|35年技术积累 闪存搭电脑、相机东风成为市场主流( 二 )




Intel博物馆展示的闪存存储卡 , 不过图中已经是90年代产品
但是东芝发明闪存、英特尔生产闪存只是闪存发明史的一半 , 因为在1987年舛冈富士雄发明了另一种闪存——NAND , 也就是今天电脑SSD、相机SD存储卡、手机ROM所用的闪存技术 , 至今历史已经有35年了 , 1984年发明的闪存技术名字叫做NOR 。 在1989年东芝制造出了第一颗NAND芯片并投入市场 , 到了1991年东芝宣布与IBM公司建立战略合作伙伴关系 , 开发固态硬盘代替机械硬盘 , 并着手研发16Mbit产品 。

NOR与NAND角逐
在上世纪90年代NAND与NOR是两种并驾齐驱的闪存技术 , 但是今天在谈论SSD、CFexprss Type B存储卡时已经不会提及NOR一词 , 那NAND是如何战胜NOR , 取得主流地位的呢 , 这需要从二者技术原理、性能差异说起 。 下图是NAND与NOR的存储单元cell结构对比图 , NAND的Bit line是一些连续晶体管 , cell大小为4F2 , 而NOR的Bit line是一个相对完整的单元 , cell大小为10 F2 , 也就是说要提供相同存储空间 , NAND消耗的晶体管比NOR更少 , 成本更低 。

除了低成本外 , NAND还有不少优势 , 它在写入文件时无需将目标块内所有的存储单元都写为“0” , 因此写入速度更快;寿命长 , NAND每个块的可以做到一百万次擦写次数 , NOR只有十万次 。 但是NOR也有不少优势 , 它不但读取速度更高 , 而且支持XIP(Excution In Place)技术 , NOR上的数据可以跳过RAM , 直接被CPU读取 , 延迟更低;受交换现象问题影响较少 , 数据可靠性更高 。
显然NOR与NAND各有优势 , 而且NOR技术更早实现量产 , 因此闪存技术发展的初期 , 更多产品是采用NOR闪存的 , 比如在1991年德国科隆Photokina摄影器材展上 , 柯达展示首款数码单反相机DCS100 , 它搭载了一块130万像素的CCD传感器 , 但是拍摄的照片无法存储机身内部 , 而是通过数据线传输到外置的数据单元(DSU)上 , 该单元核心就是200Mb的NOR闪存芯片 。
【|35年技术积累 闪存搭电脑、相机东风成为市场主流】
柯达DSC100
为了争夺前景美好的闪存市场 , 各家厂商竞争使出浑身解数 , 其标志性无疑是各项基于闪存技术的存储卡标准出台——在1992年闪迪抢先推出了PCMCIA闪存卡 , 作为PC外置存储器使用 , 接着到了1994年闪迪推出了CF存储卡(Compact Flash) , 它接口与PCMCIA兼容 , 但是尺寸更小 , 长宽为43*36mm , 更适合数码相机等移动设备使用 。 到了1997年闪迪还联手西门子制定了MMC卡(MultiMedia Card) , 它只有一张邮票大小——24*32 mm*1.4 mm , 针脚采用导轨式设计 , 而且数量只有7个 , 更为适合手机使用 , 比如说西门子的神机6688就支持MMC卡 。

PCMCIA卡
在面对自大洋对岸的挑战 , 东芝也开始制定存储卡标准 , 在1995年推出了SmartMedia卡 , 它造型与软盘相似 , 因此初期命名为固态软盘卡(SSFDC) , 但尺寸要小很多 , 只有45.0*37.0*0.76mm , 使用了东芝出品的NAND闪存 。 在2002年奥林巴斯和富士针对数码相机推出了XD-PICTURE CARD , 也就是常说XD卡 , 大小为20*25 *1.78mm , 由东芝负责生产 。

SmartMedia卡
但是上述存储卡标准谁都没有笑到最后 , 在1998年东芝、松下与闪迪联合推出了SD卡 , 它大小为32m*24*2.1mm , 只比MMC厚了0.7mm , 卡槽向上兼容MMC 。 它的出现成功淘汰了MMC、SM以及索尼所主导的记忆棒 , 而且衍生出Mini SD、microSD标准 , 打败了XD、索尼短棒 , 在今天SD、microSD依然是最受数码相机、运动相机、数码摄像机欢迎的存储卡 , 生命力非常顽强 。

在闪存卡标准之争的同时 , 闪存也在急速发展 , 在1997年英特尔发明了MLC技术 , 2001年东芝与闪迪宣布推出了1Gb MLC NAND颗粒 , 其容量是英特尔首个NOR芯片的4096倍 。 同年三星推出了512Gb NAND颗粒 , 自从天平不可动摇地滑向写入速度更快、容量更大的NAND 。 加上MP3播放器、智能手机、数码相机等设备在20世纪90年代末到21世纪头10年大发展 , 需要容量更大的闪存芯片 , 决定了赢得主流市场是NAND 。