En este artículo te enseñaremos sobre la memoria NAND y sus diversos aspectos, incluido su funcionamiento y sus diferentes tipos. Esta publicación cubre el funcionamiento de la memoria NAND, la memoria flash y 3D NAND, así como el concepto de RAM virtual. Comprender estas tecnologías es esencial para cualquier persona interesada en soluciones de almacenamiento de datos.
¿Cómo funciona la memoria NAND?
La memoria NAND es un tipo de tecnología de almacenamiento no volátil que se utiliza en una variedad de dispositivos, incluidas unidades USB, SSD (unidades de estado sólido) y tarjetas de memoria. Retiene datos incluso cuando se apaga la alimentación. Así es como funciona:
- Celdas de memoria: la memoria NAND consta de celdas de memoria fabricadas con transistores de puerta flotante. Estas células almacenan bits de datos como cargas eléctricas. Cuando una celda está cargada, representa un «1» binario, mientras que un estado descargado representa un «0» binario.
- Organización de bloques: la memoria NAND está organizada en bloques, que a su vez se dividen en páginas. Los datos se escriben en páginas, pero solo se pueden borrar a nivel de bloque. Esto significa que cuando desee eliminar datos, se debe borrar todo el bloque y escribir nuevos datos en un bloque diferente.
- Escritura y lectura: escribir datos implica aplicar un voltaje a la celda de memoria, lo que permite que los electrones hagan un túnel hacia la puerta flotante. Para leer datos, el controlador de memoria verifica el estado de la puerta flotante aplicando un voltaje más bajo y determinando si la celda está cargada o descargada.
- Nivelación de desgaste: dado que la memoria NAND tiene un número limitado de ciclos de programación/borrado, se emplean algoritmos de nivelación de desgaste para distribuir las escrituras de manera uniforme entre los bloques de memoria, extendiendo la vida útil de la memoria.
¿Cómo funciona la NAND?
NAND funciona aprovechando los principios del almacenamiento de carga eléctrica en transistores de puerta flotante. El proceso implica:
- Almacenamiento de datos: cuando los datos se escriben en la memoria NAND, se almacena una carga eléctrica en la puerta flotante, «programando» efectivamente la celda para mantener un valor específico (0 o 1).
- Borrado de datos: para borrar datos, el controlador aplica un voltaje negativo para eliminar la carga de la puerta flotante, revirtiendo la celda a su estado original.
- Acceso a datos: el acceso a los datos implica leer el estado de la celda mediante la aplicación de voltaje. El controlador de memoria interpreta el estado de carga para determinar si los datos almacenados representan un 0 o un 1.
¿Cómo funciona la memoria flash?
La memoria flash es un tipo de almacenamiento no volátil que engloba la memoria NAND. Así es como funciona:
- Estructura: La memoria flash consta de celdas de memoria similares a NAND, que utilizan transistores de puerta flotante para almacenar datos. Se puede organizar en diferentes arquitecturas, incluidas NOR y NAND.
- Proceso de lectura y escritura: la memoria flash funciona permitiendo que los datos se escriban en bloques de páginas. Escribir implica aplicar cargas eléctricas, mientras que leer implica comprobar esas cargas, como se mencionó anteriormente.
- No volatilidad: la memoria flash retiene datos sin fuente de alimentación, lo que la hace adecuada para dispositivos portátiles.
¿Qué significa 3D NAND?
3D NAND se refiere a un tipo de tecnología de memoria flash NAND en la que las celdas de memoria se apilan verticalmente en varias capas. Este diseño mejora la densidad de almacenamiento y el rendimiento en comparación con el 2D NAND tradicional, que tiene celdas dispuestas en un solo plano. Los beneficios clave de 3D NAND incluyen:
- Mayor capacidad: al apilar las celdas verticalmente, los fabricantes pueden aumentar la cantidad de datos almacenados en un espacio físico más pequeño.
- Rendimiento mejorado: 3D NAND a menudo da como resultado mejores velocidades de lectura y escritura debido a una latencia reducida.
- Durabilidad mejorada: este diseño puede proporcionar mayor resistencia y eficiencia, lo que lleva a soluciones de almacenamiento más duraderas.
¿Cómo funciona la RAM virtual?
La RAM virtual, también conocida como memoria virtual, es una capacidad de gestión de memoria de un sistema operativo que utiliza una parte del disco duro o SSD como si fuera RAM. Así es como funciona:
- Extensión de memoria: cuando la RAM física está llena, el sistema operativo transfiere datos inactivos a un espacio designado en el disco duro llamado archivo de paginación o espacio de intercambio, liberando efectivamente RAM para procesos activos.
- Paginación: el sistema utiliza un proceso llamado paginación para gestionar la transferencia de datos entre la RAM y el archivo de paginación. Divide la memoria en páginas e intercambia estas páginas dentro y fuera según sea necesario.
- Velocidad de acceso: aunque la RAM virtual permite que se ejecuten más procesos simultáneamente, acceder a los datos desde el disco duro es significativamente más lento que acceder a los datos desde la RAM física. Por lo tanto, si bien puede mejorar la multitarea, una dependencia excesiva de la RAM virtual puede provocar un rendimiento más lento del sistema.
En conclusión, comprender cómo funcionan la NAND y la memoria flash, junto con conceptos como 3D NAND y RAM virtual, puede proporcionar información sobre las tecnologías modernas de almacenamiento de datos. Esperamos que esta explicación le ayude a comprender los fundamentos de estos tipos de memoria esenciales.
