Estructura de memoria NAND (Cristal)

Edición #9 por FixData

¡Gracias por ser parte de la comunidad FixData! Esta es nuestra última edición del 2023, encuentra temas relacionados con memorias NAND como lo es la asignación de página.

Estructura de memoria NAND (Cristal)

Las memorias NAND cuentan con una arquitectura la cual es fundamental para el almacenamiento de los datos. El elemento más importante dentro de un chip de memoria NAND es un cristal, donde dicho cristal cuenta con distintos componentes, lo cual ayuda a que la memoria pueda almacenar la información.

Dentro de los componentes que encontramos en los cristales de las memorias NAND están los:

  • Dispositivos periféricos: proporcionan operaciones de E/S (entrada y salida), decodificación de páginas y gestionan la comunicación general entre el cristal NAND y el controlador de la memoria.

  • Buffer de páginas: este componente ayuda al mantenimiento de los datos que son temporales. 

  • Planos: en los planos es donde es el componente donde se escriben los datos que ingresa el usuario para ser almacenados.

Un cristal de memoria NAND puede presentar de uno, dos o hasta cuatro planos para el almacenamiento de la información.

Imagen 1.0

 

El controlador es el encargado de decidir de qué manera es en la que se van a almacenar los datos en los cristales de la memoria NAND, puede escribir los datos de dos maneras:

  • Asignación de páginas en un solo plano: consta de una escritura de los datos de una manera secuencial de página en un bloque físico de un plano.

  • Asignación de páginas multiplano: este proceso consta de la escritura de páginas paralelas en los bloques físicos de cada plano (es similar al RAID 0).

Extracción de una memoria NAND de una USB

Asignación de página en un solo plano

Como se vio en el artículo anterior, los controladores son los encargados de determinar como va a ser el proceso de escritura de los datos en los planos del cristal de la memoria NAND.

Uno de esos procesos es la asignación de página en un solo plano, para lograr comprender de mejor manera este método de escritura de información es necesario que recordemos como está estructurada un cristal de memoria NAND.

Un cristal de memoria NAND está estructurado de la siguiente manera para almacenar los datos:

  1. Planos

  2. Bloques

  3. Páginas

  4. Celdas 

En primer lugar, tenemos a los planos, en su interior se almacenan varios bloques donde cada bloque contiene las páginas, estas a su vez se encuentran estructuradas por celdas que son transistores que almacenan la información a nivel de bit.

Ya que conocemos cono está conformado la estructura de los planos, continuaremos la manera en la que el controlador escribe los datos cuando este trabaja mediante la asignación de páginas de en un solo plano.

Cuando se utiliza este método para la estructuración de la información, el controlador asigna las páginas de datos de manera secuencial en cada bloque físico.

Cómo podemos observar en la Imagen 2.0 vemos que en el plano 0 y en el plano 1 los bloques 1 y el bloque n+2 el acomodo de las páginas es de manera secuencia, teniendo la página 0 hasta página n+1, esto hasta llegar al máximo soportado de páginas por el bloque, esto lo determina el controlador.

Imagen 2.0

Cuando se aplica la asignación de páginas de un solo plano, este tiene un patrón de datos, como se comentó anteriormente, las páginas se almacenan de manera secuencial, en la Imagen 3.0  se muestra dos bloques de datos, donde en el bloque 1 tiene un patrón al almacenar los datos y el bloque 2 presenta un patrón diferente en el acomodo de los datos.

Imagen 3.0

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Maricela Osorio Riva Palacio

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