Rezumat de memorie flash

Unitate flash USB

Memoria Flash este un fel de memorie reversibilă de tip semiconductor semiconductor (PROM).

Nu conține părți în mișcare, deci, spre deosebire de unitățile de hard disk, este mai fiabil și mai compact.

De asemenea, recent, dispozitivele flash USB (unitate flash USB, unitate USB, unitate USB), care înlocuiesc pe scară largă dischetele și CD-urile, au devenit pe scară largă.

Unitățile SSD moderne se bazează pe controale multicanal, oferind citiri paralele de la mai multe cipuri de memorie flash. Din acest motiv, performanța lor a crescut atât de mult încât factorul de limitare este deja lățimea de bandă a interfeței SerialATA II.

1. Principiul funcționării

Memoria flash stochează informații într-o serie de tranzistoare cu porți flotante, numite celule (celula engleză). În dispozitivele celulare tradiționale cu un singur nivel (SLC), fiecare dintre acestea poate stoca doar un singur bit. Unele dispozitive noi cu celule multi-nivel (MLC, celula cu trei niveluri, TLC [2]) pot stoca mai mult de un bit utilizând un nivel diferit de încărcare electrică pe poarta plutitoare a tranzistorului.

În inima acestui tip de bliț este un element OR-NOT (engleză NOR), deoarece într-un tranzistor cu porți plutitoare, tensiunea joasă pe poartă înseamnă una.

Tranzistorul are două obloane: un control și unul plutitor. Acesta din urmă este complet izolat și capabil să dețină electroni de până la 10 ani. Celula are, de asemenea, o chiuvetă și o sursă. La programarea cu o tensiune pe poarta de control, se creează un câmp electric și apare un efect de tunel. Unele electroni tunel prin stratul izolator și intra în poarta plutitoare. Încărcarea pe poarta plutitoare schimbă "lărgimea" canalului sursei de scurgere și conductivitatea sa, care este folosită la citire.

Programarea și citirea celulelor variază foarte mult în consumul de energie: dispozitivele de memorie flash consumă destul de mult curent de scriere, în timp ce lectura consumă puțină energie.

Pentru a șterge informațiile, se aplică o tensiune negativă mare la poarta de comandă, iar electronii de la trecerea porții plutitoare (tunel) la sursă.

În arhitectura NOR, fiecare tranzistor trebuie să fie contactat individual, ceea ce mărește dimensiunea circuitului. Această problemă este rezolvată folosind arhitectura NAND.

Tipul NAND se bazează pe elementul NAND (NAND engleză). Principiul de funcționare este același, de la tipul NOR diferă doar la plasarea celulelor și a contactelor acestora. Ca urmare, nu mai este necesar să faceți un contact individual cu fiecare celulă, astfel încât mărimea și costul chipului NAND pot fi substanțial mai mici. De asemenea, înregistrarea și ștergerea apar mai repede. Cu toate acestea, această arhitectură nu vă permite să accesați o celulă arbitrară.

Pentru a asigura o densitate maximă (și, prin urmare, capacitate), memoria flash produsă utilizând tehnologia NAND folosește elemente de dimensiune minimă și, prin urmare, spre deosebire de blițul NOR, există celule proaste (care nu ar trebui utilizate), ceea ce complică munca cu o astfel de memorie. În plus, blocurile de memorie din blițul NAND sunt prevăzute cu un CRC pentru verificarea integrității.

Arhitecturile NAND și NOR există acum în paralel și nu concurează reciproc, deoarece găsesc aplicații în diferite domenii. NOR - pentru stocarea simplă a datelor mici, NAND - pentru stocarea dimensiunilor maxime.

2. Istorie

Memoria flash a fost inventată de inginerul Toshiba Fujio Masuoka în 1984. Numele "flash" a fost, de asemenea, inventat în Toshiba de colegul lui Fujio, Shoji Ariizumi, deoarece procesul de ștergere a conținutului memoriei îi aducea aminte de un flash (flash englezesc). Masuoka și-a prezentat lucrările la reuniunea IEEE 1984 International Devices Devices Meeting (IEDM), desfășurată la San Francisco, California. Intel a înregistrat un mare potențial în invenție, iar în 1988 a lansat primul cip flash comercial NOR.

