Çfarë lloj memorie përdoret në disqet flash. Çfarë është Flash Memoria? Çfarë duhet të dini për etiketat e flash drive
Pjesa teorike
Do të mundohem të jem sa më i shkurtër që të gjithë të kemi kohë të përgatisim sallatën Olivier me shtesë për tryezën e festave, kështu që një pjesë e materialit do të jetë në formën e lidhjeve: nëse dëshironi, mund ta lexoni tek ju. kohë të lirë...Çfarë lloj kujtese ka?
Për momentin, ka shumë opsione për ruajtjen e informacionit, disa prej tyre kërkojnë furnizim të vazhdueshëm me energji elektrike (RAM), disa janë "të qepura" përgjithmonë në çipat e kontrollit të pajisjeve përreth nesh (ROM), dhe disa kombinojnë cilësitë e të dyja dhe të tjerat (Hybrid). Flash, në veçanti, i përket kësaj të fundit. Duket se është memorie jo e paqëndrueshme, por ligjet e fizikës janë të vështira për t'u anuluar, dhe herë pas here ju duhet të rishkruani informacione në disqet flash.E vetmja gjë që, ndoshta, mund të bashkojë të gjitha këto lloje të memories është pak a shumë i njëjti parim funksionimi. Ekziston një matricë dydimensionale ose tredimensionale që është e mbushur me 0 dhe 1 afërsisht në këtë mënyrë dhe nga e cila më pas mund t'i lexojmë këto vlera ose t'i zëvendësojmë ato, d.m.th. e gjithë kjo është një analog i drejtpërdrejtë i paraardhësit të tij - kujtesa në unazat e ferritit.
Çfarë është memoria flash dhe në çfarë llojesh vjen ajo (NOR dhe NAND)?
Le të fillojmë me memorien flash. Njëherë e një kohë, ixbt e njohur publikoi jo pak se çfarë është Flash dhe cilat janë 2 llojet kryesore të këtij lloj memorie. Në veçanti, ka memorie flash NOR (logjike jo-ose) dhe NAND (logjike jo-dhe) (gjithçka përshkruhet gjithashtu në detaje), të cilat janë disi të ndryshme në organizimin e tyre (për shembull, NOR është dy-dimensionale, NAND mund të jenë tre-dimensionale), por ato kanë një element të përbashkët - një tranzistor të portës lundruese.
Paraqitja skematike e një tranzistori të portës lundruese.
Pra, si funksionon kjo mrekulli inxhinierike? Kjo përshkruhet së bashku me disa formula fizike. Shkurtimisht, midis portës së kontrollit dhe kanalit përmes të cilit rrjedh rryma nga burimi në kullim, ne vendosim të njëjtën portë lundruese, të rrethuar nga një shtresë e hollë dielektrike. Si rezultat, kur rryma rrjedh nëpër një tranzistor të tillë "të modifikuar" me efekt në terren, disa elektrone me energji të lartë kalojnë në tunel përmes dielektrikut dhe përfundojnë brenda portës lundruese. Është e qartë se ndërsa elektronet ishin duke tunele dhe enden brenda kësaj porte, ata humbën një pjesë të energjisë së tyre dhe praktikisht nuk mund të kthehen prapa.
NB:“Praktikisht” është fjala kyçe, sepse pa rishkruar, pa përditësuar qelizat të paktën një herë në disa vjet, Flash-i “rivendoset në zero” ashtu si RAM-i, pasi fiket kompjuteri.
Përsëri kemi një grup dy-dimensional që duhet të mbushet me 0 dhe 1 meqenëse duhet një kohë mjaft e gjatë për të grumbulluar ngarkesë në portën lundruese, në rastin e RAM-it përdoret një zgjidhje tjetër. Qeliza e memories përbëhet nga një kondensator dhe një transistor konvencional me efekt në terren. Për më tepër, vetë kondensatori ka, nga njëra anë, një pajisje fizike primitive, por, nga ana tjetër, ai zbatohet në mënyrë jo të parëndësishme në harduer:
Dizajni i qelizave RAM.
Përsëri, ixbt ka një të mirë kushtuar kujtesës DRAM dhe SDRAM. Sigurisht, nuk është aq e freskët, por pikat themelore janë përshkruar shumë mirë.
Pyetja e vetme që më mundon është: a mund të ketë DRAM një qelizë me shumë nivele, si flash? Duket sikur po, por gjithsesi...
