La memoria flash. SSD. Los tipos de memoria flash. tarjeta de memoria

La memoria flash es un tipo de memoria de larga duración para computadoras, en el que los contenidos pueden ser reprogramadas o eliminar un método eléctrico. En comparación con eléctricamente programable y borrable memoria de sólo acciones anteriores se puede llevar a cabo en los bloques que se encuentran en diferentes lugares. cuesta memoria flash mucho menos de EEPROM, por lo que se ha convertido en la tecnología dominante. Especialmente en situaciones donde se necesita una preservación de datos estable y de largo plazo. Su uso está permitido en una variedad de circunstancias: en reproductores de audio digital, cámaras, teléfonos móviles y teléfonos inteligentes, donde existen aplicaciones android especiales en la tarjeta de memoria. Además, se utiliza en la memoria USB, que tradicionalmente se utiliza para almacenar información y transferir entre las computadoras. Ella recibió una cierta notoriedad en el mundo del juego, en el que se incluye a menudo en un resbalón para almacenar datos sobre el progreso del juego.

descripción general

La memoria flash es un tipo que es capaz de almacenar información en su tarjeta por un largo tiempo sin utilizar la energía. Además se puede observar más alta velocidad de acceso a datos, y una mejor resistencia a los golpes cinética en comparación con los discos duros. Gracias a estas características, se ha convertido en una referencia para los dispositivos populares, alimentados por baterías y acumuladores. Otra ventaja innegable es que cuando una tarjeta de memoria flash se comprime en un sólido, que sea prácticamente imposible para destruir algunos de los métodos físicos estándar, por lo que puede soportar el agua y alta presión de ebullición.

acceso a datos de bajo nivel

un método de acceso a datos, que se encuentra en la memoria flash es muy diferente de la aplicada a los tipos convencionales. el acceso de bajo nivel se lleva a cabo por el conductor. Memoria de trabajo convencional respondió de inmediato a las llamadas leen la información y registro, la devolución de los resultados de tales operaciones, y el dispositivo de memoria flash es tal que se necesitará tiempo para la reflexión.

El dispositivo y el principio de funcionamiento

Por el momento, la memoria flash común, que está diseñado para odnotranzistornyh elementos con una puerta "flotante". A través de esto, es posible proporcionar un almacenamiento de datos de alta densidad en comparación con la RAM dinámica, que requiere un par de transistores y un elemento condensador. Por el momento el mercado está repleto de una variedad de tecnologías para la construcción de los elementos básicos de este tipo de medios, que están diseñados por los principales fabricantes. La diferencia es el número de capas, los métodos de escritura y borrado de la información y la organización estructura, que por lo general se indica en el título.

Por el momento, hay un par de tipos de fichas que son más comunes: NOR y NAND. En tanto la memoria transistores conexión se hace a las líneas de bit – en paralelo y en serie, respectivamente. El primer tipo de tamaños de celda son bastante grandes, y hay una posibilidad de acceso aleatorio rápido, lo que le permite ejecutar programas directamente desde la memoria. La segunda se caracteriza por un tamaño de malla más pequeños, así como el rápido acceso secuencial que es mucho más conveniente cuando la necesidad de construir un dispositivos de tipo bloque que almacenar grandes cantidades de información.

La mayoría de los dispositivos portátiles SSD utiliza el tipo de memoria NOR. Ahora, sin embargo, se está volviendo cada vez más populares dispositivos con una interfaz USB. Ellos usan la memoria de tipo NAND. Poco a poco se reemplaza la primera.