Memoria flash de tip NAND a fost anunțată de Toshiba în 1989 la Conferința Internațională a Circuitelor Solid State. Avea mai multă viteză de scriere și mai puțin spațiu pentru chip.

3. Caracteristici

În general, volumul cipului de memorie flash este măsurat de la kilobyte la zeci de gigaocteți.

4. Sisteme de fișiere

Principala slăbiciune a memoriei flash este numărul de cicluri de rescriere. Situația se agravează și datorită faptului că sistemele de operare scriu adesea date în același loc. Tabela sistemului de fișiere este adesea actualizată, astfel încât primele sectoare de memorie să-și consume stocul mult mai devreme. Încărcarea prin încărcare vă permite să prelungiți semnificativ durata de viață a memoriei.

Pentru a rezolva această problemă, au fost create sisteme speciale de fișiere: exFAT pentru Microsoft Windows și JFFS2 [12] și YAFFS [13] pentru GNU / Linux.

Unitățile flash USB și cardurile de memorie, cum ar fi Secure Digital și CompactFlash, au un controler încorporat care detectează și corectează erorile și încearcă să utilizeze în mod uniform resursa de recalculare a blitului [14]. La astfel de dispozitive, nu are sens [15] să folosească un sistem de fișiere special - pentru o mai bună compatibilitate și performanță (luând în considerare funcționarea specifică a controlerului), se utilizează un FAT utilizat pe scară largă.

5. Aplicație

Carduri Flash de diferite tipuri (potrivire pentru compararea scalelor)

Memoria flash este cea mai cunoscută pentru utilizarea în unități flash USB (unitate flash USB engleză). În general, se utilizează memoria de tip NAND, care este conectată prin USB prin interfața USB USB (USB MSD). Această interfață este susținută de toate sistemele de operare moderne.

În prezent, există o gamă largă de unități flash USB, diverse forme și culori. Pe piață există unități flash USB cu criptare automată a datelor scrise pe ele. Cele mai renumite sunt Kingston DataTraveler 5000, Kingston DataTraveller Vault, Ironkey S200, SanDisk Extreme Contour.

Există distribuții speciale ale GNU / Linux și versiuni ale programelor care pot funcționa direct de pe unități USB, de exemplu, pentru a-și folosi aplicațiile într-un café Internet.

Tehnologia ReadyBoost din Windows Vista și Windows 7 poate utiliza o unitate flash USB sau o memorie flash specială încorporată în calculator pentru a crește performanța. [17]

Memoria NOR este adesea folosită în dispozitivele de memorie BIOS și ROM, cum ar fi modemurile DSL, routerele etc. Memoria flash ușurează actualizarea firmware-ului dispozitivelor, în timp ce viteza de înregistrare și volumul pentru astfel de dispozitive nu sunt atât de importante.

6. Tipuri de cartele de memorie

Există mai multe tipuri de cartele de memorie utilizate în dispozitivele portabile:

MMC (cartelă multimedia): Cardul MMC are o dimensiune mică - 24 × 32 × 1,4 mm. Dezvoltat în comun de SanDisk și Siemens. MMC conține un controler de memorie și este foarte compatibil cu o varietate de dispozitive. În majoritatea cazurilor, cardurile MMC sunt acceptate de dispozitive cu slot SD.

Memory Stick Duo. Acest standard de memorie a fost dezvoltat și întreținut de Sony. Cazul este suficient de puternic. În prezent - aceasta este memoria cea mai scumpă din toate cele prezentate. Memory Stick Duo a fost dezvoltat pe baza standardului Memory Stick, distribuit pe scară largă, de la aceeași cameră Sony, este de dimensiuni mici (20 × 31 × 1,6 mm).

Memory Stick Micro (M2): Acest format este un concurent al formatului microSD (în mărime), păstrând în același timp avantajele cardurilor de memorie Sony.

xD-Picture Card. Folosit în camere digitale de la Olympus, Fujifilm și alții.