La memòria flaix. SSD. Els tipus de memòria flash. targeta de memòria

La memòria flash és un tipus de memòria de llarga durada per a ordinadors, en què els continguts poden ser reprogramades o suprimir un mètode elèctric. En comparació amb elèctricament programable i esborrable memòria de només accions anteriors es pot dur a terme en els blocs que es troben en diferents llocs. costa memòria flash molt menys de EEPROM, per la qual cosa s'ha convertit en la tecnologia dominant. Especialment en situacions on es necessita una preservació de dades estable i de llarg termini. El seu ús està permès en una varietat de circumstàncies: en reproductors d'àudio digital, càmeres, telèfons mòbils i telèfons intel·ligents, on hi ha aplicacions android especials a la targeta de memòria. A més, s'utilitza en la memòria USB, que tradicionalment s'utilitza per emmagatzemar informació i transferir entre els ordinadors. Ella va rebre una certa notorietat en el món del joc, en el qual s'inclou sovint en una relliscada per emmagatzemar dades sobre el progrés del joc.

descripció general

La memòria flash és un tipus que és capaç d'emmagatzemar informació a la targeta per un llarg temps sense utilitzar l'energia. A més es pot observar més alta velocitat d'accés a dades, i una millor resistència als cops cinètica en comparació amb els discs durs. Gràcies a aquestes característiques, s'ha convertit en una referència per als dispositius populars, alimentats per bateries i acumuladors. Un altre avantatge innegable és que quan una targeta de memòria flash es comprimeix en un sòlid, que sigui pràcticament impossible per destruir alguns dels mètodes físics estàndard, de manera que pot suportar l'aigua i alta pressió d'ebullició.

accés a dades de baix nivell

un mètode d'accés a dades, que es troba en la memòria flash és molt diferent de l'aplicada als tipus convencionals. l'accés de baix nivell es porta a terme pel conductor. Memòria de treball convencional respondre immediatament a les crides llegeixen la informació i registre, la devolució dels resultats d'aquestes operacions, i el dispositiu de memòria flash és tal que es necessitarà temps per a la reflexió.

El dispositiu i el principi de funcionament

De moment, la memòria flash comú, que està dissenyat per a odnotranzistornyh elements amb una porta "flotant". A través d'això, és possible proporcionar un emmagatzematge de dades d'alta densitat en comparació amb la RAM dinàmica, que requereix un parell de transistors i un element condensador. De moment el mercat està ple d'una varietat de tecnologies per a la construcció dels elements bàsics d'aquest tipus de mitjans, que estan dissenyats pels principals fabricants. La diferència és el nombre de capes, els mètodes d'escriptura i esborrat de la informació i l'organització estructura, que en general s'indica en el títol.

De moment, hi ha un parell de tipus de fitxes que són més comuns: NOR i NAND. En tant la memòria transistors connexió es fa a les línies de bit - en paral·lel i en sèrie, respectivament. El primer tipus de mides de cel·la són bastant grans, i hi ha una possibilitat d'accés aleatori ràpid, el que li permet executar programes directament des de la memòria. La segona es caracteritza per una mida de malla més petits, així com el ràpid accés seqüencial que és molt més convenient quan la necessitat de construir un dispositius de bloc d'emmagatzemar grans quantitats d'informació.

La majoria dels dispositius portàtils SSD utilitza el tipus de memòria NOR. Ara, però, s'està tornant cada vegada més populars dispositius amb una interfície USB. Ells fan servir la memòria de tipus NAND. A poc a poc es reemplaça la primera.

El principal problema - la fragilitat

Les primeres mostres de la producció en sèrie les unitats flash no eren del gust dels usuaris velocitats més altes. Ara, però, la velocitat de gravació i la lectura és a un nivell que es pot veure la pel lícula completa o executar-se en el sistema operatiu de l'ordinador. Diversos fabricants ja han demostrat la màquina, en què el disc dur es substitueix per la memòria flash. No obstant això, aquesta tecnologia té un inconvenient molt significatiu, que es converteix en un obstacle per a la substitució del suport de dades dels discos magnètics existents. A causa de la naturalesa dels dispositius de memòria flaix que permet l'esborrat d'informació i escriure un nombre limitat de cicles, que és assolible, fins i tot per a dispositius petits i portàtils, per no parlar de la freqüència amb què es realitza en els ordinadors. Si s'utilitza aquest tipus de mitjans de comunicació com una unitat d'estat sòlid en un PC, després ve ràpidament una situació crítica.

