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存儲器Flash頁、扇區(qū)、塊的區(qū)別

時(shí)間：2021-11-29 16:37:12
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[導(dǎo)讀]關(guān)注星標(biāo)公眾號，不錯(cuò)過精彩內(nèi)容作者?|strongerHuang微信公眾號|嵌入式專欄大家都知道Flash是用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，但很多讀者看到頁(Page)、扇區(qū)(Sector)、塊(Block)等這些單位時(shí)一臉懵逼，這到底是什么，有什么區(qū)別？下面就來講講關(guān)于Flash內(nèi)部結(jié)構(gòu)...


作者 | strongerHuang


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大家都知道Flash是用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器，但很多讀者看到頁(Page)、扇區(qū)(Sector)、塊(Block)等這些單位時(shí)一臉懵逼，這到底是什么，有什么區(qū)別？



下面就來講講關(guān)于Flash內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織以及相關(guān)的內(nèi)容。




頁、扇區(qū)、塊的描述


扇區(qū)、塊這些專用名詞，其實(shí)是從早期的軟盤、硬盤等存儲器發(fā)展而來，目的是將一個(gè)存儲器劃分為多個(gè)（扇區(qū)、塊）區(qū)域，更方便的編程管理這些存儲單元。


1.頁（Page）


Flash存儲器中一種區(qū)域劃分的單元，好比一本書中一頁（其中包含N個(gè)字）。
比如：STM32F1中小容量芯片內(nèi)部Flash，1K字節(jié)為1頁，整個(gè)Flash分為32頁（當(dāng)然，不同容量的芯片，頁數(shù)不同）。



注：不同廠家的、不同類型存儲器的頁大小不同，1KB、2KB、4KB等各種容量的頁大小都有。




2.扇區(qū)（Sector）


扇區(qū)和頁類似，也是一種存儲結(jié)構(gòu)單元，只是扇區(qū)更常見，大部分Flash主要還是以扇區(qū)為最小的單元。
比如：W25Q256芯片以4KB為1扇區(qū)。



同樣：不同廠家的、不同類型存儲器的扇區(qū)大小可能不同。
3.塊(Block)


塊，比扇區(qū)更高一個(gè)等級，一般1塊包含多個(gè)扇區(qū)。




同樣，以上圖W25Q256芯片為例：1塊包含16個(gè)扇區(qū)。




4.額外說明


不同廠家的、不同類型存儲器的劃分方式不同，有的以頁為最小單元，有的以扇區(qū)為最小單元，但大部分都以扇區(qū)為最小單元。




還有，你可能會看到一些其他的名詞，比如：和扇區(qū)一個(gè)級別的SubSector，和塊一個(gè)級別的Bank、Bulk等。




它們的區(qū)別


其實(shí)，從上面的描述，大家應(yīng)該看出來它們的區(qū)別了。




用包含關(guān)系來描述Flash物理分區(qū)的話：芯片包含多個(gè)塊，塊又包含多個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)又包含多個(gè)頁，頁包含多個(gè)字節(jié)。




根據(jù)容量大小來說，它們的關(guān)系：
 頁（Page）< 扇區(qū)（Sector） < 塊（Block）< 芯片（Chip）




網(wǎng)上有一個(gè)很形象的比如：
Flash芯片就像一列火車，塊（Block）就像一節(jié)車廂，車廂里的每排座位就像一個(gè)扇區(qū)（Sector）。


文件系統(tǒng)中的扇區(qū)、塊


上面描述的Flash存儲器物理地址的劃分，為了方便管理，編程讀寫操作Flash時(shí)引入了文件系統(tǒng)。




文件系統(tǒng)的種類很多，比如：FAT、FAT32、exFAT 、 Ext3、 NFS、 NTFS等。不同文件系統(tǒng)，底層對存儲地址的劃分可能不同。




在MCU這類嵌入式系統(tǒng)中，頁、扇區(qū)是最小的物理存儲單元，但在Windows、Linux這類系統(tǒng)中，這么小的存儲單元已經(jīng)不能滿足要求了（不能對眾多扇區(qū)尋址），于是就會以塊作為最小的尋址單元。




在Windows環(huán)境下，塊是另外一種稱呼，叫簇，可以理解一群、一組（扇區(qū)）。




注：簇是操作系統(tǒng)所使用的邏輯概念，而非磁盤的物理特性。
最小存儲單元如果太小了，會造成尋址空間不夠，像現(xiàn)在動(dòng)輒上G、T的存儲容量，太小了肯定
如果太大，會造成存儲空間的浪費(fèi)，也就是所謂的碎片。
所以，最小存儲單元應(yīng)該要根據(jù)存儲器大小設(shè)置一個(gè)合理的值，就如U盤分配單元大小一樣：



U盤格式化時(shí)，一般建議選擇默認(rèn)配置即可。
------------ END ------------





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