Pjesa praktike
Blic
Ata që kanë përdorur flash drives për mjaft kohë, ndoshta kanë parë tashmë një disk "të zhveshur", pa kasë. Por unë ende do të përmend shkurtimisht pjesët kryesore të një USB flash drive:
Elementet kryesore të një USB Flash drive: 1. Lidhës USB, 2. kontrollues, 3. Pllakë qark i printuar me shumë shtresa PCB, 4. Moduli i memories NAND, 5. oshilator i frekuencës referuese të kuarcit, 6. Treguesi LED (gjithsesi, tani është i ndezur shumë disqe flash nuk e kanë), 7. çelësi i mbrojtjes së shkrimit (në mënyrë të ngjashme, mungon në shumë disqe flash), 8. hapësirë për një çip shtesë memorie.
Le të kalojmë nga e thjeshta në komplekse. Oscilator kristal (më shumë rreth parimit të funksionimit). Për keqardhjen time të thellë, gjatë lustrimit, vetë pllaka e kuarcit u zhduk, kështu që ne mund të admirojmë vetëm trupin.
Strehimi i oshilatorit kristal
Rastësisht, ndërkohë, gjeta se si duket fibra përforcuese brenda PCB-së dhe topat që përbëjnë në pjesën më të madhe të PCB-së. Nga rruga, fijet janë ende të shtruara me gjarpërim, kjo është qartë e dukshme në imazhin e sipërm:
Fibra përforcuese brenda PCB-së (shigjetat e kuqe tregojnë fibra pingul me prerjen), e cila përbën pjesën më të madhe të PCB-së
Dhe këtu është pjesa e parë e rëndësishme e flash drive - kontrolluesi:
Kontrolluesi. Imazhi i sipërm u mor duke kombinuar disa mikrografë SEM
Për të qenë i sinqertë, nuk e kuptova plotësisht idenë e inxhinierëve që vendosën disa përçues shtesë në vetë çipin. Ndoshta kjo është më e lehtë dhe më e lirë për t'u bërë nga pikëpamja teknologjike.
Pasi e përpunova këtë foto, bërtita: “Yaayayyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyah” dhe vrapoi nëpër dhomë. Pra, ne paraqesim në vëmendjen tuaj procesin teknologjik 500 nm në të gjithë lavdinë e tij me kufijtë e tërhequr në mënyrë perfekte të kullimit, burimit, portës së kontrollit dhe madje edhe kontaktet ruhen në integritet relativ:
"Ide!" mikroelektronikë - Teknologjia e kontrolluesit 500 nm me kanalizime individuale të tërhequra bukur (Drain), burime (Burimi) dhe porta kontrolli (Gate)
Tani le të kalojmë te ëmbëlsirat - çipat e kujtesës. Le të fillojmë me kontaktet që ushqejnë fjalë për fjalë këtë kujtesë. Përveç kryesorit (kontakti më i trashë në foto), ka edhe shumë të vegjël. Nga rruga, "i trashë"< 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:
Imazhet SEM të kontakteve që fuqizojnë çipin e memories
Nëse flasim për vetë kujtesën, atëherë edhe këtu na pret suksesi. Ne ishim në gjendje të fotografonim blloqe individuale, kufijtë e të cilave tregohen me shigjeta. Duke parë imazhin me zmadhimin maksimal, përpiquni të tendosni shikimin, ky kontrast është vërtet i vështirë për t'u dalluar, por është aty në imazh (për qartësi, shënova një qelizë të veçantë me vija):
Qelizat e memories 1. Kufijtë e bllokut shënohen me shigjeta. Linjat tregojnë qeliza individuale
Në fillim m'u duk si një objekt imazhi, por pasi përpunova të gjitha fotot e shtëpisë, kuptova se këto janë ose porta kontrolli të zgjatura përgjatë boshtit vertikal në një qelizë SLC, ose këto janë disa qeliza të mbledhura në një MLC. Edhe pse e përmenda MLC më lart, kjo është ende një pyetje. Për referencë, "trashësia" e qelizës (d.m.th. distanca midis dy pikave të dritës në imazhin e poshtëm) është rreth 60 nm.
