NANDArchitektur

Die NAND-Architektur bezeichnet eine Speicherarchitektur für Flash-Speicher, bei der Zellen in längeren Ketten seriell verbunden sind. Der Begriff leitet sich von NAND-Logik ab. Im Gegensatz zu NOR-Flash, bei dem einzelne Zellen direkt adressierbar sind, ermöglichen NAND-Strukturen eine hohe Dichte, da die Verkabelung pro Zelle reduziert wird. NAND-Speicher wird überwiegend in SSDs, USB-Sticks, Speicherkarten und eingebetteten Systemen verwendet.

Aufbau und Funktionsweise: Eine NAND-Zelle speichert Ladung in Floating-Gate- oder Charge-Trap-Zellen. Zellen werden zu Strings verbunden, die über Bitlines gruppiert sind; Wordlines steuern die Transistoren. Das Erase erfolgt blockweise, nicht zellentief. Seiten und Blöcke organisieren den Speicher: Seitengrößen liegen typischerweise im Bereich mehrerer Kilobyte, Blöcke bestehen aus Hunderten von Seiten. Zellen können SLC, MLC, TLC oder QLC sein und mehr Bits pro Zelle speichern.

3D-NAND erhöht die Dichte durch vertikales Stapeln von Zellen (3D-Architektur, oft als V-NAND oder BiCS bekannt). Im Vergleich zur planar 2D-Architektur bietet 3D-NAND größere Reichweiten und geringere Kosten pro Bit, erfordert aber andere Fertigungstechniken und Fehlerkorrektur.

Zuverlässigkeit und Steuerung: NAND-Architektur setzt fortgeschrittene Techniken wie Fehlerkorrektur (ECC), Wear Leveling, Garbage Collection und Bad-Block-Management ein, um Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Vorteile sind hohe Speicherdichte und niedrige Kosten pro Bit; Nachteile umfassen längere Latenzen bei zufälligem Zugriff und begrenzte Write-Performance im Vergleich zu NOR-Architektur.