Memori flash. SSD. Jenis memori flash. kartu memori

memori Flash adalah jenis memori tahan lama untuk komputer, di mana isi dapat memprogram atau menghapus metode listrik. Dibandingkan dengan elektrik dihapus Programmable Read Only Memory tindakan di atas dapat dilakukan dalam blok yang berada di tempat yang berbeda. Flash memory biaya jauh lebih sedikit daripada EEPROM, sehingga telah menjadi teknologi dominan. Terutama dalam situasi di mana Anda membutuhkan stabil dan jangka panjang pelestarian data. Penggunaannya diperbolehkan dalam berbagai keadaan: pemain digital audio, kamera, ponsel dan smartphone, di mana ada aplikasi android khusus pada kartu memori. Selain itu, ia digunakan dalam USB-stick, secara tradisional digunakan untuk menyimpan informasi dan transfer antar komputer. Dia menerima ketenaran tertentu di dunia game, di mana ia sering dimasukkan ke dalam slip untuk menyimpan data tentang kemajuan permainan.

gambaran umum

Flash memory adalah jenis yang mampu menyimpan informasi pada kartu Anda untuk waktu yang lama tanpa menggunakan listrik. Selain itu dapat dicatat akses tertinggi kecepatan data, dan ketahanan shock kinetik yang lebih baik dibandingkan dengan hard disk. Berkat karakteristik seperti itu, telah menjadi acuan bagi perangkat populer, didukung oleh baterai dan akumulator. keuntungan tak terbantahkan lain adalah bahwa ketika kartu memori flash dikompresi menjadi padat, hampir tidak mungkin untuk menghancurkan beberapa metode fisik standar, sehingga dapat menahan air dan tekanan tinggi mendidih.

akses data tingkat rendah

metode akses data, yang terletak di memori flash sangat berbeda dari yang diterapkan untuk jenis konvensional. akses tingkat rendah dilakukan oleh pengemudi. RAM normal segera menanggapi panggilan membaca informasi dan merekam, kembali hasil operasi tersebut, dan perangkat memori flash adalah sedemikian rupa sehingga akan mengambil waktu untuk refleksi.

Perangkat dan Prinsip operasi

Pada saat ini, flash umum memori, yang dirancang untuk odnotranzistornyh elemen dengan "mengambang" gerbang. Melalui ini adalah mungkin untuk memberikan kepadatan penyimpanan data yang tinggi dibandingkan dengan RAM dinamis, yang membutuhkan sepasang transistor dan elemen kapasitor. Saat ini pasar penuh dengan berbagai teknologi untuk membangun unsur-unsur dasar untuk jenis media, yang dirancang oleh produsen terkemuka. Perbedaannya adalah jumlah lapisan, metode penulisan dan menghapus informasi dan struktur organisasi, yang biasanya ditunjukkan dalam judul.

Saat ini, ada beberapa jenis chip yang paling umum: NOR dan NAND. Dalam kedua memori transistor sambungan dibuat ke garis bit - secara paralel dan seri, masing-masing. Jenis pertama dari ukuran sel yang cukup besar, dan ada kemungkinan untuk akses acak cepat, memungkinkan Anda untuk menjalankan program langsung dari memori. kedua ditandai dengan ukuran mata jaring yang lebih kecil, serta akses sekuensial cepat yang jauh lebih nyaman ketika kebutuhan untuk membangun perangkat blok-jenis yang akan menyimpan sejumlah besar informasi.

Kebanyakan perangkat portable SSD menggunakan memori jenis NOR. Sekarang, bagaimanapun, hal ini menjadi perangkat semakin populer dengan antarmuka USB. Mereka menggunakan memori NAND-type. Secara bertahap menggantikan pertama.

Masalah utama - kerapuhan

Sampel pertama produksi flash drive seri tidak menyenangkan pengguna kecepatan yang lebih tinggi. Sekarang, bagaimanapun, kecepatan perekaman dan membaca adalah pada tingkat yang dapat dilihat film full-length atau berjalan pada sistem operasi komputer. Sejumlah produsen telah menunjukkan mesin, di mana hard drive diganti dengan memori flash. Namun teknologi ini memiliki kelemahan yang sangat signifikan, yang menjadi kendala untuk penggantian pembawa data disk magnetik yang ada. Karena sifat dari perangkat memori flash memungkinkan menghapus dan menulis informasi sejumlah siklus, yang dapat dicapai, bahkan untuk perangkat kecil dan portabel, belum lagi seberapa sering hal itu dilakukan pada komputer. Jika Anda menggunakan jenis media sebagai solid-state drive pada PC, lalu cepat-cepat datang situasi kritis.