Për të mos shpërbërë, këtu janë foto të ngjashme nga gjysma tjetër e flash drive. Fotografi plotësisht e ngjashme:
Qelizat e memories 2. Kufijtë e bllokut theksohen me shigjeta. Linjat tregojnë qeliza individuale
Sigurisht, çipi në vetvete nuk është vetëm një grup qelizash të tilla memorie, ka disa struktura të tjera brenda tij, identitetin e të cilave nuk mund ta përcaktoja:
Struktura të tjera brenda çipave të memories NAND
DRAM
Sigurisht, unë nuk e preva të gjithë tabelën SO-DIMM nga Samsung, unë vetëm "shkëputa" një nga modulet e kujtesës duke përdorur një tharëse flokësh. Vlen të përmendet se një nga këshillat e propozuara pas publikimit të parë erdhi në ndihmë këtu - sharrimi në një kënd. Prandaj, për një zhytje të hollësishme në atë që patë, është e nevojshme të merret parasysh ky fakt, veçanërisht pasi prerja në 45 gradë gjithashtu bëri të mundur marrjen e, si të thuash, seksione "tomografike" të kondensatorit.Megjithatë, sipas traditës, le të fillojmë me kontaktet. Ishte bukur të shihje se si duket një "çip" BGA dhe si është vetë bashkimi:
Lidhje BGA "të copëtuara".
Dhe tani është koha për të bërtitur "Ide!" për herë të dytë, pasi arritëm të shohim kondensatorë individualë në gjendje të ngurtë - rrathë koncentrikë në imazh, të shënuar me shigjeta. Janë ata që ruajnë të dhënat tona ndërsa kompjuteri funksionon në formën e një karikimi në pllakat e tyre. Duke gjykuar nga fotografitë, dimensionet e një kondensatori të tillë janë rreth 300 nm në gjerësi dhe rreth 100 nm në trashësi.
Për shkak të faktit se çipi është prerë në një kënd, disa kondensatorë janë prerë mjeshtërisht në mes, ndërsa të tjerët kanë prerë vetëm "anët":
Kujtesa DRAM në gjithë lavdinë e saj
Nëse dikush dyshon se këto struktura janë kondensatorë, atëherë mund të shikoni një foto më "profesionale" (megjithëse pa një shenjë shkallë).
E vetmja pikë që më ngatërroi është se kondensatorët janë të vendosur në 2 rreshta (foto poshtë majtas), d.m.th. Rezulton se ka 2 bit informacioni për qelizë. Siç u përmend më lart, informacioni mbi regjistrimin multibit është i disponueshëm, por deri në çfarë mase kjo teknologji është e zbatueshme dhe e përdorur në industrinë moderne, mbetet e diskutueshme për mua.
Sigurisht, përveç vetë qelizave të kujtesës, ka edhe disa struktura ndihmëse brenda modulit, qëllimi i të cilave mund të hamendësoj vetëm:
Struktura të tjera brenda një çipi memorie DRAM
Pasthënie
Përveç atyre lidhjeve që janë të shpërndara në të gjithë tekstin, për mendimin tim, ky rishikim (edhe nga viti 1997), vetë faqja (dhe një galeri fotografish, dhe arti i çipave, dhe patentat, dhe shumë e shumë më tepër) dhe kjo zyrë , e cila në fakt merrej me inxhinierinë e kundërt.Fatkeqësisht, nuk ishte e mundur të gjesh një numër të madh videosh me temën e prodhimit të Flash dhe RAM, kështu që do të duhet të kënaqesh vetëm me montimin e disqeve USB Flash:
P.S.: Edhe një herë, Gëzuar Vitin e Ri të Dragoit të Ujit të Zi të gjithëve!!!
Rezulton e çuditshme: doja të shkruaja një artikull për Flash-in, një nga të parët, por fati dekretoi ndryshe. Gishtërinj të kryqëzuar, le të shpresojmë që të paktën 2 artikujt e ardhshëm (për objekte dhe ekspozita biologjike) do të botohen në fillim të 2012. Ndërkohë, fara është shirit karboni:
Shirit karboni në të cilin u fiksuan mostrat e studiuara. Unë mendoj se shiriti i rregullt duket i ngjashëm.
Çfarë është memoria flash? | Flash memorie(në Anglisht. Flash Memorie) ose flash drive- një lloj memorie gjysmëpërçuese në gjendje të ngurtë jo të paqëndrueshme dhe të rishkueshme.
