Smíšený

Co je technologie Flash Memory?

Co je technologie Flash Memory?


Technologie flash paměti se používá pro mnoho forem elektronického ukládání dat. Jeho pohodlné používání znamená, že v posledních letech se jeho použití výrazně zvýšilo a je k dispozici v mnoha formátech.

Flash paměť je energeticky nezávislá forma ukládání elektronických dat, a proto se používá v mnoha oblastech, kde je potřeba krátkodobé a střednědobé ukládání dat.

Technologie paměti Flash je viditelná v mnoha podobách: vše od známých paměťových karet Flash USB a paměťových karet fotoaparátů, jako jsou kompaktní karty Flash nebo CF a SD, až po aplikace jako počítačové pevné disky, kde nahrazuje starší disk technologie, které jsou pomalejší, méně spolehlivé a křehčí.

Díky svému širokému použití se Flash stal jednou z nejpoužívanějších forem polovodičové paměti a jeho použitím sahajícím od široce viditelných paměťových karet a paměťových karet fotoaparátů atd. Do položek, jako jsou pevné disky pro počítače, se tato technologie viděl ještě více.

Co je Flash paměť?

Úložiště paměti Flash je forma energeticky nezávislé paměti, která se zrodila z kombinace tradičních EPROM a E2PROM. Tyto dvě formy paměti jsou v dnešní době viditelné jen příležitostně a převzaly je další formy paměti, včetně Flash.

V podstatě používá Flash paměť stejnou metodu programování jako standardní EPROM a metodu mazání E2PROMENÁDA.

Jednou z hlavních výhod, které má flash paměť ve srovnání s EPROM, je její schopnost elektricky mazat.

Není však možné vymazat každou buňku ve flash paměti jednotlivě, pokud do čipu není přidáno velké množství dalších obvodů. To by výrazně zvýšilo náklady, a proto většina výrobců upustila od tohoto přístupu ve prospěch systému, kdy je celý čip nebo jeho velká část blokována nebo vymazána bleskem - odtud název.

Dnes má většina čipů flash paměti selektivní mazání, které umožňuje mazání částí nebo sektorů flash paměti. Jakékoli vymazání však stále znamená, že je třeba vymazat významnou část čipu.

Historie vývoje paměti Flash

Flash paměť sahá do doby kolem roku 1980, kdy koncept vyvinul v Toshibě Dr. Fujio Masuoka. To bylo později představeno na 1984 IEEE International Electron Devices Meeting, IEDM konaném v San Francisku v Kalifornii.

Základní laboratorní koncept trval několik let, než se vyvinul do produktu, který by mohl být komerčně uveden na trh. Společnost Intel uvedla na trh první komerční čipy v roce 1988 - jednalo se o typy založené na NOR.

Flash paměti NOR měly relativně dlouhé doby mazání a zápisu. Společnost Toshiba znovu vyvinula svou technologii dále a mohla oznámit technologii NAND na veletrhu IEDM v roce 1987. Tato technologie však stále potřebovala další vývoj, aby se mohla dostat na komerční trh.

Výhodou NAND flash bylo, že snížila dobu mazání a zápisu a měla vyšší hustotu úložiště.

Flash paměť se v posledních letech významně rozvinula a je široce používána v mnoha aplikacích, které se nacházejí jako USB paměťové karty, kompaktní Flash karty, SD paměťové karty a dokonce i jako flash disky, v některých počítačích také nazývané SSD.

Jak funguje Flash paměť

Technologie použitá k výrobě flash pamětí je založena na čipech EEPROM (elektricky vymazatelná programovatelná paměť jen pro čtení), které se skládají z paměťových bank vytvořených z ukládání buněk umístěných v mřížce sloupců a řádků.

Základní buňka paměti Flash se skládá z kanálu dlouhého přibližně 1 µm se zdrojem a odtokovými elektrodami na obou koncích. Nad kanálem v paměťové buňce Flash je plovoucí brána, která je od kanálu oddělena mimořádně tenkou vrstvou oxidu, která je obvykle tlustá pouze 100 Á. Právě kvalita této vrstvy je rozhodující pro spolehlivý provoz paměti.