Hal ini disebabkan fakta bahwa drive tersebut dibangun di atas properti dari transistor efek medan untuk menyimpan di "mengambang" gerbang muatan listrik, tidak adanya atau kehadiran yang di transistor dipandang sebagai logis satu atau nol dalam biner sistem nomor. Merekam dan menghapus data dalam NAND-memori terowongan elektron yang diproduksi dengan metode Fowler-Nordheim melibatkan dielektrik. Tidak memerlukan tegangan tinggi, yang memungkinkan Anda untuk membuat ukuran sel minimum. Tapi persis proses ini menyebabkan kerusakan fisik sel, karena arus listrik dalam hal ini menyebabkan elektron menembus gerbang, melanggar dielectric barrier. Namun, kehidupan rak dijamin memori tersebut adalah sepuluh tahun. Penyusutan chip bukan karena membaca informasi, tetapi karena operasi menghapus dan menulis, karena membaca tidak memerlukan perubahan struktur sel, tetapi hanya melewati arus listrik.

Tentu, produsen memori secara aktif bekerja dalam arah meningkatkan kehidupan pelayanan solid state drive jenis ini: mereka tetap untuk memastikan keseragaman rekaman / menghapus proses dalam sel-sel dari array untuk satu tidak dipakai lebih dari yang lain. Untuk jalur Program load balancing sebaiknya digunakan. Misalnya, untuk menghilangkan fenomena ini berlaku untuk "memakai leveling" teknologi. Data sering berubah, memindahkan ruang alamat memori flash subjek, karena catatan tersebut dilakukan sesuai dengan alamat fisik yang berbeda. Setiap controller dilengkapi dengan algoritma keselarasan sendiri, sehingga sangat sulit untuk membandingkan efektivitas model yang berbeda sebagai rincian implementasi tidak diungkapkan. Seperti setiap tahun volume flash drive menjadi lebih perlu untuk menggunakan algoritma yang lebih efisien yang membantu menjamin stabilitas kinerja perangkat.

pemecahan masalah

Salah satu cara yang sangat efektif untuk memerangi fenomena ini diberikan sejumlah redundansi memori, dimana keseragaman beban terjamin dan koreksi kesalahan dengan cara algoritma khusus untuk forwarding logis fisik substitusi blok yang terjadi dengan penggunaan berat dari memory stick. Dan untuk mencegah hilangnya informasi sel, cacat, diblokir atau digantikan oleh cadangan. Perangkat lunak tersebut memungkinkan untuk memblokir distribusi untuk memastikan keseragaman beban dengan meningkatkan jumlah siklus 3-5 kali, tapi ini tidak cukup.

kartu memori dan perangkat penyimpanan lain yang serupa dicirikan oleh kenyataan bahwa di daerah layanan mereka disimpan dengan tabel sistem file. Ini mencegah informasi membaca kegagalan di tingkat logis, misalnya, salah atau melepaskan penghentian tiba-tiba pasokan energi listrik. Dan karena saat menggunakan perangkat removable yang disediakan oleh sistem caching, Timpa sering memiliki efek yang paling dahsyat di atas meja dan direktori isi file alokasi. Dan bahkan program-program khusus untuk kartu memori tidak dapat membantu dalam situasi ini. Sebagai contoh, untuk penanganan single user disalin ribuan file. Dan, tampaknya, hanya sekali diterapkan pada blok rekaman di mana mereka ditempatkan. Tapi daerah layanan berhubungan dengan setiap update file apa saja, yang, tabel alokasi telah menjalani prosedur ini ribuan kali. Untuk alasan ini, di tempat pertama akan gagal blok ditempati oleh data tersebut. Teknologi "keawetan" bekerja dengan unit tersebut, namun efektivitasnya terbatas. Dan kemudian tidak peduli apa yang Anda menggunakan komputer Anda, flash drive akan rusak bahkan ketika itu disediakan oleh pencipta.

