Conoces las memorias NAND Flash pero, ¿sabes cómo funcionan?

Conoces las memorias NAND Flash pero, ¿sabes cómo funcionan?

Rodrigo Alonso

Mucho hablamos en el mundo del hardware de la memoria NAND Flash, y la mayoría de nuestros lectores seguro que sabe que es el tipo de memoria que utilizan, por ejemplo, los SSD o los pen drive USB. Pero, ¿sabes qué es exactamente este tipo de memoria y cómo funciona? En este artículo vamos a contártelo en profundidad.

Cuando manejamos tantos datos en nuestros aparatos electrónicos, siempre tenemos que tener una manera de almacenarlos. Antaño eso se hacía mediante tarjetas perforadas, y más tarde llegaron los discos magnéticos. Actualmente, el tipo de almacenamiento más extendido es el NAND Flash, así que vamos a ver en qué consiste para poder entenderlo.

¿Qué es la memoria NAND Flash?

Es un tipo de memoria no volátil, y esto significa que no necesita energía para retener los datos. En otras palabras, al contrario de lo que sucede con la memoria RAM, los datos no se borran al apagar el PC o desconectar el dispositivo, y pueden permanecer ahí durante mucho, mucho tiempo.

NAND es un acrónimo que viene del inglés «Not And», y esto es así porque su función es la de comportarse como una puerta lógica de tipo booleana. Cuando se comenzó a fabricar, este tipo de memoria era o bien NOR o bien NAND dependiendo del tipo de transistor que se utilizara, pero actualmente la memoria NOR se descartó porque la NAND es mucho más fácil y barata de fabricar, además de poder contar con mayores densidades.

Su funcionamiento consiste en que en su interior tienen transistores basados en tecnología EEPROM de puerta flotante, que a diferencia de la memoria EPROM sí puede borrarse y reescribirse (por eso tiene una E de más al principio, por «erasable» (borrable)). Esencialmente, los datos se almacenan en las celdas de memoria según su estado y siguiendo el habitual código binario: en los unos la «puerta» lógica está abierta, y en los ceros está cerrada. Así se almacenan los datos.

Tipos de memoria NAND

Como sabéis existen diferentes tipos de memoria NAND Flash, así que vamos a resumir en qué consiste cada uno de ellos:

  • SLC (Single Level Cell): es la primera que llegó al mercado; cada una de sus celdas de memoria es capaz de almacenar solo un bit de información, y por lo tanto es la que menos desgaste tiene de todos los tipos de memoria NAND Flash y la más rápida a la hora de acceder a los datos. Sin embargo, debido a que solo cabe un bit por celda, su densidad es extremadamente baja.
  • MLC (Multi Level Cell): su coste de fabricación es sensiblemente inferior a la SLC, y por ello cobró importancia rápidamente. Esta NAND es capaz de almacenar dos bits por celda, así que la densidad aumenta literalmente al doble, aunque también tiene una durabilidad bastante menor a causa de ello.
  • TLC (Triple Level Cell): el rendimiento de este tipo es bastante inferior a los anteriores ya que se pueden almacenar hasta tres bits en cada celda, lo que también aumenta mucho su desgaste. Lo bueno es que los dispositivos con este tipo de memoria tienen unas densidades muy elevadas.
  • QLC (Quad Level Cell): es la evolución de la memoria TLC, y se pueden almacenar hasta cuatro bits por celda. Con las nuevas generaciones y mejoras en los algoritmos, se logró que su desgaste fuera incluso menor que TLC.

Tipos de memoria NAND Flash

Memoria NAND Flash 3D

En pos de seguir aumentando la densidad de memoria más y más, desde hace tiempo habréis escuchado hablar de la memoria NAND Flash en capas, o NAND 3D, en tres dimensiones. Esto es así porque dadas las limitaciones físicas de espacio para poner chips en los PCB, al final la solución para seguir aumentando la densidad y por tanto la capacidad de los dispositivos fue apilar capa tras capa con unas interconexiones de gran velocidad.

De esta manera, e independientemente del tipo de NAND utiizada, la densidad puede multiplicarse aunque por supuesto hasta cierto límite, ya que como comprenderéis no pueden crecer en altura de forma ilimitada. En la actualidad, los fabricantes ya trabajan con chips de 128 capas, aunque Samsung ya ha anunciado que tiene la memoria NAND Flash de 160 capas en desarrollo.