Flash atmiņas. SSD. Par flash atmiņas veidi. atmiņas kartes

Flash atmiņa ir par ilgstošu atmiņa datoriem, kurā saturs var pārprogrammēt vai noņemt elektriskā metodi veidu. Salīdzinot ar elektriski izdzēšami lasāmatmiņa darbības virs tā var veikt blokiem, kas atrodas dažādās vietās. Flash atmiņas maksā daudz mazāk nekā EEPROM, tāpēc tas ir kļuvis par dominējošā tehnoloģija. It īpaši situācijās, kad jums ir nepieciešams stabilu un ilgtermiņa datu saglabāšanu. Tās izmantošana ir pieļaujama dažādos apstākļos: digitālās audio atskaņotāji, videokameras, mobilie telefoni un viedtālruņi, kad pastāv īpašas android pieteikumu uz atmiņas karti. Turklāt, tas tiek izmantots USB stick, tradicionāli izmanto, lai uzglabātu informāciju un pārsūtīt starp datoriem. Viņa saņēma noteiktu slikta slava spēļu pasaulē, kur bieži tiek iekļauta uz kvīts datu glabāšanai par progresu spēli.

vispārīgs apraksts

Flash atmiņa ir veids, kas spēj saglabāt informāciju par savu karti, uz ilgu laiku, neizmantojot jaudu. Papildus var norādīt vislielākā ātruma piekļuvi datiem un labāku kinētisko triecienizturība salīdzinājumā ar cieto disku. Pateicoties šādām iezīmēm, tā ir kļuvusi par atskaites populārām ierīcēm, ko darbina baterijas un akumulatorus. Vēl nenoliedzams priekšrocība ir tā, ka tad, kad flash atmiņas karte ir saspiests cietā, tas praktiski nav iespējams, lai iznīcinātu dažas standarta fiziskās metodes, lai tā varētu izturēt verdošu ūdeni un augsta spiediena.

Zema līmeņa datu piekļuves

datu piekļuves metode, kas atrodas flash atmiņu, ir ļoti atšķiras no tā, kas attiecas uz parastajiem veidiem. Zema līmeņa piekļuve veic vadītājs. Normāla RAM nekavējoties reaģēt uz zvaniem nolasīt informāciju un ierakstīt, atgriežoties no šādu darbību rezultātus, un flash atmiņas ierīce ir tāda, ka paies laiks pārdomām.

Ierīce un darbības princips

Šobrīd bieži flash atmiņu, kas ir paredzēts, lai odnotranzistornyh elementus ar "peldošā" vārtiem. Ar šo ir iespējams nodrošināt augstu blīvuma datu uzglabāšanu, salīdzinot ar dinamisku RAM, kas prasa tranzistoru pāri un kondensators elements. Pašlaik tirgus ir piepildīts ar dažādiem tehnoloģiju izbūvējot pamatelementi šāda veida medijiem, kuri ir paredzēti, vadošie ražotāji. Atšķirība ir vairāki slāņi, metodes, rakstot un dzēstu informāciju un organizācijas struktūru, kas parasti norādīts nosaukumā.

Šobrīd ir pāris veidu mikroshēmas, kas ir visbiežāk: NOR un NAND. Gan atmiņas tranzistori savienojums tiek veikts ar bitu līnijām - paralēli un sērija, attiecīgi. Pirmā veida šūnu izmēri ir diezgan liels, un ir iespēja ātri brīvpiekļuves, kas ļauj izpildīt programmas tieši no atmiņas. Otrais ir raksturīga mazākiem acs izmēriem, kā arī ātru secīgu pieeju, kas ir daudz ērtāk, ja nepieciešams, lai izveidotu bloku tipa ierīces, kas saglabās lielu daudzumu informācijas.

Lielākā portatīvās ierīces SSD izmanto atmiņas veidu NOR. Tagad, tomēr, tā kļūst aizvien populārāka ierīces ar USB interfeisu. Viņi izmanto NAND tipa atmiņas. Pakāpeniski tas aizvieto pirmās.

Galvenā problēma - trauslums

Pirmie paraugi zibatmiņas sērijveida ražošanā nav, lūdzu lietotājiem lielāku ātrumu. Tagad, tomēr, ierakstīšanas ātrums un lasīšana ir tādā līmenī, ko var apskatīt pilnmetrāžas filmu vai palaist uz datora operētājsistēmu. Vairāki ražotāji jau ir pierādījuši, ka mašīna, kurā cietais disks ir aizstāts ar flash atmiņu. Bet šī tehnoloģija ir ļoti būtisks trūkums, kas kļūst par šķērsli nomaiņu datu nesēja esošo magnētisko disku. Sakarā ar raksturu flash atmiņas ierīces, tas ļauj dzēšanu un rakstīšanas informāciju ierobežots ciklu skaits, kas ir sasniedzams, pat maziem un pārnēsājamām ierīcēm, nemaz nerunājot par to, cik bieži tas tiek darīts uz datoriem. Ja jūs izmantojat šāda veida mediju kā cietvielu disks uz datora, tad ātri nāk kritisku situāciju.