El principal problema – la fragilidad

Las primeras muestras de la producción en serie las unidades flash no eran del agrado de los usuarios velocidades más altas. Ahora, sin embargo, la velocidad de grabación y la lectura es a un nivel que se puede ver la película completa o ejecutarse en el sistema operativo del ordenador. Varios fabricantes ya han demostrado la máquina, en el que el disco duro se sustituye por la memoria flash. Sin embargo, esta tecnología tiene un inconveniente muy significativo, que se convierte en un obstáculo para la sustitución del soporte de datos de los discos magnéticos existentes. Debido a la naturaleza de los dispositivos de memoria flash que permite el borrado de información y escribir un número limitado de ciclos, que es alcanzable, incluso para dispositivos pequeños y portátiles, por no hablar de la frecuencia con que se realiza en las computadoras. Si se utiliza este tipo de medios de comunicación como una unidad de estado sólido en un PC, luego viene rápidamente una situación crítica.

Esto se debe al hecho de que una unidad de este tipo se basa en la propiedad de los transistores de efecto de campo para almacenar en el "flotante" puerta de carga eléctrica, la ausencia o la presencia de las cuales en el transistor se ve como una lógica uno o cero en binario sistema numérico. Grabación y borrado de datos en los electrones tunelizado NAND de memoria producidos por el método de Fowler-Nordheim implica dieléctrico. No requiere de alta tensión, lo que le permite hacer un tamaño mínimo de la celda. Pero precisamente este proceso conduce a un deterioro físico de las células, ya que la corriente eléctrica en este caso hace que los electrones penetran en la puerta, rompiendo la barrera dieléctrica. Sin embargo, una vida útil garantizada de tal memoria es de diez años. chip de la depreciación no se debe a la lectura de la información, pero debido a las operaciones de su borrado y escritura, porque la lectura no requiere cambios en la estructura de las células, pero sólo pasa una corriente eléctrica.

Naturalmente, los fabricantes de memoria están trabajando activamente en la dirección de aumentar la vida de servicio de unidades de estado sólido de este tipo: se fijan para asegurar la uniformidad de la grabación / borrado de los procesos en las células de la matriz a uno no usado más que otros. Para ruta del programa de equilibrio de carga se utilizan preferiblemente. Por ejemplo, para eliminar este fenómeno se aplica a "nivelación de desgaste" de la tecnología. Los datos son a menudo objeto de cambiar, mover el espacio de direcciones de la memoria flash, porque el registro se lleva a cabo de acuerdo con diferentes direcciones físicas. Cada controlador está equipado con su propio algoritmo de alineamiento, por lo que es muy difícil comparar la eficacia de diferentes modelos como los detalles de implementación no fueron revelados. Como todos los años son cada vez más necesario el uso de algoritmos más eficientes que ayudan a asegurar la estabilidad del rendimiento del dispositivo el volumen de unidades de memoria flash.

Solución de problemas

Una forma muy eficaz para combatir el fenómeno fue dada una cierta cantidad de redundancia de memoria, mediante el cual se garantiza la uniformidad de la carga y de corrección de errores por medio de algoritmos especiales para el reenvío de lógica física bloques de sustitución que se producen con un uso intensivo de memoria. Y para evitar la pérdida de información de la célula, defectuoso, bloqueado o reemplazado por la copia de seguridad. Este tipo de software hace posible bloque de distribución para asegurar la uniformidad de la carga mediante el aumento del número de ciclos por 3-5 veces, pero esto no es suficiente.

tarjeta de memoria y otros dispositivos de almacenamiento similares se caracterizan por el hecho de que en su área de servicio se almacena en la tabla de sistema de archivos. Evita que la información leída fallos a nivel lógico, por ejemplo, incorrectas o desconectar el cese repentino del suministro de energía eléctrica. Y puesto que el uso de dispositivos extraíbles que proporciona el sistema de almacenamiento en caché, la sobreescritura frecuente tiene el efecto más devastador en los contenidos de la tabla de asignación de directorio y archivo. E incluso programas especiales para tarjetas de memoria no son capaces de ayudar en esta situación. Por ejemplo, para un solo usuario el manejo copiado miles de archivos. Y, al parecer, sólo una vez aplicada a los bloques de grabación en el que se colocan. Pero el área de servicio se correspondía con cada actualización de cualquier archivo, es decir, la tabla de asignación han sido sometidos a este procedimiento miles de veces. Por esta razón, en primer lugar, se producirá un error bloques ocupados por estos datos. Tecnología "nivelación de desgaste" trabaja con este tipo de unidades, pero su eficacia es limitada. Y entonces no importa lo que usted utiliza su computadora, la unidad flash se daña incluso cuando es proporcionada por el creador.

