Cuando manipulamos tantos datos en nuestros dispositivos electrónicos, siempre debemos tener una forma de almacenarlos. En el pasado, esto se hacía mediante tarjetas perforadas, y más tarde aparecieron los discos magnéticos. Actualmente, el tipo de almacenamiento más común es la RAM no volátil, en concreto la versión NAND Flash, así que veamos qué significa entenderlo.
¿Qué es la memoria flash NAND?
es una especie de recuerdo no volátil, y eso significa que no necesita energía para almacenar datos. En otras palabras, a diferencia de la memoria RAM, los datos no se eliminan cuando apaga su computadora o desconecta su dispositivo y pueden permanecer allí por mucho, mucho tiempo.
NAND es un acrónimo que proviene del inglés «No and», y es que su función es comportarse como un puerta lógica tipo booleano. Cuando se fabricó por primera vez, este tipo de memoria era NOR o NAND según el tipo de transistor utilizado, pero ahora la memoria NOR se ha descartado porque la NAND es mucho más fácil y económica de fabricar, además de que puede depender de densidades más altas.
Su funcionamiento consiste en que en su interior llevan unos transistores basados en tecnología EEPROM con puerta flotante, que a diferencia de la memoria EPROM se pueden borrar y reescribir (por eso tiene una E extra al principio, de «borrado»). En esencia, los datos se almacenan en las celdas de memoria según su estado y siguiendo el código binario habitual: en algunas la «puerta» lógica está abierta, y en ceros está cerrada. Así es como se almacenan los datos.
Acceder a la memoria flash NAND
El acceso a la memoria flash NAND funciona de la misma forma que la RAM, es más, los sistemas contemporáneos tratan este tipo de memoria como una extensión de la memoria del sistema, aunque no accede directamente a los datos, parte de la RAM o VRAM se utiliza como búfer.
En cuanto al almacenamiento masivo, este no se ve afectado por la ubicación de los datos como ocurre en los sistemas basados en disco, donde dependiendo de la pista donde se encuentren los datos, la velocidad de acceso puede ser mayor o menor. En NAND Flash, el acceso siempre toma la misma cantidad de tiempo, donde sea que se encuentren los datos que buscamos.
Tipos de memoria NAND
Como sabes, existen diferentes tipos de memoria flash NAND, así que vamos a resumir en qué consiste cada una:
- SLC (celda de un solo nivel): es el primero en llegar al mercado; Cada una de sus celdas de memoria es capaz de almacenar solo un bit de información y, por lo tanto, es la menos desgastada de todos los tipos de memoria NAND Flash y la más rápida cuando se trata de acceder a los datos. Sin embargo, debido a que solo cabe un bit en la celda, su densidad es extremadamente baja.
- MLC (célula multinivel): Su costo de producción es significativamente más bajo que SLC y por eso rápidamente ganó importancia. Esta NAND puede almacenar dos bits por celda, por lo que la densidad literalmente se duplica, pero también tiene una durabilidad significativamente menor debido a ello.
- TLC (célula de tres niveles): el rendimiento de este tipo es considerablemente inferior al de los anteriores porque en cada celda se pueden almacenar hasta tres bits, lo que también aumenta su desgaste. La buena noticia es que los dispositivos con este tipo de memoria tienen densidades muy altas.
- QLC (celda de cuatro niveles): es la evolución de la memoria TLC y se pueden almacenar hasta cuatro bits por celda. Con las nuevas generaciones y mejoras de los algoritmos se ha comprobado que su desgaste es incluso menor que el TLC.
- PLC (célula de nivel Penta): Actualmente solo se encuentra en laboratorios, se basa en la idea de almacenar hasta 5 bits por celda.
A medida que aumentamos la cantidad de bits por celda, obtenemos menos ciclos de escritura de la unidad flash NAND, de ahí el hecho de que los SLC son extremadamente costosos y no se ven en las computadoras de escritorio, pero vemos memorias Flash TLC y QLC en SSD NVMe y SATA de nuestras PC.
Memoria NAND Flash 3D
Para seguir aumentando la densidad de su memoria, escuchará sobre la memoria durante mucho tiempo. Flash NAND en el caso, o 3D NAND, en tres dimensiones. Esto se debe a que, dadas las limitaciones físicas de espacio para chipear en PCBs, la solución definitiva para aumentar aún más la densidad y por ende la capacidad de los dispositivos fue apilar capa por capa con interconexiones de alta velocidad.
De esta forma, e independientemente del tipo de NAND que se utilice, se puede multiplicar la densidad, aunque claro hasta cierto límite, porque como comprenderás, no pueden aumentar de altura indefinidamente. Los fabricantes ya están trabajando con chips de 128 capas, aunque Samsung ya ha anunciado que está desarrollando memorias NAND Flash de 160 capas.
La memoria 3D NAND Flash tiene la ventaja de que permite el uso de nodos de producción menos avanzados para lograr las mismas densidades que las NAND Flash convencionales, por lo que ha reemplazado a la memoria NAND convencional en la mayoría de las tarjetas de memoria y SSD.
Hoy en día es el tipo de memoria NAND Flash más utilizada debido a su gran capacidad de almacenamiento a un costo muy bajo y sin necesidad de que dichos fabricantes de memoria desarrollen tecnologías de producción de última generación. Además, con cada generación aumenta el número de chips apilados y con ello la capacidad de almacenamiento de este tipo de memoria flash.
