大量的读/写会使闪存本身恶化吗？

Posted 2023-04-18

【中文标题】大量的读/写会使闪存本身恶化吗？

【英文标题】：Can a high number of read/write deteriorate the flash itself?

【发布时间】：2018-02-09 10:49:58

【问题描述】：

在 STM32/ESP/ARM 等嵌入式微控制器上，一般情况下外部闪存上的高 I/O 是否存在劣化问题？

我说的是著名的 4Mb/8Mb/16Mb QSPI 闪存，通常代码也驻留于此。

例如，假设每 30 秒我要写一个 int 并且我整天都这样做，flash 迟早会死吗？

在这种情况下，能够承受高 IO 的嵌入式系统的最佳硬件是什么？有哪些解决方法？

【问题讨论】：

只需阅读设备上的规格。简短的回答是的，你会磨损它。几天或几周或几个月？必须阅读规格...

解决方法是使用 ram，它不会像那样磨损，在断电之前将状态保存到闪存。您的系统设计使得您有足够的备用电源（大容量电容、电池等）在您检测到设备断电以保存到闪存/eeprom/任何东西后生存。

另一种选择就是电池供电，就像我们的 PC 使用的那样。

您必须小心从外部 spi 闪存中运行代码（甚至不确定您是如何做到的，注意 arm 是核心/IP 而不是微控制器）您可能会遇到读取干扰问题。单片机中的内存没有这些问题（否则产品会出现故障并迅速从产品卡中删除）。

很简单，一个二极管和一个电容就可以了。上限是您的备用电源，二极管保护该电源不流向电源，因此它允许电流进入。您将感应线放在二极管的电源侧（将其连接到 gpio 引脚），当它去时盖帽使零件保持活动状态，但是 gpio 引脚会改变状态，中断所有这些设计，因此您知道最坏情况下的闪存写入时间，并有足够的电容来保持较长的加裕量。还有更复杂的方法。

【参考方案1】：

是的，正如评论者所评论的那样，它最终会失败。在数据表中查找通常称为“耐力”的规范。常见的片上 NAND 闪存耐久性限制范围从 10,000 次写入到 100,000 次写入，有时甚至更高，但唯一重要的数字是特定部件数据表中的数字。一旦了解了耐用性，您就可以设计出一种根据写入大小、频率、可能的压缩、RAM 缓存等来预测合理寿命的设计。

【讨论】：

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【参考方案2】：

例如，假设每 30 秒我要写一个 int 并且我这样做 > 整天，flash 迟早会死吗？

在数据表中查找写入周期数，然后计算。假设您的零件可以承受 1000000 次写入周期，那么每 30 秒执行一次写入将在 3000 万秒内开始磨损。一年大约是 3150 万秒...

在这种情况下，能够>承受高 IO 的嵌入式系统的最佳硬件是什么？

一些FRAM (Ferroelectric RAM) 最多可以支持10¹² 个读/写周期。即使你每秒都在访问它，它也会持续 31689 年。请注意，读取也很重要，但这不会成为问题，除非您的设备断电并且必须每秒启动一次。

有什么解决方法？

磨损均衡，这就是 SD 卡和 SSD 驱动器中的控制器所做的。但是你需要一个不成比例的大闪光灯才能为几个计数器做到这一点。

一些微控制器具有少量备用 RAM，可以通过单独的 V_bat 引脚使用电池或超级电容器供电。不要忘记每隔几年更换一次电池。不过，以电池和插座的价格，你会得到一个 FRAM。

【讨论】：

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