¿Por qué NAND FLASH es más lento que los flip-flops?

Primero: tenga cuidado de no mezclar las puertas NAND (que son circuitos lógicos) y el contacto de la puerta de un transistor MOS. Estas son dos cosas completamente diferentes.

La idea de tener puertas NAND hace que el circuito interno sea idéntico, está mal. Las chanclas dentro de un chip generalmente no están hechas de puertas, sino que se simplifican para ahorrar espacio. Ver por ejemplo una celda SRAM hecha de la lógica de transistor de paso CMOS .

Pero, de hecho, la razón por la que escribir en la memoria Flash es sustancialmente más lenta se debe a la gran cantidad de carga que se debe aplicar a través de un aislador (SiO2, por lo que la velocidad de deriva es mucho menor) en la puerta flotante. Eso lleva tiempo, mientras que los transistores que tienen un contacto de puerta normal pueden tener uno completamente cargado y descargado en picosegundos.

  

Encuentro que tanto NAND FLASH como las chanclas están compuestas por puertas NAND. La única diferencia entre ellos es que NAND FLASH usa transistores de puerta flotante para almacenar el cargo.

Sus hallazgos son completamente incorrectos.

La memoria flash no está formada por flip-flops. La estructura interna de la memoria flash es más parecida a la DRAM que a la SRAM; los términos "NAND flash" y "NOR flash" se refieren a dos formas específicas de estructurar los transistores de puerta flotante. (El flash NAND coloca los transistores en serie, vagamente como una puerta NAND; el flash NOR los coloca en paralelo).

La lectura desde la memoria flash es un proceso más lento que la SRAM por muchas de las mismas razones por las que la DRAM es más lenta que la SRAM: detectar y amplificar la señal de una puerta flotante y realizar la corrección de errores es un proceso lento. La escritura es aún más lenta, ya que requiere que la memoria flash produzca un alto voltaje de programación (10-20 V en algunas partes) de una bomba de carga.

Yo diría que la topología / estructura interna de un chip NAND Flash es mucho más complicada que un simple flip-flop. Un flip-flop es sólo dos o cuatro puertas. Los contenidos de NAND Flash se manipulan una fila (también conocida como una página) a la vez, y la fila / página tiene una longitud de 1 o 4 kilobits, leída / escrita por transferencia de serie, y los datos deben ser bloqueados en algún lugar, para que pueda recuperar el los datos a través de un bus paralelo ... más los decodificadores de direcciones también toman algo de tiempo (mínimo) para hacer lo suyo, y si realmente quiere decir un SSD completo , en lugar de un simple chip NAND Flash , entonces también tiene algo de procesamiento de MCU en la ruta de datos (ejecución del código de estilo de Von Neumann para manipular y procesar los datos).

En otras palabras, incluso los chips NAND Flash no contienen una estructura bastante compleja de compuertas lógicas, sino una serie de retardos de compuerta en serie para que las señales pasen. Y, los chips NAND Flash modernos se fabrican en "litografía" moderna (20 nm y más abajo), por lo que las puertas individuales en el interior son mucho más rápidas que cualquier otra familia lógica de baja integración 74xyz00 en un paquete independiente.