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SPI NOR FLASH名字由来,为什么容量很小,价格比SDNAND贵那么多

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SPI NOR Flash(常简称为NOR Flash)和SD NAND是两种定位不同的存储芯片。SPI NOR Flash得名于其存储架构和通信接口,其“容量小、价格贵”的特性,根本原因在于它为了“代码可直接执行”和“高可靠性”付出了巨大的芯片面积和制程成本代价,而SD NAND则通过高密度结构和集成控制器,在单位容量成本上实现了反超。

SPI NOR Flash 名字的由来

“SPI NOR Flash”这个名字由“SPI”、“NOR”和“Flash”三部分构成:

  • NOR:这是“Not OR(或非)”的缩写,源于其存储单元的连接方式。NOR Flash的存储单元是并行连接到 bit line 上的,这种结构在逻辑上等效于“或非”门,因此得名

  • SPI:指 Serial Peripheral Interface(串行外设接口)。早期的NOR Flash使用并行接口,引脚多、体积大。后来为了适应小型化需求,厂商将接口改为SPI,使得引脚减少到8个左右,封装大大缩小

  • Flash:意为“闪存”,是一种非易失性存储器。

因此,SPI NOR Flash 的本意是“采用SPI串行接口的NOR型闪存”。由于并行NOR Flash已基本被淘汰,如今常说的“NOR Flash”默认就是指SPI NOR Flash。

为什么容量做不大?

SPI NOR Flash的容量通常局限在256Mb(32MB)以下,再往上成本就会急剧上升,核心原因有两点:

1.存储单元面积大:NOR Flash的并行连接结构导致其存储单元(Cell)尺寸远大于NAND。在相同的制程节点下,NOR的单元面积更大,这意味着在同样大小的晶圆上,NOR能塞进去的容量天生就比NAND少得多。

2.制程微缩困难:NOR Flash的制程微缩比NAND困难得多。截至2018年,最先进的NOR Flash制程仅能达到45nm左右,而NAND早已进入1x nm甚至3D堆叠时代。制程越落后,单位面积能做的容量就越小,成本也越高。

为什么比SD NAND贵那么多?

这并非因为NOR Flash本身“差”,而是两者成本结构完全不同。SD NAND(通常基于SLC NAND)通过高密度结构高度集成,在单位容量成本上实现了对NOR Flash的反超。

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结论很明确:当你需要大于4MB的存储空间时,SD NAND的单位容量成本已全面优于SPI NOR Flash。NOR Flash的“贵”,本质上是为XIP(片上执行)能力极简的硬件连接支付的“性能税”,它适合存储启动代码;而SD NAND则是为大容量数据存储场景提供的“高性价比方案”


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