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IBM System Storage-Kompendium

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Die Zugriffszeiten der NAND­Architektur sind relativ hoch,<br />

da man nicht auf einzelne Speicherzellen zugreifen, sondern<br />

immer nur die ganze Leitung herauslesen kann. Man muss<br />

die Daten also blockweise lesen. Dabei bedient man sich<br />

der page­ und blockorientierten Arbeitsweise. Eine Page<br />

besteht aus 512 bzw. 2.048 Bytes, die ihrerseits wieder zu<br />

Blöcken zusammengefasst werden, die zwischen 16 und<br />

128 KB liegen.<br />

Wie bereits ausgeführt, kann man ein erneutes Beschreiben<br />

eines Speicherbereichs, also einer Page, nur dann durchführen,<br />

wenn man sie zuvor löscht. Da die Datenzellen seriell<br />

geschaltet sind, muss man gleich den ganzen Block<br />

löschen, in dem sich die jeweilige Page befindet.<br />

Man verwendet NAND­Flashs in jenen Bereichen, wo<br />

relativ viel Speicher gebraucht wird und das Flash­Module<br />

klein und sehr kompakt gebaut sein soll. Etwas nachteilig<br />

sind die langsameren Zugriffszeiten im Vergleich zur<br />

NOR­Architektur.<br />

NAND­Speicher oder auch SLC­Flash genannt (Single Level<br />

Cell) haben sich aufgrund ihrer hohe Speicherdichte und<br />

der kostengünstigen Produktionsweise gegenüber NOR­<br />

Speichern weitgehend durchgesetzt.<br />

NOR-Architektur<br />

Als Gegenstück zum NAND­Speicher existiert der sogenannte<br />

NOR­Speicher. Wie der Name schon vermuten<br />

lässt, besteht dieser Speichertyp anstatt aus NAND aus<br />

NOR­Gattern (Not OR). Dabei ergibt sich auch der Umstand,<br />

dass die Speicherzellen eines NOR­Flashs parallel zueinander<br />

geschaltet sind, wodurch ein paralleler und somit<br />

wahlfreier Zugriff möglich wird. Man muss also beim Lesen<br />

nicht Block für Block vorgehen.<br />

Der parallele NOR­Flash verfügt über geringere Speicher­<br />

dichte und ist vergleichsweise teuer, führt aber Abrufvor­<br />

gänge wesentlich schneller aus. NOR­Speicher werden<br />

auch als MLC­Speicher (Multi Level Cell) bezeichnet und<br />

können aufgrund ihrer „Gitter“­Struktur flexibl angesprochen<br />

werden. Durch ihren Aufbau verfügen sie verglichen mit<br />

NAND­Speichern über relativ wenig Speicherplatz, da durch<br />

die Parallelität einfach mehr Platz beansprucht wird.<br />

Generell<br />

NAND wird in großen Datenspeichern in kommerziellen<br />

<strong>System</strong>en genutzt, weil damit kompaktere, schnellere und<br />

preiswertere Speichersysteme gebaut werden können. Im<br />

NOR­Speicher sind die Speicherzellen parallel auslesbar,<br />

daher sind solche Speicher bei einem überwiegenden Lesebetrieb<br />

besonders schnell und z. B. als Programm­ oder<br />

Codespeicher sehr gut geeignet. NAND­Speicherzellen können<br />

dichter gepackt werden. Dabei sind aber viele Speicherzellen<br />

in Reihe geschaltet. Daher ist der wahlweise<br />

Lesezugriff langsamer. Löschen und Schreiben gehen bei<br />

NAND­Speichern schneller, wenn blockweise gearbeitet<br />

wird. Die Speicherdichten bei NAND­ und NOR­Techniken<br />

für Einbit­Zellen unterscheiden sich. Üblicherweise verwendet<br />

NAND Einbit­Zellen und NOR Mehrbit­Zellen. Allerdings<br />

gibt es beide Techniken inzwischen auch in Mehrbit­Varianten<br />

mit zwei, drei oder vier Bits in einer Zelle. Generell sind<br />

Mehrbit­Zellen langsamer und störanfälliger als Einbit­Zellen.<br />

Mehrbit­Zellen (Multi Level Cell) haben dieselbe Zellgröße<br />

und die Bits in der Zelle werden durch unterscheidbare<br />

Spannungspegel definiert. Das erklärt die Kostenreduktion<br />

von MLC­Speichern gegenüber dem SLC­Speicher (Single<br />

Level Cell). Allerdings gibt es immer wieder Schwierigkeiten,<br />

die geringen Spannungsunterschiede präzise auszulesen.<br />

Deshalb sollte beim heutigen Stand der Technik im professionellen<br />

IT­Betrieb aus Zuverlässigkeits­ und Geschwindigkeitsgründen<br />

SLC­Flash in NAND­Technik eingesetzt werden.<br />

Lebensdauer<br />

Aufgrund ihrer Funktionsweise sind FLASH­Speicher nicht<br />

unbegrenzt haltbar. Jeder Schreib­ und Löschvorgang verursacht<br />

einen gewissen Verschleiß in den Oxidschichten<br />

der Zellen, sodass die Hersteller von Flash­Speicherkarten<br />

eine Art Mindesthaltbarkeit für ihre Produkte angeben, die<br />

auf der Anzahl der durchgeführten Löschzyklen basiert.<br />

Bei NAND (SLC) beträgt dieser Wert 100.000 Zyklen, bei<br />

NOR (MLC) nur 10.000 Zyklen. Dabei wird immer ein<br />

großzügiger Sicherheitspuffer mit einkalkuliert, d. h., NAND­<br />

Speicherkarten können in der Regel auch nach einer Million<br />

und mehr Löschzyklen funktionsfähig sein.<br />

1952 – 1961 1962 – 1974 1975 – 1993 1994 – 1998 1999 – 2005 2006 – 2010 Software Anhang 283

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