Això es deu al fet que una unitat d'aquest tipus es basa en la propietat de les transistors d'efecte de camp per emmagatzemar en el "flotant" porta de càrrega elèctrica, l'absència o la presència de les quals en el transistor es veu com una lògica un o zero en binari sistema numèric. Enregistrament i esborrat de dades en els electrons tunelitzat NAND de memòria produïts pel mètode de Fowler-Nordheim implica dielèctric. No requereix d'alta tensió, el que li permet fer una mida mínima de la cel·la. Però precisament aquest procés condueix a un deteriorament físic de les cèl·lules, ja que el corrent elèctric en aquest cas fa que els electrons penetren a la porta, trencant la barrera dielèctrica. No obstant això, una vida útil garantida de tal memòria és de deu anys. xip de la depreciació no es deu a la lectura de la informació, però a causa de les operacions del seu esborrat i escriptura, perquè la lectura no requereix canvis en l'estructura de les cèl·lules, però només passa un corrent elèctric.

Naturalment, els fabricants de memòria estan treballant activament en la direcció d'augmentar la vida de servei d'unitats d'estat sòlid d'aquest tipus: es fixen per assegurar la uniformitat de la gravació / esborrat dels processos en les cèl·lules de la matriu a un no usat més que altres. Per ruta del programa d'equilibri de càrrega s'utilitzen preferiblement. Per exemple, per eliminar aquest fenomen s'aplica a "anivellament de desgast" de la tecnologia. Les dades són sovint objecte de canviar, moure l'espai d'adreces de la memòria flaix, perquè el registre es porta a terme d'acord amb diferents adreces físiques. Cada controlador està equipat amb el seu propi algoritme d'alineament, per la qual cosa és molt difícil comparar l'eficàcia de diferents models com els detalls d'implementació no van ser revelats. Com tots els anys són cada vegada més necessari l'ús d'algoritmes més eficients que ajuden a assegurar l'estabilitat del rendiment del dispositiu el volum d'unitats de memòria flash.

Solució de problemes

Una forma molt eficaç per combatre el fenomen va ser donada una certa quantitat de redundància de memòria, mitjançant el qual es garanteix la uniformitat de la càrrega i de correcció d'errors per mitjà d'algoritmes especials per al reenviament de lògica física blocs de substitució que es produeixen amb un ús intensiu de memòria. I per evitar la pèrdua d'informació de la cèl·lula, defectuós, bloquejat o reemplaçat per la còpia de seguretat. Aquest tipus de programari fa possible bloc de distribució per assegurar la uniformitat de la càrrega mitjançant l'augment del nombre de cicles per 3-5 vegades, però això no és suficient.

targeta de memòria i altres dispositius d'emmagatzematge similars es caracteritzen pel fet que en la seva àrea de servei s'emmagatzema a la taula de sistema de fitxers. Evita que la informació llegida fallades a nivell lògic, per exemple, incorrectes o desconnectar el cessament sobtat del subministrament d'energia elèctrica. I ja que l'ús de dispositius extraïbles que proporciona el sistema d'emmagatzematge en memòria cau, la sobreescriptura freqüent té l'efecte més devastador en els continguts de la taula d'assignació de directori i arxiu. I fins i tot programes especials per a targetes de memòria no són capaços d'ajudar en aquesta situació. Per exemple, per a un sol usuari el maneig copiat milers d'arxius. I, pel que sembla, només una vegada aplicada als blocs de gravació en què es col·loquen. Però l'àrea de servei es corresponia amb cada actualització de qualsevol arxiu, és a dir, la taula d'assignació han estat sotmesos a aquest procediment milers de vegades. Per aquesta raó, en primer lloc, es produirà un error blocs ocupats per aquestes dades. Tecnologia "anivellament de desgast" treballa amb aquest tipus d'unitats, però la seva eficàcia és limitada. I llavors no importa el que vostè utilitza el seu ordinador, la unitat flaix es fa malbé fins i tot quan és proporcionada pel creador.