Tas ir saistīts ar faktu, ka šāds disks ir uzcelta uz īpašuma lauka efektu tranzistoru uzglabāt ar "peldošā" vārtu elektrisko lādiņu, trūkums vai klātbūtni, kas tranzistors tiek uzskatīta par loģisku vienu vai nulles bināro skaitļu sistēmas. Ierakstīšanas un dzēšanas datus uz NAND atmiņas tunneled elektroniem, kas ražoti ar paņēmienu saskaņā ar Fowler-Nordheim iesaistot dielektriskā. Tas neprasa lielu spriegumu, kas ļauj jums veikt minimālo šūnu izmēru. Bet tieši šis process izraisa fiziskas iznīcināšanas šūnu, jo elektriskā strāva šajā gadījumā izraisa elektroni iekļūt vārtiem, laužot barjeras dielektriskā. Tomēr garantētais glabāšanas laiks Šādas atmiņas ir desmit gadi. Nolietojums mikroshēma ir nevis tāpēc, ka lasot šo informāciju, bet gan tāpēc, ka darbības to dzēst un rakstīt, jo lasīšana neprasa izmaiņas struktūrā šūnas, bet tikai iet elektrisko strāvu.

Protams, atmiņas ražotāji aktīvi strādā virzienā, palielinot kalpošanas cietvielu diskus šāda veida: tie ir fiksēti, lai nodrošinātu vienveidību ieraksta / dzēšanas procesus šūnās masīvā vienam ne valkāt vairāk nekā citi. Par slodzes līdzsvarošanas programmu ceļā tiek ieteicams izmantot. Piemēram, lai novērstu šo fenomenu attiecas uz "valkāt nolīdzināšana" tehnoloģiju. Dati bieži mainīties, pārvietot adrešu telpu flash atmiņu, jo ieraksts tiek veikta saskaņā ar dažādām fiziskajām adresēm. Katrs kontrolieris ir aprīkots ar savu pielīdzināšanu algoritmu, tāpēc tas ir ļoti grūti salīdzināt efektivitāti dažādu modeļu, jo īstenošanas informācija netika izpausta. Kā katru gadu apjoms flash drives kļūst nepieciešams izmantot efektīvākas algoritmus, kas palīdz nodrošināt stabilitāti ierīces veiktspēju.

Problēmu novēršana

Viens ļoti efektīvs veids, kā cīnīties pret šo parādību bija dota noteiktu daudzumu atmiņas atlaišanu, ar kuru tiek nodrošināta viendabīgums slodzes un kļūdu labošanu, izmantojot īpašu algoritmu, kas loģiski pārsūtīšanas fizisko bloķē aizstāšanas notiek ar smago izmantot atmiņas karti. Un, lai novērstu šūnu informācijas, bojāts, bloķēts vai aizstāt ar rezerves zudumu. Šāda programmatūra ļauj bloķēt izplatīšanu, lai nodrošinātu vienveidību slodzi, palielinot skaitu ciklu 3-5 reizes, bet tas nav pietiekami.

Atmiņas kartes un citas līdzīgas glabāšanas ierīces ir raksturīgs ar to, ka savā pakalpojumu zonā tiek glabāti ar failu sistēmas tabulā. Tas novērš informācija lasīt neveiksmes pie loģiskā līmenī, piemēram, nepareizu vai atvienojot pēkšņu pārtraukšanu par elektroenerģijas piegādi. Un tā, izmantojot noņemamām ierīcēm ar caching sistēma sniedz tas, ka bieži pārrakstīšana ir visvairāk postoša ietekme uz failu iedalīšanas tabula un direktoriju saturu. Un pat īpašas programmas atmiņas kartēm nevar palīdzēt šajā situācijā. Piemēram, viena lietotāja apstrādes kopēts tūkstošiem failus. Un, acīmredzot, tikai tad, kad piemēro ierakstīšanas blokiem, kurā tie tiek laisti. Bet pakalpojumu jomā atbilst ar katru atjauninājumu jebkuru failu, tas ir, piešķiršanas tabulu izgājuši šo procedūru tūkstošiem reižu. Šī iemesla dēļ, pirmajā vietā neizdosies bloki aizņem šiem datiem. Tehnoloģija "valkāt izlīdzināšanas" strādā ar šādām vienībām, bet tā efektivitāte ir ierobežota. Un tad tas nav svarīgi, ko jūs izmantojat savu datoru, flash disks tiks bojāts, pat tad, ja tas tiek sniegts radītājs.

