Tipos de memória Flash

Nem todos os chips de memória Flash nascem iguais. Embora a função seja sempre a mesma, armazenar dados, existem diferenças nas tecnologias usadas, que determinam onde o chip será usado.

A primeira tecnologia de memória Flash a se popularizar foi o tipo NOR, que chegou ao mercado em 1988. Os chips de memória Flash NOR possuem uma interface de endereços similar à da memória RAM, o que permite que eles ofereçam suporte
ao XiP (execute in place), onde o sistema pode rodar diretamente a partir do chip de memória, sem precisar ser primeiro copiado para a memória RAM. Esta característica faz com que eles sejam utilizados para armazenar o firmware do sistema em alguns
aparelhos, como por exemplo o Nokia E62, que utiliza 32 MB de memória RAM, 32 MB de memória Flash NOR (usada para a instalação do sistema) e mais 128 MB de memória Flash de uso geral.

Em seguida temos os chips de memória Flash, NAND, que são de longe o tipo mais usado atualmente. Elas oferecem a vantagem de serem mais rápidas em operações de escrita e serem mais baratas, devido ao design mais simples. A principal
limitação é que elas são endereçadas usando páginas de 2 KB e acessadas através de um barramento serial. Ou seja, do ponto de vista do sistema, um cartão de memória Flash NAND está mais para um HD do que para um chip de memória.

Para anular esta limitação, os fabricantes utilizam um sistema de execução dinâmica, onde os aplicativos são primeiro copiados da memória Flash para a memória RAM e executados a partir dela. Embora consuma um pouco mais de energia, este sistema acaba
resultando em ganhos de desempenho, já que a memória RAM é mais rápida. Faz mais sentido então incluir um pouco mais de memória RAM para compensar o maior consumo e eliminar a memória NOR.

Um bom exemplo é o Nokia E61, que utiliza 64 MB de memória RAM e 128 MB de memória Flash NAND, sem os 32 MB de Flash NOR do E62. Embora a comparação pareça apertada, o E61 na verdade se sai bem melhor em termos de desempenho, uma diferença que fez com
que este fosse o sistema adotado em quase todos os aparelhos atuais.

Isso explica também por que a memória RAM livre é sempre menor que a memória total, já que parte dela é consumida pelos componentes copiados. O Nokia E71, por exemplo, tem 128 MB de memória RAM total, mas apenas 71 MB livres. O Xperia X1 tem 256 MB de
RAM, mas apenas 157 MB livres após o boot e assim por diante.

Continuando, temos também uma segunda divisão, dessa vez entre os chips NAND, na forma dos os chips SLC (Single-Level Cell) e MLC (Multi-Level Cell).

A diferença entre os dois é que os chips SLC armazenam apenas um bit por célula de memória (ou seja, ou ela está carregada, ou ela está descarregada), enquanto os chips MLC cada célula armazena dois ou quatro bits, o que multiplica a capacidade de
armazenamento por chip.

Isso é possível graças ao uso de tensões intermediárias. Com 4 tensões diferentes, a célula pode armazenar 2 bits, com 16 pode armazenar 4 bits e assim por diante. O MLC foi implantado de forma mais ou menos simultânea pelos diversos fabricantes e
permitiu reduzir drasticamente o custo por megabyte, quase que de uma hora para a outra entre 2006 e 2007, o que explica a rápida queda nos preços de cartões de memória, pendrives e afins.

Apesar dos chips MLC serem mais baratos, eles são muito mais lentos que os chips SLC, de forma que as duas tecnologias passaram a coexistir.

Os chips SLC são usados em alguns tipos de cartões de memória para uso profissional e em SSDs de alto desempenho. No caso dos smartphones, eles são usados na memória Flash interna, onde a pouca quantidade usada não compromete os custos dos aparelhos.
Os chips MLC, por sua vez, são usados principalmente nos cartões de memória e pendrives, onde o mais importante é a capacidade e o custo.