一、存储芯片分类概述
存储芯片是电子设备中用于数据存储的核心组件，根据数据保存方式可分为 易失性存储器（Volatile Memory） 和 非易失性存储器（Non-Volatile Memory）。
类型
代表芯片
特点
典型应用
易失性存储器
DRAM、SRAM
断电数据丢失，读写速度快
内存条（DDR）、CPU缓存（SRAM）
非易失性存储器
NAND Flash、NOR Flash、FeRAM（铁电）、SD卡
断电数据保留，写入较慢
SSD、U盘、嵌入式存储、SD卡
二、Flash存储器详解
1. NAND Flash vs. NOR Flash
特性
NAND Flash
NOR Flash
结构
串联结构，高密度
并联结构，支持随机访问
读写方式
按页读写（4KB~16KB）
按字节/字读写
擦除单位
块（Block, 128KB~4MB）
扇区（Sector, 4KB~64KB）
主要用途
大容量存储（SSD、U盘、SD卡）
代码执行（BIOS、MCU固件）
2. 3D NAND技术
传统2D NAND受限于物理极限，3D NAND通过 垂直堆叠存储单元 提高容量。
目前主流 200+层，未来将突破300层。
QLC（4bit/单元） 和 PLC（5bit/单元） 提高存储密度，但寿命降低。
3. Flash存储应用
SSD（固态硬盘）：采用NAND Flash，速度快于HDD。
SD卡 / eMMC / UFS：用于手机、相机等便携设备。
嵌入式存储：如智能手表、IoT设备。
4. 核心参数
参数
说明
典型值/范围
存储类型
SLC/MLC/TLC/QLC
SLC（高性能）、QLC（高容量）
容量
存储空间大小
1GB~2TB（NAND）、1Mb~2Gb（NOR）
接口
通信协议
SPI、ONFI（NAND）、Parallel（NOR）
页大小（NAND）
单次读写数据量
4KB~16KB
块大小（NAND）
擦除单位
128KB~4MB
擦写寿命（P/E Cycles）
可擦写次数
SLC: 10万次 / QLC: 100~300次
读取延迟
数据读取时间
NOR: 50~100ns / NAND: 25~100μs
写入速度
数据写入速率
NAND: 50~500MB/s（TLC SSD）
工作电压
供电要求
3.3V / 1.8V（低功耗版本）
插播：
一、基本概念区别
特性
SLC (Single-Level Cell)
QLC (Quad-Level Cell)
定义
每个存储单元存储1bit数据
每个存储单元存储4bit数据
电压状态数
2种（0/1）
16种（0000~1111）
技术复杂度
简单
复杂（需精密电压控制）
二、关键性能对比
1. 寿命与耐久性
参数
SLC
QLC
P/E Cycles (擦写次数)
50,000~100,000次
100~1,000次
数据保持时间 (断电后)
10年以上
1~3年（需定期刷新）
适用场景
工业/航天等高可靠性领域
消费级大容量存储
📌 P/E Cycle差异原因： QLC因每个单元存储4bit，电荷干扰更严重，导致氧化层退化更快。
2. 速度表现
操作类型
SLC
QLC
写入延迟
25μs
500μs~2ms
读取延迟
25μs
50μs
实际写入速度
高速（无需纠错）
较慢（需复杂ECC）
⚠️ QLC的"写入放大"问题： 由于需多次电压调整才能写入4bit数据，实际写入量可能达理论值的4倍。
3. 容量与成本
参数
SLC
QLC
单位容量成本
极高（$0.5~1/GB）
极低（$0.03~0.1/GB）
同芯片面积容量
1X
4X
典型产品
工业级SSD、军工设备
消费级SSD、U盘