Ir vērts atzīmēt, ka, palielinot šo ierīču ir radījusi mikroshēmas tikai uz to, ka kopējais skaits rakstīt ciklu samazinājies, jo šūnas kļūst mazākas, prasa mazāku spriegumu un izkliedēt oksīda nodalījumus, kas nošķirtu "peldošā vārtiem." Un šeit situācija ir tāda, ka par jaudas ierīcēm pieaugums izmanto problēma viņu uzticamību aizvien vairāk ir saasinājusi un klase kartes tagad ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Uzticams darbība šāds lēmums nosaka, tehniskajām īpašībām, kā arī par tirgus situāciju brīdī. Sakarā ar sīva konkurence piespieda ražotājiem samazināt ražošanas izmaksas jebkādā veidā. Tostarp vienkāršojot dizainu, izmantošanu komponentiem lētāku komplektu, lai kontrolētu ražošanas un vājināšanos citos veidos. Tā, piemēram, atmiņas kartes "Samsung", maksās vairāk, nekā mazāk zināmu kolēģiem, bet tā uzticamība ir daudz mazāk problēmas. Bet šeit, pārāk grūti runāt par pilnīgi nav problēmu, un tikai uz ierīcēm, pilnībā zināmi ražotāji ir grūti gaidīt kaut ko vairāk.

attīstības perspektīvas

Lai gan ir acīmredzamas priekšrocības, ir vairāki trūkumi, kas raksturo SD-atmiņas karti, kas kavē tālāku paplašināšanos tās piemērošanu. Tāpēc tiek uzturēta pastāvīga meklēt alternatīvus risinājumus šajā jomā. Protams, vispirms mēģināt uzlabot esošo veida flash atmiņu, kas neizraisa dažām būtiskām izmaiņām esošā ražošanas procesā. Tāpēc nav šaubu tikai viens: uzņēmumi, kas iesaistīti ražošanā šiem diskiem veidiem, centīsies izmantot visu savu potenciālu, pirms pāriet uz cita veida turpinot uzlabot tradicionālās tehnoloģijas. Piemēram, Sony Memory Card šobrīd ražo plašu apjomu, līdz ar to tiek pieņemts, ka tas ir un arī turpmāk tiks pārdoti aktīvi.

Tomēr līdz šim, par rūpniecības īstenošanu sliekšņa, ir vesela virkne alternatīvu uzglabāšanas tehnoloģijas, no kurām dažas var īstenot uzreiz, iestājoties labvēlīgiem tirgus apstākļiem.

Segnetoelektrisko RAM (FRAM)

tiek ierosināts Technology princips segnetoelektrisko uzglabāšana (segnetoelektrisko RAM, FRAM), lai izveidotu negaistošu atmiņas ietilpību. Tiek uzskatīts, ka mehānisms pieejamo tehnoloģiju, kas nozīmē pārrakstot datus procesā lasīšanas visām modifikācijām pamatkomponentiem, noved pie noteiktu izolācijai ātrgaitas ierīces potenciālu. FRAM - atmiņas, ko raksturo vienkāršība, augstu uzticamību un ātrumu darbību. Šīs īpašības tagad ir raksturīga DRAM - gaistošas RAM, kas pastāv šobrīd. Bet tad vēl tiks pievienoti, un iespēja ilgtermiņa datu uzglabāšanas, ko raksturo ar SD atmiņas karti. Starp priekšrocībām šīs tehnoloģijas var atšķirt pretestība pret dažādiem iekļūst starojuma, kas var tikt prasītas īpašas ierīces, kas tiek izmantoti, lai strādātu apstākļos paaugstinātu radioaktivitāti vai kosmosa izpēti. informācijas glabāšanas mehānisms tiek realizēta, piemērojot segnetoelektrisko efektu. Tas nozīmē, ka materiāls spēj saglabāt polarizāciju bez ārējā elektriskā laukā. Katrs FRAM atmiņa šūna ir izveidota, novietojot ultrathin plēvi segnetoelektrisko materiāla kristālu formā starp pāra plakanu metāla elektrodu, kas veido kondensators. Dati šajā gadījumā tiek turēti kristāla struktūrā. Tas novērš uzlādes noplūdes sekas, ko izraisa informācijas zudumu. Datus FRAM-atmiņā tiek saglabāti pat tad, ja barošanas sprieguma.

