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Permanentspeicher ohne Strom Was ist NOR-Flash?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

NOR-Flash ist ein Flash-Speichertyp, der sich von NAND-Flash unterscheidet. Er ist aus NOR-Gattern aufgebaut und ermöglicht den wahlfreien Zugriff beim Lesen der Daten. Der nicht-flüchtige Speicher eignet sich für viele Schreib-/Löschzyklen und kommt für Boot-Programme oder Firmware in Computern zum Einsatz.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Der Name „NOR-Flash“ leitet sich von der Tatsache ab, dass der Flash-Speicher aus NOR-Gattern aufgebaut ist.(Der Begriff „NOR“ leitet sich vom Englischen not or (deutsch „nicht oder“) oder (neither) nor (deutsch „(weder) noch“) ab.) Es handelt sich um einen Typ von Flash-Speicher, der sich in seiner Architektur und seinen Eigenschaften vom NAND-Flash unterscheidet. NOR-Flash-Speicher ist ein Permanentspeicher (nicht-flüchtiger Speicher) und behält seine Informationen auch ohne Stromversorgung. Er wurde als flexibler Ersatz für ROM-, EPROM- und PROM-Speicher entwickelt und kam erstmals Ende der 1980er-Jahre auf den Markt.

Ansprechbar sind die NOR-Gatter des Speichers über Bit- und Wortleitungen. Das Lesen der gespeicherten Daten ist wahlfrei möglich. Beim Schreiben und Löschen von Daten ist die Blockstruktur des Speichers einzuhalten, weshalb diese Aktionen blockweise zu erfolgen haben. Im Vergleich zu NAND-Flash ist die Speicherdichte des NOR-Flashs niedriger. Dank der Ansprechmöglichkeit über klassische Datenbus- und Adressschnittstellen ist keine zusätzliche Logik für die Anbindung an das Bussystems eines Controllers notwendig. Der typische Anwendungsbereich von NOR-Flash-Speichern ist die permanente Speicherung von Boot-Programmen oder Firmware in Computern oder Smartphones.

Funktionsprinzip des NOR-Flashs

NOR-Flash-Speicher speichert Informationen in Form von Ladungen in einem Halbleiter-Chip. Die Informationen bleiben ohne angelegte Energieversorgung erhalten. Die einzelnen Speicherzellen des NOR-Flashs sind parallel verschaltet und gestatten einen wahlfreien Lesezugriff. Beim Schreiben ist die Gruppierung der Daten in Blöcken zu beachten. Löschbar sind immer nur komplette Blöcke. Die übliche Blockgröße beträgt 64 Kibibyte (KiB), kann aber variieren. Aufgrund der Blockstruktur ist die Lesegeschwindigkeit um ein Vielfaches höher als die Schreibgeschwindigkeit.

Abgrenzung zwischen NOR- und NAND-Flash

Wesentliche Unterschiede zwischen NOR- und NAND-Flash ergeben sich in der Schreib-/Lesegeschwindigkeit und der Speicherdichte. NAND-Flash gestattet das Lesen und Schreiben nur blockweise. Das wahlfreie Lesen wie bei einem NOR-Flash ist nicht möglich, weshalb die Lesegeschwindigkeit niedriger ist. Im Vergleich zum NOR-Flash-Speicher ist die Speicherdichte jedoch höher, und die Herstellungskosten sind niedriger. Auf gleicher Fläche lassen sich mehr Informationen speichern. Während NOR-Flash-Speicher aufgrund des wahlfreien Lesens hauptsächlich als Programmspeicher für die Ausführung von Code wie Firmware oder Boot-Code zum Einsatz kommen, eignet sich NAND-Flash sehr gut als Ersatz mechanischer Festplatten und wird für USB-Sticks, Speicherkarten oder SSDs verwendet.

In mobilen Geräten wie Smartphones oder Tablets ist teilweise NOR- und teilweise NAND-Flash zu finden. Der NOR-Flashspeicher wird zum Booten des Betriebssystems genutzt, der NAND-Flash-Speicher für alle übrigen Daten wie Apps, Musik oder Videos.

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