Cal destacar que l'augment de la capacitat d'aquests dispositius ha resultat en encenalls només al fet que el nombre total de cicles d'escriptura disminueix, ja que la cèl·lula es fan més petits, el que requereix menys voltatge i per dissipar particions d'òxid que aïllen "porta flotant." I aquí la situació és tal que un augment de la capacitat dels dispositius utilitza el problema de la seva fiabilitat s'ha tornat cada vegada més agreujada i targeta de la classe ara depèn de molts factors. L'operació fiable de tal decisió està determinada per les seves característiques tècniques, així com la situació actual del mercat en aquest moment. A causa de la forta competència obligat els fabricants a reduir els costos de producció de cap manera. Particularment mitjançant la simplificació del disseny, l'ús dels components d'un conjunt més barat, per al control de la fabricació i un debilitament d'altres maneres. Per exemple, la targeta de memòria "Samsung" costarà més que els seus homòlegs menys coneguts, però la seva fiabilitat és molt menys problemes. Però aquí també difícil parlar de la total absència de problemes, i només en els dispositius dels fabricants enterament desconegut és difícil esperar una mica més.

perspectives de desenvolupament

Mentre que hi ha avantatges evidents, hi ha una sèrie de desavantatges que caracteritzen la targeta de memòria SD, que impedeixen una major expansió de la seva aplicació. Per tant, es manté constant recerca de solucions alternatives a aquesta àrea. Per descomptat, en primer lloc tractar de millorar els actuals tipus de memòria flash, que no dóna lloc a alguns canvis fonamentals en el procés de producció existent. Així que, sens dubte, només una: empreses de fabricació d'aquest tipus d'unitats involucrades, intentaran utilitzar tot el seu potencial, abans de passar a un tipus diferent de seguir millorant la tecnologia tradicional. Per exemple, la targeta de memòria Sony produeix actualment en una àmplia gamma de volums, per tant, se suposa que és i continuarà sent venut de forma activa.

No obstant això, fins ara, sobre l'aplicació industrial del llindar de tota una gamma de tecnologies d'emmagatzematge alternatius, alguns dels quals poden ser implementades immediatament després de l'ocurrència de condicions de mercat favorables.

RAM ferroelèctrica (FRAM)

Es proposa principi de la tecnologia d'emmagatzematge ferroelèctric (memòria fram, FRAM) per construir una capacitat de memòria no volàtil. Es creu que el mecanisme de la tecnologia disponible, que consisteix a sobreescriure les dades en el procés de lectura per a totes les modificacions dels components bàsics, condueix a una certa contenció del potencial de dispositius d'alta velocitat. A FRAM - una memòria, caracteritzada per la senzillesa, alta fiabilitat i velocitat d'operació. Aquestes propietats són ara característic de DRAM - RAM no volàtil que existeix en aquest moment. Però llavors més serà afegit, i la possibilitat d'emmagatzematge a llarg termini de les dades, que es caracteritza per una targeta de memòria SD. Entre els avantatges d'aquesta tecnologia pot ser distingit resistència a diferents tipus de radiació penetrant que poden ser reclamats en dispositius especials que s'utilitzen per treballar en condicions d'augment de la radioactivitat o en la investigació espacial. mecanisme d'emmagatzematge d'informació es realitza mitjançant l'aplicació de l'efecte ferroelèctric. Això implica que el material és capaç de mantenir la polarització en absència de camp elèctric extern. Cada cel·la de memòria FRAM es forma mitjançant la col·locació de la pel·lícula ultrafina de material ferroelèctric en forma de cristalls entre un parell d'elèctrodes de metall plana que forma un condensador. Les dades en aquest cas es mantenen dins de l'estructura cristal·lina. Això evita que l'efecte de fugida de càrrega, el que provoca la pèrdua d'informació. Les dades en la FRAM-memòria es conserven fins i tot si la tensió d'alimentació.