Ky lloj memorie mund të lexohet një numër i madh herë brenda periudhës së ruajtjes së informacionit, zakonisht nga 10 deri në 100 vjet. Por shkrimi në kujtesë mund të bëhet vetëm një numër i kufizuar herë (zakonisht në rajonin e një milion cikleve). Kryesisht memoria flash është e përhapur në botë dhe mund të përballojë rreth njëqind mijë cikle rishkrimi, që është shumë më tepër sesa mund të përballojë një disketë e zakonshme ose një disk CD-RW.
Ndryshe nga disqet e diskut të ngurtë (HDD), memoria flash nuk përmban pjesë mekanike të lëvizshme, dhe për këtë arsye konsiderohet një lloj më i besueshëm dhe kompakt i mediumit të ruajtjes.
Kështu, për shkak të kompaktësisë së tyre, çmimit të lirë dhe konsumit shumë të ulët të energjisë, disqet flash përdoren gjerësisht në pajisjet portative dixhitale - kamerat video dhe foto, regjistruesit e zërit, MP3 player, PDA, telefonat celularë, telefonat inteligjentë dhe komunikuesit. Për më tepër, ky lloj memorie përdoret për të ruajtur softuerin e integruar në pajisje të ndryshme (modem, PBX, skanerë, printera, ruterë).
Kohët e fundit, disqet flash me një hyrje USB (zakonisht i quajtur "flash drive" ose disk USB) janë përhapur gjerësisht, duke zëvendësuar disqet dhe CD-të.
Në ditët e sotme, disavantazhi kryesor i pajisjeve të bazuara në disqet flash është raporti shumë i lartë çmim-vëllim, shumë më i lartë se disqet e ngurtë me 2-5 herë. Prandaj, vëllimi i disqeve flash nuk është shumë i madh, por po punohet në këto drejtime. Duke ulur koston e procesit teknologjik dhe nën ndikimin e konkurrencës, shumë kompani kanë njoftuar tashmë lëshimin e disqeve SSD me një kapacitet prej 512 GB ose më shumë. Për shembull, në shkurt 2011, OCZ Technology ofroi një disk PCI-Express SSD me një kapacitet prej 1.2 TB dhe të aftë për të prodhuar 10 milionë cikle shkrimi.
Disqet moderne SSD janë zhvilluar në bazë të kontrolluesve me shumë kanale që ofrojnë lexim ose shkrim paralel nga disa mikroprocesorë memorie flash menjëherë. Si rezultat, niveli i performancës është rritur aq shumë sa që xhiroja e ndërfaqes SATA II është bërë faktori kufizues.
SI FUNKSIONON MEMORIJA FLASH
Një flash drive ruan të dhënat në një grup transistorësh me portë lundruese të quajtur qeliza. Në pajisjet konvencionale me qeliza të një niveli, secili prej tyre mund të "kujtojë" vetëm një pjesë të të dhënave. Por disa çipa më të rinj me qeliza me shumë nivele (në anglisht qeliza me shumë nivele ose qeliza me nivele të trefishta) mund të "kujtojnë" më shumë se një bit. Në rastin e fundit, një ngarkesë elektrike e ndryshme mund të përdoret në portën lundruese të tranzistorit.
AS MEMORI FLASH
Ky lloj memorie flash bazohet në algoritmin NOR, pasi në një transistor me portë lundruese një tension shumë i ulët i portës do të thotë një.
Ky lloj transistori përbëhet nga dy porta: lundruese dhe kontrolluese. Porta e parë është plotësisht e izoluar dhe ka aftësinë të mbajë elektrone deri në dhjetë vjet. Qeliza gjithashtu përbëhet nga një kullues dhe një burim. Kur aplikohet tension në portën e kontrollit, krijohet një fushë elektrike dhe ndodh i ashtuquajturi efekt tunelizimi. Shumica e elektroneve transferohen (tunelohen) përmes shtresës së izolatorit dhe hyjnë në portën lundruese. Ngarkesa në portën lundruese të tranzitorit ndryshon "gjerësinë" e burimit të kullimit dhe përçueshmërinë e kanalit, i cili përdoret për lexim.
Qelizat e shkrimit dhe leximit janë shumë të ndryshme në konsumin e energjisë: për shembull, disqet flash konsumojnë më shumë rrymë kur shkruajnë sesa kur lexojnë (duke konsumuar shumë pak energji).
Për të fshirë (fshirë) të dhënat, në portën e kontrollit aplikohet një tension mjaft i lartë negativ, i cili çon në efektin e kundërt (elektronet nga porta lundruese transferohen në burim duke përdorur efektin e tunelit).