Je to úložiště náboje na plovoucí bráně, které je klíčem k činnosti paměťové buňky Flash.


Spolehlivost a životnost flash paměti

Když byla Flash paměť poprvé představena, měla relativně krátkou životnost. Opakované použití buněk způsobilo degradaci paměti. Flash paměť byla používána pouze pro omezený počet cyklů čtení / zápisu.

V dnešní době byla technologie paměti Flash výrazně vylepšena a spolehlivost není problém, kterým byla. Flash paměti však začleňují schéma takzvaného vyrovnávání opotřebení, aby se snížil dopad na buňky nebo oblasti paměti, které mohou být vysoce využívány.

Vyrovnávání opotřebení sleduje využití různých oblastí celkové paměti a snaží se využívat všechny oblasti rovnoměrně, čímž vyrovnává využití.


Výhody a nevýhody paměti Flash

Stejně jako u jakékoli technologie existují různé výhody a nevýhody. Při určování optimálního typu paměti, která má být použita, je nutné vzít v úvahu všechny tyto skutečnosti.

Výhody paměti Flash

  • Energeticky nezávislá paměť
  • Snadno přenosné (např. USB flash disky, flash karty fotoaparátů atd.)
  • Mechanicky robustní

Nevýhody paměti Flash

  • Vyšší cena za bit než u pevných disků
  • Pomalejší než jiné formy paměti
  • Omezený počet cyklů zápisu a mazání
  • Před zápisem nových dat musí být data vymazána
  • Data jsou obvykle mazána a zapisována do bloků

Je zřejmé, že při zvažování použití paměti Flash v konkrétní aplikaci je nutné zvážit výhody a nevýhody.

Typy flash paměti

Existují dva základní typy paměti Flash. I když používají stejnou základní technologii, způsob, jakým jsou určeny pro čtení a psaní, se mírně liší. Jsou to dva typy paměti flash:

  • NAND Flash paměť: Paměti NAND Flash mají jinou strukturu než paměti NOR. K tomuto typu flash paměti se přistupuje podobně jako k blokovým zařízením, jako jsou pevné disky. Pokud se mají číst paměti NAND Flash, musí být obsah nejprve stránkován do paměti RAM mapované v paměti. Díky tomu je přítomnost jednotky pro správu paměti nezbytná.
  • NOR Flash paměť: Paměť NOR Flash je schopna číst jednotlivé buňky paměti Flash a v tomto režimu se chová jako tradiční ROM. U funkcí mazání a zápisu se příkazy zapisují na první stránku mapované paměti, jak je definováno v „běžném rozhraní flash“ vytvořeném společností Intel.

NAND / NOR kompromis: NAND Flash paměti a NOR Flash paměti lze použít pro různé aplikace. Některé systémy však budou používat kombinaci obou typů paměti Flash. Typ paměti NOR se používá jako ROM a paměť NAND je rozdělena na souborový systém a používá se jako oblast úložiště s náhodným přístupem.

Flash paměť je obzvláště důležitá forma polovodičové paměti. Nyní je široce používán a je pravděpodobně jednou z nejdůležitějších forem střednědobého skladování.

Jak již bylo zmíněno, Flash paměť lze vidět v nejrůznějších podobách a použitích, od flash paměťových USB flash karet po Compact Flash karty používané pro fotoaparáty, SD karty ve fotoaparátech, micro SD karty v telefonech. Kromě toho lze pomocí paměti Flash vidět mnoho dalších položek elektroniky. Rovněž významně zasahuje do trhu s pevnými disky počítačů, kde jsou nyní široce používány pevné disky SSD.

Z pohledu všech aplikací je technologie Flash paměti jednou z klíčových forem technologie polovodičových pamětí, která se dnes používá.


Podívejte se na video: - See How a CPU Works (Prosinec 2021).