NAND e eMMC: tudo o que você precisa saber sobre memória Flash
A memória flash está em toda parte. Ele existe no seu stick de memória USB, no cartão SD da sua câmera, no seu disco rígido de estado sólido, equipamento médico hospitalar, máquinas de robótica industrial e inúmeros outros dispositivos e gadgets.
Mas você já parou para se perguntar o que realmente é? Existem diferentes tipos de memória flash? Para que são usados? Como tudo funciona?
Neste artigo, explicaremos as diferenças entre dois dos tipos mais comuns de memória flash – NAND e eMMC.
Memória Flash explicada
Existem alguns tipos diferentes de memória flash, mas NAND é a mais comum. É o que você encontrará em cartões USB, nos principais reprodutores de MP3 e em outros dispositivos que exigem armazenamento de dados de alta capacidade.
A memória Flash possui duas características principais:
- Não volátil – A memória não volátil não precisa de fonte de alimentação para reter seus dados. Como tal, é mais comumente usado para armazenamento de longo prazo que persiste entre as reinicializações. Um exemplo de seu oposto (memória volátil) é a RAM do seu computador. A RAM perde todas as informações retidas quando você desliga o PC.
- Número finito de ciclos de gravação – Por causa de como funciona, a memória flash só pode ser usada um número limitado de vezes antes de começar a se desgastar. Células individuais irão falhar lentamente e o desempenho diminuirá.
Como funciona a memória Flash?
A memória flash armazena dados em uma matriz de células e cada célula contém pelo menos um bit de dados. As células são organizadas em blocos, onde um bloco é definido como um conjunto contíguo de bytes que formam uma unidade de dados identificável.
Um bloco é a menor parte programável / apagável da matriz. Os blocos são gravados por carga elétrica, com cada célula representando um número 1 ou 0.
Quando todos os blocos são considerados juntos, eles formam um chip de memória. O chip é montado em uma placa de circuito impresso, que também inclui um controlador básico e uma interface USB.
O próprio NAND é uma memória flash bruta e usa seu próprio protocolo. Projetos que implementam NAND – como cartões SD e unidades de estado sólido – geralmente adicionam microcontroladores para implementar uma camada de tradução Flash (FTL). O FTL traduz o uso do disco (por exemplo, via USB) em operações NAND significativas.
Os diferentes tipos de NAND
A memória flash NAND é uma frase abrangente. Existem muitos designs e subclasses diferentes. Os três mais comuns são os únicos com os quais você realmente precisa se preocupar.
SLC (Célula de Nível Único)
O SLC é amplamente considerado a melhor versão do NAND. Ele armazena um bit de dados por célula de memória e, portanto, tem a melhor resistência, lidando com aproximadamente 100.000 ciclos de gravação por célula antes da deterioração.
Ele tem as velocidades de gravação mais rápidas e o menor consumo de energia, mas pode ser até três vezes mais caro do que um design básico de célula de três níveis e geralmente tem menor capacidade de armazenamento. É melhor implantado em situações de alto desempenho e densidade média.
É normalmente usado em situações em que a velocidade é necessária – por exemplo, servidores, cartões de mídia de alto desempenho, unidades de disco híbridas e unidades de estado sólido topo de linha. Ele também pode ser encontrado em cartões SD profissionais de ponta, como a série FX da Panasonic.
MLC (célula multinível)
O MLC NAND armazena dois bits por célula e pode, portanto, conter o dobro da quantidade de dados no mesmo tamanho de dispositivo, reduzindo significativamente o custo por bit. É ótimo para aplicações de alta densidade e baixo ciclo.
No entanto, há uma compensação: o MLC só pode suportar cerca de 10.000 ciclos de gravação por célula antes da deterioração, impactando negativamente sua longevidade.
O MLC pode ser considerado NAND de nível de consumidor. É responsável por quase 80 por cento de todas as remessas de flash NAND em todo o mundo e é usado mais comumente em unidades de estado sólido de classe de consumidor.
TLC (célula de três níveis)
O TLC NAND é o mais barato dos três formatos, custando cerca de 30% mais barato do que a memória MLC (e ainda mais barato do que a memória SLC).
É a densidade mais alta – capaz de salvar três bits de dados por célula e tem a pior durabilidade. Na verdade, um chip TLC típico só pode suportar cerca de 4.000 ciclos de gravação por célula, o que é muito pior do que MLC e SLC.
O TLC é mais comumente usado em produtos de baixo custo que não requerem desempenho NAND de ponta e não duram tanto quanto seus equivalentes. Os exemplos incluem MP3 players, os melhores pen drives USB e dispositivos de mídia portáteis de baixo custo.
Ele não será encontrado em nada que execute um sistema operacional ou armazene dados críticos (como unidades de estado sólido).
E quanto à memória Flash eMMC?
eMMC significa "Embedded Multimedia Card", que se desenvolveu a partir de seu antecessor, MMC (Multimedia Card).
Os cartões multimídia chegaram às prateleiras em 1997. Eles eram usados como meio de armazenamento para dispositivos portáteis, incluindo os primeiros MP3 players e câmeras digitais. As portas para os cartões costumavam ser integradas aos computadores da época, mas à medida que a popularidade dos cartões SD cresceu, menos fabricantes se preocuparam com o MMC. Hoje, você achará difícil comprar um PC com um slot MMC.
No entanto, o legado sobreviveu na forma de cartões eMMC. A memória eMMC ainda é amplamente usada no setor móvel como a forma mais comum de armazenamento integrado em dispositivos móveis e pode até ser encontrada em alguns PCs, tablets e Chromebooks de baixo custo.
Ele é organizado em uma pequena grade de esferas (BGA) soldada ao dispositivo e não removível. É mais lento e, portanto, mais barato do que outras formas de NAND, portanto, se você puder pagar, prefira apontar para dispositivos NAND.
NAND e eMMC em poucas palavras
Esperançosamente, explicamos NAND e eMMC de uma maneira compreensível, mas se você ainda estiver confuso, não se preocupe. Sem dúvida, é um assunto confuso.
A confusão é agravada pela velocidade com que a tecnologia se move. Por exemplo, a versão mais recente do eMMC agora ostenta velocidades de gravação que rivalizam com SSDs baseados em SATA discretos em cerca de 400 MB / s. Mas, na maioria das vezes, você só precisa saber as diferenças entre SLC, MLC e TLC.