Në arkitekturën NOR, ekziston nevoja për të lidhur një kontakt me secilin transistor, gjë që rrit shumë madhësinë e procesorit. Ky problem zgjidhet duke përdorur arkitekturën e re NAND.
NAND FLASH MEMORY
Arkitektura NAND bazohet në algoritmin AND-NOT (në anglisht NAND). Parimi i funksionimit është i ngjashëm me llojin NOR dhe ndryshon vetëm në vendndodhjen e qelizave dhe kontaktet e tyre. Nuk ka më nevojë për të lidhur një kontakt me çdo qelizë memorie, kështu që kostoja dhe madhësia e procesorit NAND janë dukshëm më të vogla. Për shkak të kësaj arkitekture, regjistrimi dhe fshirja janë dukshëm më të shpejta. Megjithatë, kjo teknologji nuk lejon akses në një rajon ose qelizë arbitrare, si në NOR.
Për të arritur densitetin dhe kapacitetin maksimal, një flash drive i bërë duke përdorur teknologjinë NAND përdor elementë me dimensione minimale. Prandaj, ndryshe nga disku NOR, lejohet prania e qelizave të këqija (të cilat janë të bllokuara dhe nuk duhet të përdoren në të ardhmen), gjë që e ndërlikon ndjeshëm punën me një memorie të tillë flash. Për më tepër, segmentet e memories në NAND janë të pajisur me një funksion CRC për të verifikuar integritetin e tyre.
Aktualisht, arkitekturat NOR dhe NAND ekzistojnë paralelisht dhe nuk konkurrojnë me njëra-tjetrën në asnjë mënyrë, pasi ato kanë fusha të ndryshme aplikimi. NOR përdoret për ruajtjen e thjeshtë të të dhënave të vogla, NAND përdoret për ruajtjen e të dhënave të mëdha.
HISTORIA E FLASH DRIVEVE
Memoria flash u shpik për herë të parë në 1984 nga inxhinieri Fujio Masuoka, më pas duke punuar për Toshiba. Emri "flash" u krijua nga kolegu i Fujios, Shoji Ariizumi, sepse procesi i fshirjes së të dhënave nga kujtesa i kujtoi atij një blic fotografik. Fujio prezantoi zhvillimin e tij në Takimin Ndërkombëtar të Pajisjeve Elektronike në San Francisko, Kaliforni. Intel ishte i interesuar për këtë shpikje dhe katër vjet më vonë, në 1988, lëshoi procesorin e parë komercial flash të tipit NOR.
Arkitektura e memories flash NAND u njoftua një vit më vonë nga Toshiba në 1989 në Konferencën Ndërkombëtare të Qarqeve të Gjendjes së Ngurtë. Çipi NAND kishte një shpejtësi më të madhe shkrimi dhe një zonë qarku më të vogël.
Në fund të vitit 2010, liderët në prodhimin e disqeve flash janë Samsung (32% e tregut) dhe Toshiba (17% e tregut).
Standardizimi i procesorëve të memories flash NAND kryhet nga grupi ONFI (NAND Flash Interface Working Group). Ky standard konsiderohet të jetë specifikimi ONFI 1.0, i lëshuar më 28 dhjetor 2006. Standardizimi ONFI në prodhimin e procesorëve NAND mbështetet nga kompani si Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, etj.
KARAKTERISTIKAT E RUAJTJES FLASH
Aktualisht, kapaciteti i disqeve flash varion nga kilobajt në qindra gigabajt.
Në vitin 2005, dy kompani, Toshiba dhe SanDisk, prezantuan procesorë NAND 1 GB duke përdorur teknologjinë e qelizave me shumë nivele (një transistor mund të ruajë pjesë të shumta të të dhënave duke përdorur ngarkesa të ndryshme elektrike në një portë lundruese).
Në shtator 2006, Samsung prezantoi një çip 4 GB të prodhuar duke përdorur një teknologji procesi 40 nm.
Në fund të vitit 2007, Samsung njoftoi krijimin e çipit të parë NAND në botë duke përdorur teknologjinë e qelizave me shumë nivele, tashmë të prodhuar duke përdorur një teknologji procesi 30 nm me një kapacitet ruajtjeje prej 8 GB.
Në dhjetor 2009, Toshiba njoftoi se çipi NAND 64 GB tashmë po dërgohej te klientët dhe prodhimi masiv filloi në tremujorin e parë të 2010.
