{"id":12369,"date":"2025-10-18T10:15:20","date_gmt":"2025-10-18T02:15:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.oscoo.com\/?p=12369"},"modified":"2025-11-29T14:30:38","modified_gmt":"2025-11-29T06:30:38","slug":"nand-flash-memory-the-foundation-of-the-digital-worlds-memory","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oscoo.com\/de\/news\/nand-flash-memory-the-foundation-of-the-digital-worlds-memory\/","title":{"rendered":"NAND-Flash-Speicher - die Grundlage f\u00fcr den Speicher der digitalen Welt"},"content":{"rendered":"
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Der Grund daf\u00fcr, dass die Fotos auf Ihrem Handy und die Dokumente auf Ihrem Computer auch nach dem Ausschalten des Ger\u00e4ts sicher bleiben, liegt vor allem an einer Art von Speicher, der NAND-Flash<\/strong>. Sie ist der Eckpfeiler der modernen digitalen Welt - eine Art von nichtfl\u00fcchtiger Speicher<\/strong>Das bedeutet, dass die Daten auch ohne Stromzufuhr gespeichert werden k\u00f6nnen. Von Smartphones und Solid-State-Laufwerke<\/a><\/span> zu USB-Sticks<\/span><\/a>Fast alle elektronischen Ger\u00e4te, die wir t\u00e4glich benutzen, sind darauf angewiesen. Lassen Sie uns Schritt f\u00fcr Schritt das Geheimnis dieser wichtigen Technologie l\u00fcften.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Was ist NAND-Flash?<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Einfach ausgedr\u00fcckt ist NAND-Flash ein elektronisches Medium zum Speichern von Daten, dessen Hauptmerkmal darin besteht Nicht-Volatilit\u00e4t<\/strong>. Das bedeutet, dass die Daten auch bei einem v\u00f6lligen Stromausfall noch lange erhalten bleiben k\u00f6nnen. Dies ist ein gro\u00dfer Unterschied zum Arbeitsspeicher des Computers, der alle Daten l\u00f6scht, sobald die Stromversorgung unterbrochen wird. Der Name \"NAND\"<\/strong> kommt von der darin verwendeten logischen Gatterstruktur - der \"NOT-AND\"-Schaltung.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Um die Funktionsweise besser zu verstehen, stellen Sie sich ein riesiges mehrst\u00f6ckiges Parkhaus vor. Jeder Parkplatz ist die kleinste Speichereinheit, die Daten enth\u00e4lt. Eine Reihe von Parkpl\u00e4tzen bildet eine Seite<\/strong>die die Grundeinheit f\u00fcr die Ein- und Ausfahrt von Fahrzeugen (Daten) darstellt. Eine ganze Etage oder Zone bildet eine Block<\/strong>. Wenn die Parklinien neu gezeichnet werden m\u00fcssen, muss zuerst der gesamte Block gel\u00f6scht werden. In \u00e4hnlicher Weise muss bei NAND-Flash ein ganzer Block gel\u00f6scht werden, bevor neue Daten geschrieben werden k\u00f6nnen. Dies ist ein Schl\u00fcsselmerkmal, das die Funktionsweise von NAND-Flash bestimmt.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Wie funktioniert NAND-Flash?<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Das Geheimnis hinter der F\u00e4higkeit von NAND-Flash, Daten zu speichern, liegt in seiner Kernkomponente - dem Floating-Gate-Transistor<\/strong>. Sie k\u00f6nnen sich diesen Transistor als einen Schalter mit mehreren Gates vorstellen. Ein Teil, genannt bewegliches Tor<\/strong>ist durch einen Isolator vollst\u00e4ndig isoliert, wie eine versiegelte Falle f\u00fcr elektrische Ladungen. Die Daten werden in Form von Elektronen in diesem Floating Gate gespeichert.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Beim Schreiben von Daten - auch bekannt als Programmierung<\/strong> - wird eine hohe Spannung angelegt, um Elektronen durch die Isolierschicht in das schwebende Gate zu injizieren. Diese eingefangenen Elektronen ver\u00e4ndern die elektrischen Eigenschaften des Transistors und stellen eine gespeicherte \"0.\"<\/strong> Befinden sich dagegen nur wenige Elektronen im Floating Gate, stellt dies eine \"1.\"<\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Beim Lesen von Daten legt das Steuerger\u00e4t eine niedrigere Spannung an den Transistor an und pr\u00fcft, ob Strom flie\u00dft. Wenn das schwebende Gate Elektronen hat, wird der Transistor schwieriger zu leiten und der Strom ist schwach - interpretiert als \"0.\"<\/strong> Wenn es nur wenige Elektronen gibt, leitet der Transistor leicht und der Strom ist normal - interpretiert als \"1.\"<\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Der NAND-Flash-Speicher hat jedoch eine entscheidende Einschr\u00e4nkung: Er kann alte Daten nicht einfach \u00fcberschreiben, wie man eine Kreidetafel l\u00f6scht. Bevor neue Daten geschrieben werden k\u00f6nnen, muss die Speicherzelle zun\u00e4chst in ihren Ausgangszustand zur\u00fcckversetzt werden \"1\"<\/strong> Zustand, ein Prozess namens L\u00f6schen von<\/strong>. Die kleinste L\u00f6scheinheit ist nicht eine einzelne Zelle oder Seite, sondern eine Block<\/strong>. Das ist so, als ob man alle Autos aus einer ganzen Parkzone entfernen m\u00fcsste, bevor man die Linien neu malt. Wenn sich die Daten auf einer Seite \u00e4ndern, muss der Controller die g\u00fcltigen Daten aus dem gesamten Block an eine andere Stelle kopieren, den Block l\u00f6schen und dann die neuen Daten schreiben. Diese \"L\u00f6schen-vor-dem-Schreiben<\/strong>\"Dieser Prozess ist der Schl\u00fcssel zum Verst\u00e4ndnis der Funktionsweise und der Lebensdauer von NAND-Flash.<\/p>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die NAND-Flash-Familie - von SLC zu QLC und 3D-NAND<\/h2>\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Um ein Gleichgewicht zwischen Kapazit\u00e4t, Kosten, Leistung und Lebensdauer zu erreichen, hat sich NAND-Flash in verschiedene Typen entwickelt. Sie k\u00f6nnen durch zwei Hauptfaktoren klassifiziert werden:<\/p>

  1. Wie viele Bits jede Zelle speichern kann<\/strong>und<\/p><\/li>

  2. Ob seine physische Struktur planar (2D) oder gestapelt (3D) ist.<\/strong><\/p><\/li><\/ol>\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Nach Bits pro Zelle l\u00e4sst sich NAND-Flash in vier Hauptkategorien einteilen:<\/p>