¿Qué es la NAND Flash?

¿Qué es la NAND Flash?

La memoria flash NAND es la tecnología que hace posibles las unidades de estado sólido. A diferencia de un disco duro, que almacena datos en platos magnéticos giratorios, la memoria flash NAND almacena datos en millones de diminutas celdas de memoria. Cada celda es un transistor que puede contener una carga eléctrica. La presencia o ausencia de carga representa un 1 o un 0, el lenguaje binario que entienden las computadoras.

El transistor en una celda NAND tiene una capa especial llamada puerta flotante, rodeada por un material aislante. Cuando se aplica un voltaje, los electrones atraviesan el aislante por efecto túnel y quedan atrapados en la puerta flotante. Esta carga atrapada cambia el voltaje umbral del transistor, que se puede medir para leer los datos almacenados. El aislamiento es bueno, pero no perfecto, por lo que las celdas NAND eventualmente se desgastan.

La NAND está organizada en páginas, bloques y planos. Una página es la unidad más pequeña que se puede leer o escribir, típicamente 16 KB. Un bloque contiene muchas páginas, típicamente 256 o más. Lo importante es que no se puede sobrescribir una página directamente. Hay que borrar todo el bloque primero, luego escribir los nuevos datos. Por eso los SSD necesitan un controlador que gestione la recolección de basura y el nivelado de desgaste.

El tipo de NAND determina cuántos bits puede almacenar cada celda. SLC almacena un bit por celda, MLC dos, TLC tres y QLC cuatro. Más bits por celda significa menor costo y mayor capacidad, pero también velocidades más lentas y menor resistencia. El controlador en el SSD tiene que trabajar más para distinguir entre los diferentes niveles de carga en las celdas de múltiples bits.

Los SSD modernos usan NAND 3D, que apila las celdas verticalmente en capas en lugar de colocarlas una al lado de la otra. Esto aumenta la densidad sin reducir el tamaño de las celdas, lo que las haría menos confiables. La NAND 3D actual tiene más de 200 capas, y los fabricantes están trabajando hacia 500 capas o más. Más capas significan SSD más baratos, más rápidos y más confiables.