Mengapa memori flash harus ditulis / dihapus di halaman / blok?

Judul mengatakan itu semua.

Saya mencoba memahami cara kerja teknologi memori flash, pada level transistor. Setelah beberapa penelitian, saya mendapat intuisi yang baik tentang transistor gerbang mengambang, dan bagaimana seseorang menyuntikkan elektron atau mengeluarkannya dari sel. Saya dari latar belakang CS, jadi pemahaman saya tentang fenomena fisik seperti tunneling atau injeksi elektron panas mungkin cukup goyah, tapi tetap saya nyaman dengan itu. Saya juga mendapatkan ide tentang bagaimana seseorang membaca dari tata letak memori NOR atau NAND.

Tetapi saya membaca di mana-mana bahwa memori flash hanya dapat dihapus dalam satuan blok, dan hanya dapat ditulis dalam satuan halaman. Namun, saya tidak menemukan pembenaran untuk pembatasan ini, dan saya mencoba untuk mendapatkan intuisi tentang mengapa demikian.

Jawaban terbaik yang saya temukan untuk pertanyaan Anda dicakup di Bagaimana Flash Memory Bekerja di mana ia mengatakan:

Elektron dalam sel chip memori flash dapat dikembalikan ke normal ("1") oleh aplikasi medan listrik, muatan tegangan tinggi. Memori flash menggunakan kabel di dalam sirkuit untuk menerapkan medan listrik baik ke seluruh chip atau ke bagian yang telah ditentukan yang dikenal sebagai blok. Ini menghapus area yang ditargetkan dari chip, yang kemudian dapat ditulis ulang. Memori flash bekerja jauh lebih cepat daripada EEPROMs tradisional karena alih-alih menghapus satu byte pada satu waktu, itu menghapus blok atau seluruh chip, dan kemudian menulis ulang.

Saya tidak mengerti mengapa "in-circuit wiring" memungkinkan pemrograman level bit (beralih dari 1 ke 0) tetapi mungkin terkait dengan cara berbeda dari transisi 1 ke 0 dilakukan (pemrograman melalui injeksi panas) dibandingkan dengan 0 ke 1 transisi (dihapus melalui tunneling Fowler-Nordheim).

Ini menurut definisi. Memori flash yang memungkinkan penulisan bit individual disebut EEPROM .

Flash berbeda dari EEPROM dalam hal penghapusan dilakukan dalam blok, bukan bit individual. Karena menghapus adalah operasi yang relatif lambat, dan harus dilakukan sebelum menulis, melakukan penghapusan dalam blok besar membuat operasi penulisan besar lebih cepat, berdasarkan penghapusan sejumlah besar bit secara paralel.

Menghapus dalam blok juga memungkinkan penyederhanaan ke IC, mengurangi biaya. Skala ekonomis semakin mengurangi biaya flash pada EEPROM, karena flash digunakan dalam jumlah besar akhir-akhir ini untuk solid disk drive, sementara EEPROM digunakan dalam jumlah yang jauh lebih kecil.

Anda benar dalam kenyataan bahwa tidak ada pembenaran fisik karena harus menghapus unit blok.

Pemrograman sel dilakukan dengan membuat medan listrik antara bulk dan gerbang kontrol seperti yang ditunjukkan pada gambar 1, dan ide yang sama berlaku untuk menghapus sel, medan listrik di arah yang berlawanan akan melakukan pekerjaan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Namun, untuk alasan konstruktif, relatif rumit untuk menghasilkan dan menggunakan tegangan negatif, sehingga strategi yang digunakan adalah yang ditunjukkan pada gambar 3, dengan menetapkan tegangan tinggi pada bulk (yang merupakan referensi ground logika di sektor ini). Transistor seleksi tidak dapat digunakan lagi, hanya gerbang kontrol dapat didorong rendah, dan ini memaksa penghapusan sektor penuh.