Memoria flash. SSD. Tipo de memoria flash. tarxeta de memoria

A memoria flash é un tipo de memoria de longa duración para ordenadores, na que os contidos poden ser reprogramados ou eliminar un método eléctrico. En comparación con electricamente Erasable Programmable Read Only Memory accións anteriores, poderá realizarse nos bloques que están en lugares diferentes. memoria flash custa moito menos do que EEPROM, polo que chegou a ser a tecnoloxía dominante. Especialmente en situacións que precisa de unha conservación de datos estable e de longo prazo. O seu uso está permitido nunha variedade de circunstancias: a players dixitais de audio, cámaras, teléfonos móbiles e smartphones, onde existen aplicacións Android especiais na tarxeta de memoria. Ademais, é usado en USB-Stick, tradicionalmente usado para almacenar informacións e transferencia entre ordenadores. Ela recibiu unha certa notoriedade no mundo dos xogos, onde a miúdo incluídos nun deslizamento para almacenar datos sobre a marcha do xogo.

descrición xeral

A memoria flash é un tipo que é capaz de almacenar informacións sobre a súa tarxeta por un longo tempo sen usar o poder. Ademais, pódese observar maior acceso a datos de velocidade, e mellor resistencia ó choque cinética en comparación cos discos duros. Grazas a esas características, tornouse unha referencia para os dispositivos populares, alimentados por baterías e acumuladores. Outra vantaxe innegable é que, cando unha tarxeta de memoria flash está comprimida en forma dun sólido, é practicamente imposible para destruír algúns métodos físicos convencionais, de xeito que pode resistir a auga a ferver e de alta presión.

acceso a datos de baixo nivel

un método de acceso a datos, situado na memoria flash é moi diferente do aplicado aos tipos convencionais. Acceso de baixo nivel é realizada polo condutor. RAM normal de responder de inmediato ás chamadas ler información e gravar, retornando os resultados de tales operacións, eo dispositivo de memoria flash é tal que iso vai levar tempo para a reflexión.

O dispositivo eo principio de funcionamento

Neste momento, a memoria flash común, que está concibida para odnotranzistornyh elementos cun "flotante" porta. A través diso, é posible proporcionar un dispositivo de almacenamento de datos de alta densidade, en comparación coa RAM dinámica, o que require un par de transistores e un elemento de condensador. No momento en que o mercado está cheo de unha variedade de tecnoloxías para construír os elementos básicos para este tipo de medios, que son deseñados polos principais fabricantes. A diferenza é que o número de capas, os métodos de escritura e eliminar a información e organización estrutura, que é normalmente indicado no título.

Polo momento, hai un par de tipos de chips que son máis comúns: NOR e NAND. En ambos os transistores de memoria de conexión está feito para as liñas de bit - en paralelo e en serie, respectivamente. O primeiro tipo de tamaños de células son moi grandes, e hai unha posibilidade de acceso aleatorio rápido, o que lle permite executar programas directamente da memoria. A segunda é caracterizada por pequenas tamaños de punto, así como o acceso secuencial rápida que é moito máis cómodo, cando a necesidade de construción dun dispositivo de tipo bloque que vai almacenar grandes cantidades de información.

A maioría dos dispositivos portátiles SSD utiliza tipo de memoria NOR. Agora, con todo, se está facendo cada vez máis popular dispositivos cunha interface USB. Eles usan a memoria do tipo NAND. Pouco a pouco, el substitúe o primeiro.

O principal problema - a fraxilidade

As primeiras mostras de produción en serie drives flash non agradou aos usuarios velocidades máis altas. Agora, con todo, a velocidade de gravación e lectura está nun nivel que se pode ver filme completo ou executado no sistema operativo do ordenador. Un certo número de fabricantes xa demostraron a máquina, onde a unidade de disco duro é substituído por memoria flash. Pero esta tecnoloxía ten unha desvantaxe moi significativa, o que se fai un obstáculo para a substitución do soporte de datos dos discos magnéticos existentes. Debido á natureza de dispositivos de memoria flash que permite escribir e borrar información dun número limitado de ciclos, o que é posible, mesmo para dispositivos pequenos e portátiles, para non mencionar as veces está feito en computadores. Se usar este tipo de medios como unha unidade de estado sólido nun PC, a continuación, ven axiña nunha situación crítica.

Isto é debido ao feito de que unha tal unidade está construído sobre a propiedade de transistores de efecto de campo para almacenar na porta "flotante" carga eléctrica, a ausencia ou presenza dos cales o transistor é visto como un lóxico un ou cero en binario sistema de numeración. Gravación e borrar os datos nos electróns NAND de memoria encapsulado producidos polo método de Fowler-Nordheim inclúen dieléctrico. Non require alta tensión, que permite que fai un tamaño mínimo de móbil. Pero precisamente este proceso leva á deterioración física das células, xa que a corrente eléctrica, neste caso, fai que os electróns penetran na porta, rompendo o dieléctrica barreira. Con todo, unha vida útil garantida de tal memoria é de dez anos. chip de depreciación non é por causa de ler a información, pero por mor das operacións da súa borrar e escribir, porque a lectura non require cambios na estrutura das células, pero só pasa unha corrente eléctrica.