Më 16 qershor 2010, Toshiba prezantoi procesorin e parë 128 GB, i përbërë nga gjashtëmbëdhjetë module 8 GB.
Për të rritur sasinë e memories flash, pajisjet shpesh përdorin një grup kompleks të përbërë nga disa procesorë.
Në prill 2011, Intel dhe Micron prezantuan një çip flash MLC NAND 8 GB të prodhuar duke përdorur një teknologji procesi 20 nm. Procesori i parë NAND 20 nm ka një sipërfaqe prej 118 mm, e cila është 35-40% më e vogël se çipat e disponueshëm aktualisht 25 nm 8 GB. Prodhimi serik i këtij çipi do të fillojë në fund të vitit 2011.
LLOJET DHE LLOJET E KARTAVE TË KUJTESISË DHE FLASH DISKUT
CF(në Anglisht. Blic kompakt): një nga standardet më të vjetra të llojit të memories. Karta e parë flash CF u prodhua nga SanDisk Corporation në vitin 1994. Ky format memorie është shumë i zakonshëm në kohën tonë. Më shpesh përdoret në pajisjet profesionale për video dhe fotografi, pasi për shkak të madhësisë së tij të madhe (43x36x3.3 mm), sloti Compact Flash është fizikisht i vështirë për t'u instaluar në telefonat celularë ose MP3 player. Për më tepër, asnjë kartë nuk mund të mburret me shpejtësi, vëllime dhe besueshmëri të tillë. Kapaciteti maksimal i Compact Flash tashmë ka arritur në 128 GB, dhe shpejtësia e kopjimit të të dhënave është rritur në 120 MB/s.
MMC(në Anglisht. Kartë multimediale): një kartë në formatin MMC është me përmasa të vogla - 24x32x1.4 mm. Zhvilluar së bashku nga SanDisk dhe Siemens. MMC përmban një kontrollues memorie dhe është shumë i pajtueshëm me një shumëllojshmëri të gjerë pajisjesh. Në shumicën e rasteve, kartat MMC mbështeten nga pajisje me slot SD.
RS-MMC(në Anglisht. Kartë multimediale me madhësi të reduktuar): Një kartë memorie që është sa gjysma e gjatësisë së një karte standarde MMC. Dimensionet e tij janë 24x18x1.4 mm, dhe pesha e tij është rreth 6 gram, të gjitha karakteristikat dhe parametrat e tjerë nuk ndryshojnë nga MMC. Për të siguruar përputhshmërinë me standardin MMC kur përdorni kartat RS-MMC, kërkohet një përshtatës.
DV-RS-MMC(në Anglisht. Kartë multimediale me madhësi të reduktuar me tension të dyfishtë): Kartat e kujtesës DV-RS-MMC me fuqi të dyfishtë (1,8 dhe 3,3 V) kanë konsum më të ulët të energjisë, gjë që do të lejojë që telefoni juaj celular të punojë pak më gjatë. Dimensionet e kartës janë të njëjta me RS-MMC, 24x18x1.4 mm.
MMCmicro: kartë memorie në miniaturë për pajisje celulare me përmasa 14x12x1.1 mm. Për të siguruar përputhshmërinë me një fole standarde MMC, duhet të përdoret një përshtatës i veçantë.
Kartë SD(në Anglisht. Kartë Dixhitale e Sigurt): i mbështetur nga SanDisk, Panasonic dhe Toshiba. Standardi SD është një zhvillim i mëtejshëm i standardit MMC. Për sa i përket madhësisë dhe karakteristikave, kartat SD janë shumë të ngjashme me MMC, vetëm pak më të trasha (32x24x2.1 mm). Dallimi kryesor nga MMC është teknologjia e mbrojtjes së të drejtës së autorit: karta ka mbrojtje kriptografike kundër kopjimit të paautorizuar, mbrojtje të shtuar të informacionit nga fshirja ose shkatërrimi aksidental dhe një çelës mekanik për mbrojtjen e shkrimit. Pavarësisht nga ngjashmëria e standardeve, kartat SD nuk mund të përdoren në pajisjet me slot MMC.