Es de destacar que el aumento de la capacidad de tales dispositivos ha resultado en virutas solamente al hecho de que el número total de ciclos de escritura disminuye, ya que la célula se hacen más pequeños, lo que requiere menos voltaje y para disipar particiones de óxido que aíslan "puerta flotante." Y aquí la situación es tal que un aumento de la capacidad de los dispositivos utiliza el problema de su fiabilidad ha vuelto cada vez más agravada y tarjeta de la clase ahora depende de muchos factores. La operación confiable de tal decisión está determinada por sus características técnicas, así como la situación actual del mercado en este momento. Debido a la fuerte competencia obligado a los fabricantes a reducir los costos de producción en modo alguno. Particularmente mediante la simplificación del diseño, el uso de los componentes de un conjunto más barato, para el control de la fabricación y un debilitamiento de otras maneras. Por ejemplo, la tarjeta de memoria "Samsung" va a costar más que sus homólogos menos conocidos, pero su fiabilidad es mucho menos problemas. Pero aquí también difícil hablar de la total ausencia de problemas, y sólo en los dispositivos de los fabricantes enteramente desconocido es difícil esperar algo más.

perspectivas de desarrollo

Mientras que hay ventajas evidentes, hay una serie de desventajas que caracterizan a la tarjeta de memoria SD, que impiden una mayor expansión de su aplicación. Por lo tanto, se mantiene constante búsqueda de soluciones alternativas en esta área. Por supuesto, en primer lugar tratar de mejorar los actuales tipos de memoria flash, que no da lugar a algunos cambios fundamentales en el proceso de producción existente. Así que, sin duda, sólo una: empresas de fabricación de este tipo de unidades involucradas, intentarán utilizar todo su potencial, antes de pasar a un tipo diferente de seguir mejorando la tecnología tradicional. Por ejemplo, la tarjeta de memoria Sony produce actualmente en una amplia gama de volúmenes, por lo tanto, se supone que es y continuará siendo vendido de forma activa.

Sin embargo, hasta la fecha, sobre la aplicación industrial del umbral de toda una gama de tecnologías de almacenamiento alternativos, algunos de los cuales pueden ser implementadas inmediatamente después de la ocurrencia de condiciones de mercado favorables.

RAM ferroeléctrica (FRAM)

Se propone principio de la tecnología de almacenamiento ferroeléctrico (memoria fram, FRAM) para construir una capacidad de memoria no volátil. Se cree que el mecanismo de la tecnología disponible, que consiste en sobrescribir los datos en el proceso de lectura para todas las modificaciones de los componentes básicos, conduce a una cierta contención del potencial de dispositivos de alta velocidad. A FRAM – una memoria, caracterizada por la sencillez, alta fiabilidad y velocidad de operación. Estas propiedades son ahora característico de DRAM – RAM no volátil que existe en este momento. Pero entonces más será añadido, y la posibilidad de almacenamiento a largo plazo de los datos, que se caracteriza por una tarjeta de memoria SD. Entre las ventajas de esta tecnología puede ser distinguido resistencia a diferentes tipos de radiación penetrante que pueden ser reclamados en dispositivos especiales que se utilizan para trabajar en condiciones de aumento de la radiactividad o en la investigación espacial. mecanismo de almacenamiento de información se realiza mediante la aplicación del efecto ferroeléctrico. Esto implica que el material es capaz de mantener la polarización en ausencia de campo eléctrico externo. Cada celda de memoria FRAM se forma mediante la colocación de la película ultrafina de material ferroeléctrico en forma de cristales entre un par de electrodos de metal plana que forma un condensador. Los datos en este caso se mantienen dentro de la estructura cristalina. Esto evita que el efecto de fuga de carga, lo que provoca la pérdida de información. Los datos en la FRAM-memoria se conservan incluso si la tensión de alimentación.