Por suposto, os fabricantes de memoria están a traballar activamente no sentido de aumentar a vida de unidades de estado sólido deste tipo de servizo: son fixos para asegurar a uniformidade da gravación / borrar procesos nas células da matriz para non gasto máis do que outros. Para balance de carga camiño de programa son utilizados de preferencia. Por exemplo, para eliminar este fenómeno aplícase a "nivelación de desgaste" tecnoloxía. Os datos son a miúdo suxeitos a cambios, move o espazo de enderezo de memoria flash, porque o rexistro é realizado de acordo con diferentes enderezos físicos. Cada controlador está equipado co seu propio algoritmo de aliñamento, polo que é moi difícil comparar a eficacia de diferentes modelos, como os detalles de implementación non foron divulgados. Como todos os anos o volume de unidades flash son cada vez máis necesario o uso de algoritmos máis eficientes que axudan a garantir a estabilidade do rendemento do dispositivo.

Solución de problemas

Unha forma moi eficaz para combater o fenómeno foi dada unha certa cantidade de redundancia de memoria, polo cal o uniformidade da carga é garantía e corrección de erros por medio de algoritmos especiais para o reenvío lóxico físico bloques de substitución que se producen co uso abondo de tarxeta de memoria. E para evitar a perda de información de cela, defectuoso, bloqueado ou substituído polo backup. Este tipo de software é posible bloquear a distribución para asegurar a uniformidade da carga, aumentando o número de ciclos por 3-5 veces, pero iso non é suficiente.

tarxeta de memoria e outros dispositivos de almacenamento similares caracterízanse polo feito de que na súa área de servizo é almacenado coa táboa de sistema de ficheiros. Ela impide que a información ler fallos ao nivel lóxico, por exemplo, incorrectas ou desactivar o cesamento súbita da subministración de enerxía eléctrica. E desde cando o uso de dispositivos extraíbles proporcionados polo sistema de caché, a substitución frecuente ten o efecto máis devastador sobre a mesa e os contidos do directorio de asignación de ficheiros. E incluso programas especiais para tarxetas de memoria non son capaces de axudar nesta situación. Por exemplo, para un único tratamento de usuario copiado miles de arquivos. E, ao parecer, só unha vez aplicada aos bloques de gravación en que están situados. Pero a área de servizo correspondía con cada actualización de calquera arquivo, isto é, táboa de asignación foron sometidos a este procedemento miles de veces. Por esta razón, en primeiro lugar ha falla bloques ocupados por estes datos. Tecnoloxía "nivelación de desgaste" traballa con tales unidades, pero a súa eficacia é limitada. E non importa o que usa o seu ordenador, a unidade flash será mal, mesmo cando está indicado polo creador.

Paga a pena notar que o aumento da capacidade de tales dispositivos resultou fichas só para o feito de que o número total de ciclos de escritura diminuída, xa que a célula se facer máis pequeno, esixe menos tensión e para disipar as particións de óxido que illan "porta oscilante." E aquí a situación é tal que un aumento da capacidade de dispositivos usa o problema da súa fiabilidade tornouse cada vez máis agravada e unha tarxeta de clase é agora dependente de moitos factores. operación de confianza de tal decisión é determinado polas súas características técnicas, así como a situación prevalecentes no mercado no momento. Debido á forte competencia forzou os fabricantes a reducir os custos de produción de forma algunha. Incluíndo, simplificando o deseño, o uso de compoñentes dun conxunto máis barato, para o control da fabricación e un debilitamento doutras formas. Por exemplo, a tarxeta de memoria "Samsung" vai custar máis do que conxéneres menos coñecidos, pero a súa fiabilidade é moito menos problemas. Pero aquí, moi difícil de falar sobre a completa ausencia de problemas, e só nos dispositivos enteiramente fabricantes descoñecidos é difícil esperar algo máis.

perspectivas de desenvolvemento

Aínda que existen vantaxes obvias, hai unha serie de inconvenientes que caracterizan a tarxeta de memoria-SD, que impiden a expansión da súa aplicación. polo tanto, é mantido constante busca de solucións alternativas nesta área. Claro que, antes de todo, tratar de mellorar tipo existentes de memoria flash, que non leva a algúns cambios fundamentais no proceso de produción existente. Entón, sen dúbida, só un: empresas implicadas fabricación deste tipo de unidades, pode probar a usar todo o seu potencial, antes de pasar un tipo de continuar a mellorar a tecnoloxía tradicional. Por exemplo, tarxeta de memoria Sony producidos actualmente nunha ampla gama de volumes, polo tanto, suponse que é e seguirá sendo vendido activamente.

Con todo, ata a data, sobre a aplicación industrial do limiar é toda unha gama de tecnoloxías de almacenamento alternativas, algunhas das cales poden ser aplicadas inmediatamente despois da aparición de condicións de mercado favorables.