SDHC(në Anglisht. SD me kapacitet të lartë, SD me kapacitet të lartë): Kartat e vjetra SD (SD 1.0, SD 1.1) dhe SDHC të reja (SD 2.0) dhe lexuesit e tyre ndryshojnë në kufizimin në kapacitetin maksimal të ruajtjes, 4 GB për SD dhe 32 GB për SDHC. Lexuesit SDHC janë të pajtueshëm me SD, që do të thotë se një kartë SD do të lexohet pa probleme në një lexues SDHC, por një kartë SDHC nuk do të lexohet fare në një pajisje SD. Të dy opsionet mund të paraqiten në cilindo nga tre formatet e madhësisë fizike (standarde, mini dhe mikro).
miniSD(në Anglisht. Mini kartë dixhitale e sigurt): Ato ndryshojnë nga kartat standarde Secure Digital në dimensionet e tyre më të vogla: 21,5x20x1,4 mm. Për të siguruar funksionimin e kartës në pajisjet e pajisura me një vend të rregullt SD, përdoret një përshtatës.
microSD(në Anglisht. Kartë dixhitale mikro e sigurt): në 2011 ato janë pajisjet më kompakte të memories flash të lëvizshme (11x15x1 mm). Ato përdoren kryesisht në telefonat celularë, komunikuesit, etj., Meqenëse, për shkak të kompaktësisë së tyre, ato mund të zgjerojnë ndjeshëm kujtesën e pajisjes pa rritur madhësinë e saj. Çelësi i mbrojtjes nga shkrimi ndodhet në përshtatësin microSD-SD. Kapaciteti maksimal i një karte microSDHC të lëshuar nga SanDisk në 2010 është 32 GB.
Memory Stick Duo: Ky standard i memories është zhvilluar dhe mbështetur nga Sony. Rasti është mjaft i qëndrueshëm. Për momentin, ky është kujtimi më i shtrenjtë nga të gjithë të paraqiturit. Memory Stick Duo u zhvillua në bazë të standardit të përdorur gjerësisht të Memory Stick nga i njëjti Sony, dhe dallohet për dimensionet e tij të vogla (20x31x1,6 mm).
Memory Stick Micro (M2): Ky format është një konkurrent i formatit microSD (për nga madhësia), duke ruajtur avantazhet e kartave të kujtesës Sony.
xD-Picture Card: karta përdoret në kamerat dixhitale nga Olympus, Fujifilm dhe disa të tjera.
Çfarë është Flash Memoria?
Flash memorie/disk USB ose memorie flashështë një pajisje ruajtëse në miniaturë që përdoret si një medium shtesë ruajtjeje për informacion. Pajisja lidhet me një kompjuter ose pajisje tjetër leximi nëpërmjet një ndërfaqe USB.
Një USB flash drive është projektuar për t'u lexuar në mënyrë të përsëritur gjatë një jetëgjatësie të caktuar, e cila zakonisht varion nga 10 deri në 100 vjet. Mund të shkruani në memorie flash një numër të kufizuar herë (rreth një milion cikle).
Memoria flash konsiderohet më e besueshme dhe më kompakte në krahasim me disqet e diskut (HDD) sepse nuk ka pjesë mekanike të lëvizshme. Kjo pajisje përdoret mjaft gjerësisht në prodhimin e pajisjeve portative dixhitale: foto dhe video kamera, regjistrues zëri dhe MP3 player, PDA dhe telefona celularë. Së bashku me këtë, Flash Memory përdoret për të ruajtur firmware në pajisje të ndryshme, të tilla si modem, PBX, skanerë, printera ose ruterë. Ndoshta e vetmja pengesë e disqeve moderne USB është vëllimi i tyre relativisht i vogël.
Historia e Flash Memory
Memoria e parë flash u shfaq në 1984, ajo u shpik nga inxhinieri Toshiba Fujio Masuoka, kolegu i të cilit Shoji Ariizumi krahasoi parimin e funksionimit të kësaj pajisjeje me një blic fotografik dhe së pari e quajti atë "flash". Prezantimi publik i Flash Memory u bë në vitin 1984 në Seminarin Ndërkombëtar të Pajisjeve Elektronike të mbajtur në San Francisko, Kaliforni, ku Intel u interesua për këtë shpikje. Katër vjet më vonë, specialistët e saj lëshuan procesorin e parë komercial flash. Prodhuesit më të mëdhenj të disqeve flash në fund të vitit 2010 ishin Samsung, duke zënë 32% të këtij tregu, dhe Toshiba - 17%.
Si funksionon një USB flash drive?