RAM magnética (MRAM)

Otro tipo de memoria, que es considerado hoy como muy prometedor, es MRAM. Se caracteriza por un rendimiento de velocidad relativamente alta y no volatilidad. celda unidad en este caso es la película magnética delgada que se coloca sobre un sustrato de silicio. MRAM es una memoria estática. No necesita volver a escribir periódica, y la información no se pierde cuando se apaga. Actualmente, la mayoría de los expertos están de acuerdo en que este tipo de memoria puede ser llamada la tecnología de próxima generación como el prototipo existente demuestra un nivel bastante alto rendimiento de velocidad. Otra ventaja de esta solución es el bajo coste de los chips. La memoria flash se hace de acuerdo con el proceso CMOS especializada. Un chip MRAM se puede fabricar mediante procesos de fabricación estándar. Además, los materiales pueden servir como los utilizados en medios magnéticos convencionales. Producir grandes lotes de estos chips es mucho más barato que todos los demás. Importante función MRAM-memoria es la capacidad de activar al instante. Esto es especialmente importante para los dispositivos móviles. De hecho, en este tipo de célula se determina por el valor de carga magnética, y no eléctrico, como en la memoria flash convencional.

Memoria Unificada Ovonics (OUM)

Otro tipo de memoria, en la que muchas compañías están trabajando activamente – es un semiconductores amorfa a base de unidad de estado sólido. En su base se encuentra la tecnología de transición de fase que es similar al principio de la grabación en discos convencionales. Aquí, el estado de fase de la sustancia en un campo eléctrico se cambia de cristalino a amorfo. Y este cambio se almacena en ausencia de tensión. De convencionales discos ópticos , tales dispositivos se caracterizan en que el calentamiento tiene lugar por la acción de la corriente eléctrica, no láser. La lectura se realiza en este caso debido a la diferencia en la capacidad de reflexión sustancias en diferentes estados, que es percibido por el sensor de la unidad. Teóricamente, esta solución tiene un almacenamiento de alta densidad de datos y la máxima fiabilidad, así como una mayor velocidad. Alta cifra es el número máximo de ciclos de escritura, que utiliza una unidad de ordenador, flash, en este caso se queda en varios órdenes de magnitud.

RAM calcogenuro (CRAM) y de Cambio de Fase de memoria (PRAM)

Esta tecnología se basa también en la base de las transiciones de fase cuando una sustancia de fase utilizado en el vehículo sirve como un material amorfo no conductor, y el segundo conductor es cristalino. La transición de la célula de memoria de un estado a otro se lleva a cabo por el campo eléctrico y calefacción. Tales chips se caracteriza por la resistencia a la radiación ionizante.

Información de varias capas imprimió la tarjeta (Info-MICA)

dispositivos de trabajo construidas sobre la base de esta tecnología, basados en el principio de la holografía de película delgada. La información se graba como sigue: formar en primer lugar una imagen de dos dimensiones transmitida al holograma de la tecnología de CGH. La lectura de los datos se debe a la fijación del haz de láser en el borde de una de las capas de grabación, los empleados de guías de onda ópticas. La luz se propaga a lo largo de un eje que está dispuesto paralelo al plano de la capa, que forma la imagen de salida correspondiente a la información registrada previamente. Los datos iniciales se pueden obtener en cualquier momento a través del algoritmo de codificación inversa.

Este tipo de memoria favorablemente con el semiconductor debido al hecho de que se asegura una alta densidad de datos, bajo consumo de energía y bajo coste de la portadora, la seguridad ambiental y la protección contra el uso no autorizado. Pero volver a escribir la información de tarjetas de memoria tales no permite, por lo tanto, puede servir sólo como un almacenamiento a largo plazo, sustituir el medio de papel o un discos ópticos alternativos para la distribución de contenidos multimedia.