RAM ferroelétrica (FRAM)

principio tecnoloxía de almacenamento ferroelétrico (ferroelétricos RAM, FRAM) é proposta para construír unha capacidade de memoria non-volátil. Crese que o mecanismo da tecnoloxía dispoñible, o cal consiste en substituír os datos no proceso de lectura de todas as modificacións dos compoñentes básicos, leva a un certo confinamento do potencial de dispositivos de alta velocidade. Un FRAM - unha memoria, caracterizado por simplicidade, fiabilidade elevada e velocidade de operación. Estas propiedades son agora característico DRAM - RAM volátil que hai na actualidade. Pero, a continuación, máis serán engadidos, ea posibilidade de almacenamento a longo prazo de datos, que se caracteriza por unha tarxeta de memoria SD. Entre as vantaxes desta tecnoloxía pode ser distinguido resistencia a diferentes tipos de radiación penetrante que poden ser reclamados en dispositivos especiais que son utilizadas para traballo en condicións de aumento da radioactividade ou investigación espacial. mecanismo de almacenamento de información realízase por aplicación do efecto ferroeltrico. Isto implica que o material é capaz de manter a polarización en ausencia de campo eléctrico externo. Cada célula de memoria FRAM está formado mediante a colocación de película ultrafina de material ferroeléctrico en forma de cristais entre un par de electrodos plana de metal que forman un condensador. Os datos neste caso son mantidos dentro da estrutura cristalina. Isto evita o efecto de fuga de carga, o que provoca perda de información. Os datos da FRAM memoria son mantidas mesmo se a tensión de alimentación.

RAM magnética (MRAM)

Outro tipo de memoria, que é considerada hoxe a ser moi prometedor, é MRAM. Caracterízase por unha performance relativamente alta velocidade e non volatilidade. célula unitaria, neste caso, é a película magnética fina colocada sobre un substrato de silicio. MRAM é unha memoria estática. Non ten que reescribir periódica, ea información non serán perdidos cando a enerxía é desactivada. Actualmente, a maioría dos expertos coinciden en que este tipo de memoria pode ser chamado a tecnoloxía da próxima xeración como o prototipo existente demostra unha performance moi alta velocidade. Outra vantaxe desta solución é o baixo custo dos chips. A memoria flash é feita de acordo co proceso CMOS especializado. Un chip MRAM pode ser fabricado por un proceso de fabricación estándar. Ademais, os materiais poden servir como os utilizados en medios magnéticos convencionais. Producir grandes lotes destes chips é moito máis barato que os outros. característica importante MRAM-memory é a posibilidade de activar instantánea. Isto é especialmente importante para dispositivos móbiles. Efectivamente, neste tipo de células é determinada polo valor de mercado magnética, e non eléctrica, como na memoria flash convencional.

Ovonic Unified Memoria (Oum)

Outro tipo de memoria, na que moitas empresas están a traballar activamente - é unha base de unidade de estado sólido semicondutores amorfos. Na súa base está a tecnoloxía de transición de fase que é semellante ao principio de gravación en disco convencionais. Aquí, o estado de fase da sustancia nun campo eléctrico é alterado desde cristalino para amorfo. E esa mudanza é almacenada en ausencia de tensión. De convencionais discos ópticos , tales dispositivos caracterízanse en que o quecemento ocorre pola acción da corrente eléctrica, non láser. A lectura é realizada neste caso, debido á diferenza de substancias capacidade reflexiva en estados diferentes, que é percibida polo sensor de accionamiento. Teoricamente, unha solución deste tipo ten unha alta densidade de almacenamento de datos ea máxima fiabilidade, así como o aumento da velocidade. Alta figura é o número máximo de ciclos de escritura, que utiliza unha unidade de ordenador, flash, neste caso queda por varias ordes de magnitude.

RAM Chalcogenide (CRAM) e Phase Change Memoria (Pram)

Esta tecnoloxía baséase tamén na base de transicións de fase cando unha substancia de fase utilizado no transportista serve como material amorfo non condutor, eo segundo condutor é cristalino. A transición da célula de memoria desde un estado a outro é levada a cabo polo campo eléctrico eo quecemento. Tales fichas caracterízanse por resistencia á radiación ionizante.

Información-multicapa Imprinted tarxeta (info-MICA)

dispositivos obra construída en base nesta tecnoloxía, con base no principio de holografía de película fina. A información é gravada como segue: en primeiro lugar a formación dunha imaxe bidimensional transmitida ao holograma de tecnoloxía CGH. A lectura de datos é debido á fixación do feixe de láser no extremo dunha das capas de gravación, as guías de onda óptico empregados. Luz propágase ao longo dun eixe que está disposto paralelamente ao plano da capa, formando a imaxe de saída correspondente á información gravado previamente. Os datos iniciais poden obterse en calquera momento a través do algoritmo de codificación inversa.

Este tipo de memoria favorablemente co semicondutor debido ao feito de que garante alta densidade de datos, de baixo consumo e baixo custo do transportista, seguridade ambiental e protección contra o uso non autorizado. Pero reescribir a información da tarxeta de memoria tal non permite, polo tanto, pode servir só como un almacenamento a longo prazo, substituír o medio de papel ou un discos ópticos alternativos para a distribución de contidos multimedia.