Perlu dicatat bahwa peningkatan kapasitas perangkat tersebut telah menghasilkan chip hanya untuk fakta bahwa jumlah total menulis siklus menurun, karena sel menjadi lebih kecil, yang membutuhkan tegangan kurang dan untuk mengusir partisi oksida yang mengisolasi "gerbang mengambang." Dan di sini situasi adalah sedemikian rupa sehingga peningkatan kapasitas perangkat yang digunakan masalah kehandalan mereka telah menjadi semakin diperburuk dan kartu kelas sekarang tergantung pada banyak faktor. operasi yang handal dari keputusan seperti itu ditentukan oleh fitur teknis serta situasi pasar yang berlaku pada saat ini. Karena persaingan sengit memaksa produsen untuk memotong biaya produksi dengan cara apapun. Termasuk dengan menyederhanakan desain, penggunaan komponen dari satu set lebih murah, untuk kontrol pembuatan dan melemahnya cara lain. Misalnya, kartu memori "Samsung" akan biaya lebih dari rekan-rekan kurang dikenal, tapi kehandalan jauh lebih sedikit masalah. Tapi di sini, terlalu sulit untuk berbicara tentang tidak adanya lengkap masalah, dan hanya pada perangkat yang sama sekali produsen tidak diketahui sulit untuk mengharapkan sesuatu yang lebih.

prospek pengembangan

Meskipun ada keuntungan jelas, ada sejumlah kelemahan yang menjadi ciri kartu SD memori, mencegah perluasan lebih lanjut dari penerapannya. Oleh karena itu dipertahankan konstan mencari solusi alternatif di daerah ini. Tentu saja, pertama-tama mencoba untuk meningkatkan jenis yang ada memori flash, yang tidak menyebabkan beberapa perubahan mendasar dalam proses produksi yang ada. Jadi tidak diragukan lagi hanya satu: perusahaan yang terlibat pembuatan jenis drive, akan mencoba untuk menggunakan potensi penuh, sebelum pindah ke berbagai jenis terus meningkatkan teknologi tradisional. Sebagai contoh, Sony Memory Card diproduksi saat ini dalam berbagai volume, oleh karena itu diasumsikan bahwa itu adalah dan akan terus dijual aktif.

Namun, sampai saat ini, pada pelaksanaan industri ambang batas adalah berbagai macam teknologi penyimpanan alternatif, beberapa di antaranya dapat diimplementasikan segera setelah terjadinya kondisi pasar yang menguntungkan.

RAM feroelektrik (FRAM)

Teknologi prinsip feroelektrik penyimpanan (Ferroelectric RAM, FRAM) diusulkan untuk membangun kapasitas memori non-volatile. Hal ini diyakini bahwa mekanisme teknologi yang tersedia, yang terdiri dalam Timpa data dalam proses membaca untuk semua modifikasi dari komponen dasar, mengarah ke penahanan tertentu potensi perangkat berkecepatan tinggi. Sebuah FRAM - memori, ditandai dengan kesederhanaan, keandalan yang tinggi dan kecepatan operasi. Properti ini sekarang karakteristik DRAM - RAM volatile yang ada pada saat ini. Tapi kemudian lagi akan ditambahkan, dan kemungkinan penyimpanan jangka panjang data, yang ditandai dengan kartu memori SD. Di antara keuntungan dari teknologi ini dapat resistensi dibedakan untuk berbagai jenis radiasi menembus yang dapat diklaim dalam perangkat khusus yang digunakan untuk bekerja dalam kondisi peningkatan radioaktivitas atau dalam penelitian ruang angkasa. Mekanisme penyimpanan informasi diwujudkan dengan menerapkan efek feroelektrik. Ini menyiratkan bahwa materi mampu mempertahankan polarisasi tanpa adanya medan listrik eksternal. Setiap sel memori FRAM dibentuk dengan menempatkan film ultrathin bahan feroelektrik dalam bentuk kristal antara sepasang elektroda logam datar membentuk kapasitor. Data dalam hal ini disimpan dalam struktur kristal. Hal ini untuk mencegah efek kebocoran muatan, yang menyebabkan hilangnya informasi. Data dalam FRAM-memori dipertahankan bahkan jika tegangan listrik.

