escritura y borrado).

Ahora vamos a ver cómo podemos organizar esas celdas.

NOR vs NAND vs V-NAND

Podemos construir las memorias flash con dos tipos de puertas lógicas: NOR y NAND.

La estructura de las memorias flash basadas en puertas lógicas NOR tienen la ventaja de poder leer, escribir y borrar cada byte individualmente. Además, tienen velocidades de lectura más rápidas que NAND. Sin embargo, son más caras y ocupan más espacio, por lo que su uso es limitado.

Las memorias NAND son las más frecuentes en los discos SSD disponibles en el mercado. Utilizan miles de celdas dispuestas en capas; y cada capa forma un bloque. Cada chip de memoria consta de muchos bloques. A la hora de acceder a los datos se hace por bloque o capa, lo que hace que este tipo de fabricación sea inadecuada para el acceso aleatorio a datos. Pero por ese mismo motivo es un diseño muy adecuado para la lectura secuencial. Además, las puertas lógicas NAND tienen mejor resistencia que NOR (hasta 10 veces) y velocidades de escritura y borrado más rápidas. Y, por supuesto, la memoria NAND es bastante más barata de fabricar.
Estructura planas o 2D. Se suelen usar las celdas SCL, MLC y TLC.


Las memorias V-NAND, o 3D V-NAND son la una evolución de la tecnología NAND donde se apilan verticalmente (de aquí la V de VNAND) las celdas de memoria NAND. Debido al cambio en la disposición vertical de las células, estas unidades SSD son más densas y tienen un coste de producción más bajo. Además, consumen la mitad de energía, son el doble de rápidas y tienen una duración unas diez veces mayor que las memorias NAND normales.
estructura v nand 3d vnand
Estructura V-NAND. Suelen usar celdas TLC y las QLC

En la actualidad la mayoría de los fabricantes optan por la fabricación de memorias y discos SSD V-NAND con celdas QLC. Priorizando el aumento de capacidad a coste contenido.

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