Flash芯片,全称为闪速存储器,是一种非易失性的电可擦写可编程只读存储器。这个定义包含了三个关键特性:
非易失性:断电后数据不会丢失。
电可擦写:可以通过施加特定的电压来擦除和写入数据,无需紫外线照射等额外物理手段。
可编程:可以按需写入/修改数据。
简单来说,它就像一块“电子硬盘”,但以芯片的形式存在,是连接易失性内存(如RAM)和传统机械硬盘/光盘之间的关键存储介质。
主要功能
Flash芯片的核心功能可以概括为:长期、可靠、可重复地存储数字信息(数据和程序代码)。具体体现在:
数据存储:以文件形式保存用户数据,如文档、照片、音乐、视频等。
程序/代码存储:
固件存储:存储设备运行所必需的系统底层程序(固件),如主板BIOS/UEFI、路由器固件、打印机固件等。
应用程序存储:在智能手机、平板电脑等设备中,直接存储操作系统和应用软件。
启动引导:作为计算机或嵌入式设备的启动媒介,设备通电后首先从Flash中读取初始引导代码,进而加载完整的操作系统。
主要作用(应用领域)
Flash芯片因其特性,在现代电子设备中无处不在,其作用至关重要:
消费电子产品(最广泛的应用):
智能手机/平板电脑:内部的eMMC/UFS芯片是Flash的一种封装形式,用于存储操作系统、APP和所有用户数据。
数码相机/摄像机:使用SD卡、CFexpress卡、记忆棒等,这些存储卡的核心就是NAND Flash芯片。
USB闪存盘:即U盘,是NAND Flash芯片加控制器的直接产品。
计算机系统:
固态硬盘:SSD是多个NAND Flash芯片阵列与高性能控制器组合而成,用于取代机械硬盘,极大地提升了电脑的启动速度、程序加载速度和系统响应速度。
BIOS/UEFI芯片:主板上的这块小芯片通常是NOR Flash,用于存储开机自检和引导程序。
嵌入式系统与物联网:
路由器、智能家电、工控设备、汽车电子(如中控系统、ADAS)等,使用Flash芯片来存储其操作系统和应用程序,确保设备上电后能立即运行。
数据中心与企业存储:
基于Flash芯片的全闪存阵列,为服务器和数据库提供极致的高速读写性能,支撑云计算、大数据等关键业务。
Flash芯片的两种主要类型及其区别
这是理解Flash芯片作用的关键:
| 特性 | NAND Flash | NOR Flash |
| 结构 | 串联结构(类似NAND逻辑门) | 并联结构(类似NOR逻辑门) |
| 访问方式 | 按页读写,按块擦除(类似书本,必须翻到某一页,按章擦除) | 随机访问,字节级读写(类似内存,可以直接跳到任意位置) |
| 读取速度 | 顺序读取速度极快,随机读取较慢 | 随机读取速度快,适合代码直接执行 |
| 写入/擦除速度 | 非常快(以块为单位操作) | 较慢(字节/字操作) |
| 密度与成本 | 单元密度高,容量大,成本低(单位面积存储更多数据) | 单元密度较低,容量较小,成本较高 |
| 主要用途 | 大容量数据存储:SSD、U盘、存储卡、手机存储 | 代码存储与执行:BIOS、嵌入式系统启动代码、微控制器程序 |
| 类比 | 硬盘:适合存储大量文件,但运行程序需要先加载到RAM。 | 只读的RAM:程序可以直接在其中运行,无需先复制到RAM。 |