Magnētiskā RAM (MRAM)

Vēl atmiņas veids, kas šobrīd uzskatāms par ļoti daudzsološi, ir MRAM. To raksturo samērā liela ātruma veiktspēju un nav nepastāvību. Vienība šūna šajā gadījumā ir plānas magnētiskā plēve novieto uz silīcija pamatnes. MRAM ir statisks atmiņas. Tas nav nepieciešams periodiski pārrakstīšanu, un informācija netiks zaudēta, kad jauda ir izslēgta. Pašlaik lielākā daļa ekspertu piekrīt, ka šāda veida atmiņas var saukt par nākamās paaudzes tehnoloģiju, jo esošais prototips demonstrē diezgan liela ātruma veiktspēju. Vēl viens šī risinājuma priekšrocība ir zemās izmaksas mikroshēmas. Flash atmiņas tiek veikta saskaņā ar specializēto CMOS process. MRAM mikroshēma var tikt izgatavoti ar standarta ražošanas procesā. Turklāt materiāli var kalpot kā tie, ko izmanto parasto magnētiskajiem nesējiem. Ražot lielās partijās šīs mikroshēmas ir daudz lētāk, nekā visiem pārējiem. Svarīgi MRAM-atmiņa iezīme ir spēja, lai nodrošinātu tūlītēju. Tas ir īpaši svarīgi attiecībā uz mobilajām ierīcēm. Patiešām, šāda veida šūnu nosaka vērtību magnētisko maksas, un nav elektriskas, kā parasto flash atmiņu.

Ovonic Vienota atmiņa (Oum)

Vēl atmiņas tips, uz kuru daudzi uzņēmumi aktīvi strādā - tā ir cietvielu disks balstītas amorfi pusvadītāji. Pie pamatnes atrodas fāzes pārejas tehnoloģiju, kas ir līdzīga tai, kāda ieraksta par parastajiem diskiem principu. Šeit posms stāvokli vielas elektriskā lauka tiek mainīts no kristālisko uz amorfa. Un šīs izmaiņas tiek glabāti bez sprieguma. No parastajiem optiskajiem diskiem , šādas ierīces ir raksturīgs ar to, ka apkures notiek, iedarbojoties ar elektrisko strāvu, nevis lāzera. Reading tiek veikta šajā lietā, jo starpību atstarojošiem spēju vielu dažādās valstīs, kas tiek uztverts ar diska sensoru. Teorētiski, šāds risinājums ir augsta blīvuma datu glabāšanu un maksimālu uzticamību, kā arī lielāku ātrumu. Augsta skaitlis ir maksimālais skaits, rakstīt ciklu, kas izmanto datoru, flash disku, šajā gadījumā var kavēties vairākām kārtām.

Chalcogenide RAM (CRAM) un fāzes maiņa atmiņa (PRAM)

Šī tehnoloģija ir balstīta arī pamatojoties uz fāzu pāreju kad viena fāze viela, ko izmanto nesēju kalpo kā non-vadoša amorfa materiāla, un otrais diriģents ir kristāliskā veidā. No atmiņas šūnas pāreja no viena stāvokļa uz otru tiek veikta ar elektriskā lauka un apkures. Šādas mikroshēmas ir raksturīga rezistence pret jonizējošo starojumu.

Informācija, daudzslāņaini Apdrukātas karte (Info-MICA)

Darba ierīces būvētas, balstoties uz šo tehnoloģiju, pamatojoties uz no plānas plēves hologrāfijas principu. Informācija tiek ierakstīta šādi: vispirms veido divdimensiju attēlu nosūta hologramma CGH tehnoloģiju. Lasīšana dati ir saistīts ar fiksāciju lāzera staru malā vienu no ierakstu slāņi, optisko viļņvados darbiniekiem. Gaisma izplatās gar asi, kas novietota paralēli plaknei slāņa, veidojot izejas attēlu, kas atbilst iepriekš ierakstītu informāciju. Sākotnējie dati var saņemt jebkurā brīdī, izmantojot inverso kodēšanas algoritmu.

Šis atmiņas labvēlīgi ar pusvadītāju tipa sakarā ar to, ka nodrošina augstu datu blīvums, zems enerģijas patēriņš un zemas izmaksas pārvadātāja, vides drošību un aizsardzību pret nesankcionētu izmantošanu. Bet pārrakstīt informāciju, piemēram atmiņas karti neļauj, tāpēc var kalpot tikai kā ilgtermiņa glabāšanai, nomainiet papīra vidēja vai alternatīvus optiskos diskus multivides satura izplatīšanai.