Der Unterschied zwischen EEPROM und Flash Memory

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) und Flash sind beides nichtflüchtige (persistente) Speichertechnologien. Verwechseln Sie jedoch EEPROM, das oft als E2PROM oder einfach E2 bezeichnet wird, nicht mit Flash Memory.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen EEPROM und Flash Memory ist die Art und Weise, wie die Administratoren sie verwalten.

EEPROM verwendet zwei Transistoren pro Bit, während Flash nur einen verwendet. Der zusätzliche Transistor ermöglicht es einem Programm, den Inhalt einer Memory-Lokation um jeweils 1 Byte zu verändern. Da Flash nicht über diesen zusätzlichen Transistor verfügt, wird es in Blöcken gelöscht, die von 32 KB bis 128 MB oder größer reichen. Das Löschen in Blöcken ist zwar umständlich, aber dadurch ist ein Flash-Chip nur halb so groß wie ein EEPROM-Chip, was sich in einem unverhältnismäßig großen Kostenunterschied niederschlägt.

EEPROM wird im Allgemeinen für das Zehntausendfache des Preises von 1 Byte NOR-Flash und für das Zehnmillionenfache von NAND-Flash verkauft. Jeder Memory-Typ hat einen Markt, der trotz der großen Preisunterschiede sinnvoll ist.

NOR vs. NAND-Flash

Die Erfinder von NAND bemerkten, dass großes Interesse an einem Chip besteht, der viel billiger als EEPROM ist, und erfanden daher NOR-Flash. NOR muss vor dem Beschreiben gelöscht werden, und die Löschvorgänge müssen in großen Blöcken durchgeführt werden, was beides zu einer beträchtlichen Platzersparnis auf dem Chip führt und ihn viel billiger als EEPROM macht. Obwohl NOR aufgrund dieser beiden Eigenschaften viel umständlicher zu handhaben war als EEPROM, führten seine niedrigen Kosten zu einer raschen Akzeptanz, und es wurde in eine große Anzahl von Systemen mit hohen Stückzahlen eingebaut.

Dieselben Entwickler beschlossen, dass sie einen Weg finden sollten, den Chip noch billiger zu machen, auch wenn er schwerfälliger war. Das erwies sich als eine ausgezeichnete Strategie. Der Umsatz mit NAND-Flash ist etwa 50-mal höher als der Umsatz auf dem NOR-Flash-Markt, der mehr als doppelt so groß ist wie der EEPROM-Markt.

Eine Frage von Größe und Preis

Fachleute für Arbeitsspeicherchips sprechen eine andere Sprache als Speicheradministratoren. Während Speichergeräte in Bytes angegeben werden, werden Speicherchips in Bits ausgedrückt. Eine Gewohnheit, die sich nur schwer ändern lässt. Die Fachleute für Speicherchips sprechen nicht von Kapazitäten, wie es die Fachleute für Speichergeräte tun; sie sagen, dass die Größe eines Speicherchips seine Dichte ist.

EEPROM-Chips werden in Dichten von 128 Bit bis 32 Mb verkauft. Während die kleinste Zahl – 16 Byte – einem Speicherverwalter unrealistisch klein erscheinen mag, ist dies eine gute Größe, um Geräteeinstellungen, Seriennummern, IP-Adressen oder kleine Datenprotokolle in Anwendungen mit winzigem Bedarf zu speichern, wie zum Beispiel Stromzähler und Kilometerzähler in Autos. EEPROM spielt die Rolle des Chips, der einen Cent kostet. Viele EEPROM-Chips kosten unter einem US-Dollar.

Die Dichte von NOR reicht von 256 Bits bis zu 2 Gb, was ebenfalls klein ist. NOR eignet sich gut für zufällige Lesezugriffe und hat daher seit langem einen festen Platz in Mikrocontroller-Anwendungen, wo es zur Codespeicherung verwendet wird. Mikrocontroller-Firmware ist in der Regel sehr klein. Die Preise für NOR-Chips reichen von unter einem bis zu etwa zehn Dollar.

NAND bietet Massenspeicher in Halbleiterform, was bedeutet, dass er eine viel höhere Dichte als EEPROM oder NOR-Flash hat. NAND-Flash-Chips reichen heute von 1 Gb bis 1 Tb. Pakete mit gestapelten Chips – bis zu 16 hoch – können 16 Tb oder 2 TB speichern. Chips werden in der Regel für einen US-Dollar und mehr verkauft. Ein 16-TB-Chip würde einen Preis von mehr als 40 Dollar erfordern.

EEPROM- vs. Flash-Memory-Einsatz

Wo wird der Storage-Administrator auf diese Technologien stoßen?

• NAND-Flash ist der Speicher, der in allen SSDs, USB-Flash-Laufwerken und Smartphones verwendet wird. Es ist die Zahl, die ein Administrator angibt, um die Menge des Speichers zu beschreiben.
• NOR-Flash ist für niemanden sichtbar, außer für die Leute, die Firmware entwickeln. Wenn ein Server, ein PC-BIOS, eine Bridge oder ein Router aktualisiert werden muss, dann ist das NOR. Aber Administratoren wissen wahrscheinlich nicht, dass es auch häufig in Festplatten und zahlreichen Gegenständen enthalten ist, von denen sie nie gedacht hätten, dass sie einen Prozessor enthalten könnten, zum Beispiel in einem Fernsehgerät oder einer USB-Tastatur oder in so ziemlich jedem der Dinge, die mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden sind.
• EEPROM speichert Seriennummern und andere eindeutige Informationen in fast allem, was mit dem Ethernet verbunden ist, sowie im Chip einer Kreditkarte, in den Tintenpatronen eines Druckers und sogar im Kalibrierungsetikett eines Blutzuckermessgeräts.