RAM magnetik (MRAM)

Tipe lain dari memori, yang saat ini dianggap sangat menjanjikan, adalah MRAM. Hal ini ditandai dengan kinerja kecepatan relatif tinggi dan non-volatilitas. Unit sel dalam hal ini adalah film magnetik tipis ditempatkan pada substrat silikon. MRAM adalah memori statis. Tidak perlu menulis ulang periodik, dan informasi yang tidak akan hilang bila daya dimatikan. Saat ini, kebanyakan ahli sepakat bahwa memori jenis ini bisa disebut teknologi generasi berikutnya sebagai prototipe yang ada menunjukkan kinerja kecepatan yang cukup tinggi. Keuntungan lain dari solusi ini adalah biaya rendah chip. Flash memori dibuat sesuai dengan proses CMOS khusus. Sebuah chip MRAM dapat diproduksi oleh proses manufaktur standar. Selain itu, bahan dapat berfungsi seperti yang digunakan dalam media magnetik konvensional. Menghasilkan batch besar chip ini jauh lebih murah dari yang lainnya. Fitur penting MRAM-memori adalah kemampuan untuk mengaktifkan instan. Hal ini sangat penting untuk perangkat mobile. Memang, dalam jenis sel ditentukan oleh nilai muatan magnet, dan tidak listrik, seperti dalam memori flash konvensional.

Ovonic Bersatu Memory (OUM)

Tipe lain dari memori, yang banyak perusahaan yang aktif bekerja - itu adalah semikonduktor amorf berbasis solid-state drive. Pada dasarnya terletak teknologi transisi fase yang mirip dengan prinsip rekaman pada disk konvensional. Berikut negara fase substansi dalam medan listrik berubah dari kristal ke amorf. Dan perubahan ini disimpan dengan tidak adanya tegangan. Dari konvensional cakram optik , perangkat tersebut ditandai dalam pemanasan yang terjadi oleh aksi arus listrik, tidak laser. Reading dilakukan dalam hal ini karena perbedaan zat kemampuan reflektif di negara-negara yang berbeda, yang dirasakan oleh sensor drive. Secara teoritis, solusi tersebut memiliki penyimpanan kepadatan tinggi data dan keandalan yang maksimum, serta peningkatan kecepatan. Angka yang tinggi adalah jumlah maksimum menulis siklus, yang menggunakan komputer, flash drive, dalam hal ini tertinggal oleh beberapa kali lipat.

Chalcogenide RAM (CRAM) dan Phase Change Memory (PRAM)

Teknologi ini juga didasarkan atas dasar transisi fase ketika salah satu zat fase digunakan dalam carrier berfungsi sebagai bahan amorf non-konduktif, dan konduktor kedua adalah kristal. Transisi dari sel memori dari satu negara ke negara lain dilakukan oleh medan listrik dan pemanas. chip tersebut ditandai dengan resistensi terhadap radiasi pengion.

Informasi-Berlapis-lapis tercetak kArTu (Info-MICA)

perangkat kerja yang dibangun atas dasar teknologi ini, berdasarkan pada prinsip film tipis holografi. Informasi yang dicatat sebagai berikut: pertama membentuk gambar dua dimensi ditransmisikan ke hologram teknologi CGH. Membaca data adalah karena fiksasi sinar laser di tepi salah satu lapisan rekaman, pandu gelombang karyawan optik. Cahaya menjalar sepanjang sumbu yang diatur sejajar dengan bidang lapisan, membentuk output gambar yang sesuai dengan informasi yang direkam sebelumnya. Data awal dapat diperoleh pada saat melalui algoritma coding terbalik.

Jenis memori ini secara menguntungkan berbeda dari memori semikonduktor karena fakta ini memberikan kepadatan rekaman yang tinggi, konsumsi daya rendah, serta biaya media yang rendah, keamanan lingkungan dan perlindungan dari penggunaan yang tidak sah. Tapi kartu memori semacam itu tidak memungkinkan data ditulis ulang, jadi hanya bisa berfungsi sebagai penyimpanan jangka panjang, penggantian media kertas atau alternatif cakram optik untuk distribusi konten multimedia.