RAM magnètica (MRAM)

Un altre tipus de memòria, que és considerat avui com molt prometedor, és MRAM. Es caracteritza per un rendiment de velocitat relativament alta i no volatilitat. cel·la unitat en aquest cas és la pel·lícula magnètica prima que es col·loca sobre un substrat de silici. MRAM és una memòria estàtica. No necessita tornar a escriure periòdica, i la informació no es perd quan s'apaga. Actualment, la majoria dels experts estan d'acord que aquest tipus de memòria pot ser cridada la tecnologia de pròxima generació com el prototip existent demostra un nivell bastant alt rendiment de velocitat. Un altre avantatge d'aquesta solució és el baix cost dels xips. La memòria flash es fa d'acord amb el procés CMOS especialitzada. Un xip MRAM es pot fabricar mitjançant processos de fabricació estàndard. A més, els materials poden servir com els utilitzats en mitjans magnètics convencionals. Produir grans lots d'aquests xips és molt més barat que tots els altres. Important funció MRAM-memòria és la capacitat d'activar a l'instant. Això és especialment important per als dispositius mòbils. De fet, en aquest tipus de cèl·lula es determina pel valor de càrrega magnètica, i no elèctric, com en la memòria flash convencional.

Memòria Unificada Ovonics (OUM)

Un altre tipus de memòria, en la qual moltes companyies estan treballant activament - és un semiconductors amorfa a força d'unitat d'estat sòlid. A la seva base es troba la tecnologia de transició de fase que és similar al principi de l'enregistrament en discs convencionals. Aquí, l'estat de fase de la substància en un camp elèctric es canvia de cristal·lí a amorf. I aquest canvi s'emmagatzema en absència de tensió. De convencionals discs òptics , com dispositius es caracteritzen en que l'escalfament té lloc per l'acció del corrent elèctric, no làser. La lectura es realitza en aquest cas a causa de la diferència en la capacitat de reflexió substàncies en diferents estats, que és percebut pel sensor de la unitat. Teòricament, aquesta solució té un emmagatzematge d'alta densitat de dades i la màxima fiabilitat, així com una major velocitat. Alta xifra és el nombre màxim de cicles d'escriptura, que utilitza una unitat d'ordinador, flash, en aquest cas es queda en diversos ordres de magnitud.

RAM calcogenur (CRAM) i de Canvi de Fase de memòria (PRAM)

Aquesta tecnologia es basa també en la base de les transicions de fase quan una substància de fase utilitzat en el vehicle serveix com un material amorf no conductor, i el segon conductor és cristal·lí. La transició de la cèl·lula de memòria d'un estat a un altre es porta a terme pel camp elèctric i calefacció. Tals xips es caracteritza per la resistència a la radiació ionitzant.

Informació de diverses capes va imprimir la targeta (Info-MICA)

dispositius de treball construïdes sobre la base d'aquesta tecnologia, basats en el principi de l'holografia de pel·lícula prima. La informació es grava com segueix: formar en primer lloc una imatge de dues dimensions transmesa al holograma de la tecnologia de CGH. La lectura de les dades es deu a la fixació del feix de làser a la vora d'una de les capes de gravació, els empleats de guies d'ona òptiques. La llum es propaga al llarg d'un eix que està disposat paral·lel al pla de la capa, que forma la imatge de sortida corresponent a la informació registrada prèviament. Les dades inicials es poden obtenir en qualsevol moment a través de l'algoritme de codificació inversa.

Aquest tipus de memòria favorablement amb el semiconductor a causa del fet que s'assegura una alta densitat de dades, baix consum d'energia i baix cost del portador, la seguretat ambiental i la protecció contra l'ús no autoritzat. Però tornar a escriure la informació de targetes de memòria tals no permet, per tant, pot servir només com un emmagatzematge a llarg termini, substituir el medi de paper o un discs òptics alternatius per a la distribució de continguts multimèdia.