一.基本概念
Flash Memory中文名字叫閃存，是一種長壽命的非易失性（Non-volatile Memory Device,在斷電情況下仍能保持所存儲的數據信息）的存儲器。閃存按功能特性可分為兩種，一種是NOR Flash，以編碼應用為主，其功能多與運算相關；另一種為NAND Flash，主要功能是存儲資料，如固態硬盤中所用的顆粒。
二.存儲結構
NAND Flash由block(中文稱為“塊”)構成,block的基本單元是page(中文成為“頁”)。通常來說,每一個block由多個page組成。NAND Flash每一個page內包含Data area(數據存儲區)。每一個page內包含有一個擴展的Spare area(備用區)。所以每一個page的大小為Data area+Spare area。
NAND Flash結構示意圖
三.讀取和寫入
NAND Flash的讀寫以page為單位，在寫入前(在這里稱之為編程)，需要先擦除，擦除以block為單位，這些操作都會減少器件的壽命。由於NAND Flash的這種特性，使得它在編程時帶來了寫放大的副作用，並且管理算法更復雜，例如需要垃圾回收算法。所以一般我們對NAND Flash編程的步驟是，先把其中的有效數據page搬移到內存或者其他block中，然后擦除這個block，再把有效數據和新數據寫回去。這個過程造成了多余的寫入和擦除，這就是所謂的寫放大。
四.壞塊管理
Bad block(中文成為壞塊)指的是這個器件中一些不能正常工作的block，有的是出廠的時候就存在了，有的是使用壽命到了從好塊轉變而來的，成為新增壞塊。由於工藝和成本的限制，標准規范中出廠時器件是允許存在bad block的，只要它的容量小於總容量的2%就是允許的，這些被稱之為原始壞塊。這些原始壞塊會被廠商檢測出來並且做好標記，壞塊數量符合標准的便可以當作good die出售，不符合標准的被標上標記，稱之為ink die。ink die一般不太穩定，一般被買去做低端的產品，如山寨U盤。NAND Flash使用前，會進行全盤掃描，把壞塊檢測出來生成一張表，稱之為壞塊表，用於記錄原始壞塊，后續可以用來記錄新增壞塊。
五.使用壽命
NAND flash的每一次讀寫擦都會對減少自身的壽命。為了提高容量降低成本，NAND Flash從最初的SLC，向MLC，TLC還有QLC演變，單元存儲密度從1bit，向2bit，3bit和nbit遞增，但是擦寫次數卻不斷遞減，從100000次，向5000和1000次遞減。如果一個block壽命到了，寫入這個block的數據就會出現無法處理的bit反轉，這個block就不能再被使用了，需要管理算法使用保留的好塊去把這個新增壞塊替換下來，如果保留的好塊使用完了，那么就不能再往里面寫入數據了。所以管理算法需要具有平衡磨損模塊，用於記錄每個block的擦寫次數，盡量保證每個block的擦寫次數基本持平，從而提高整個器件的使用壽命。順便說一下，當一個器件被使用了很久以后，清空平衡磨損表重新建立，每個block的磨損壽命信息就已經丟失，這時候再使用這個器件就非常危險，因為可能某個block的磨損度已經很高了，但是卻沒有被記錄下來，這個block會突然出現無法處理的數據出錯。
六.產品與量產
NAND Flash一般不單獨使用，需要和專用控制器搭配組成一個系統。目前常見的使用NAND Flash的產品主要有固態硬盤(SSD),eMMC,SD記憶卡，U盤等。其中SSD和eMMC穩定性和性能要求比較高，一般需要使用品質優良的NAND Flash。以SSD來說明生產過程，其他產品流程類似。首先是量產，接着是檢測，合格后便可以作為正式產品出售。量產：①檢測NAND Flash和主控型號，找出對應的固件包和配置信息。②加載代碼到主控，啟動掃描flash流程。掃描完成后讀回壞塊表。③根據配置生成參數，和固件數據一起按照主控要求寫入NAND flash中。④啟動固件，並做基本的量產參數檢測，量產完成。檢測：①讀取設備固件數據信息。②把固件數據和設置的做匹配。