I gjithë informacioni i shkruar në një flash drive dhe i ruajtur në grupin e tij, i cili përbëhet nga transistorë të portës lundruese të quajtura qeliza. Në pajisjet konvencionale të qelizave me një nivel, secila qelizë "kujton" vetëm një pjesë të të dhënave. Megjithatë, disa çipa të rinj me qeliza me shumë nivele (qeliza me shumë nivele ose qeliza me nivele të trefishta) janë në gjendje të ruajnë një sasi më të madhe informacioni. Në këtë rast, duhet të përdoret një ngarkesë elektrike e ndryshme në portën lundruese të tranzistorit.
Karakteristikat kryesore të një disku USB
Kapaciteti i disqeve flash aktualisht të disponueshme varion nga disa kilobajt në qindra gigabajt.
Në vitin 2005, specialistë nga Toshiba dhe SanDisk prezantuan një procesor NAND, vëllimi i përgjithshëm i të cilit ishte 1 GB. Gjatë krijimit të kësaj pajisjeje, ata përdorën teknologjinë e qelizave me shumë nivele, ku një transistor është i aftë të ruajë disa pjesë të dhënash duke përdorur një ngarkesë elektrike të ndryshme në një portë lundruese.
Në shtator të vitit të ardhshëm, Samsung prezantoi para publikut një çip 4 gigabajt të zhvilluar në bazë të një procesi teknologjik 40 nm, dhe në fund të vitit 2009, teknologët Toshiba njoftuan krijimin e një flash drive 64 GB, i cili ishte lançuar në prodhim masiv në fillim të vitit të ardhshëm.
Në verën e vitit 2010, u bë prezantimi i USB drive-it të parë 128 GB në historinë e njerëzimit, i përbërë nga gjashtëmbëdhjetë module 8 GB.
Në Prill 2011, Intel dhe Micron njoftuan krijimin e një çipi flash MLC NAND 8 GB me një sipërfaqe prej 118 mm, pothuajse gjysma e madhësisë së pajisjeve të ngjashme, prodhimi masiv i të cilit filloi në fund të 2011.
Llojet e kartave të kujtesës dhe disqeve flash
Përdoret kryesisht në pajisjet profesionale video dhe fotografike, pasi ka dimensione mjaft të mëdha (43x36x3.3 mm), si rezultat i së cilës është mjaft problematike instalimi i një slot Compact Flash në telefonat celularë ose MP3 player. Në të njëjtën kohë, karta konsiderohet jo shumë e besueshme, dhe gjithashtu nuk ka një shpejtësi të lartë të përpunimit të të dhënave. Kapaciteti maksimal i lejuar i Compact Flash aktualisht arrin 128 GB, dhe shpejtësia e kopjimit të të dhënave është rritur në 120 MB/s.
RS-MMC/Kartë multimediale me madhësi të reduktuar- një kartë memorie që është gjysma e gjatësisë së një karte standarde MMC - 24x18x1.4 mm dhe peshon rreth 6 gram. Në të njëjtën kohë, të gjitha karakteristikat dhe parametrat e tjerë të një karte të rregullt MMC ruhen. Për të përdorur kartat RS-MMC, duhet të përdorni një përshtatës.
MMCmicro- një kartë memorie në miniaturë me dimensione vetëm 14x12x1.1 mm dhe e krijuar për pajisje të lëvizshme. Për ta përdorur atë, duhet të përdorni një fole standarde MMC dhe një përshtatës të veçantë.
Pavarësisht se parametrat dhe dimensionet 32x24x2.1 mm janë shumë të ngjashme me kartën MMC, kjo kartë nuk mund të përdoret me një fole standarde MMC.
SDHC/SD Kapacitet i lartëështë një kartë memorie SD me kapacitet të lartë, e njohur për përdoruesit modernë si SD 1.0, SD 1.1 dhe SD 2.0 (SDHC). Këto pajisje ndryshojnë në sasinë maksimale të të dhënave që mund të ruhen në to. Kështu, ka kufizime të kapacitetit në formën e 4 GB për SD dhe 32 GB për SDHC. Megjithatë, karta SDHC është e pajtueshme me SD. Të dy opsionet vijnë në tre formate të madhësisë fizike: standarde, mini dhe mikro.
kartë dixhitale microSD/Micro Secure- kjo është pajisja më kompakte me memorie flash e lëvizshme që nga viti 2011, dimensionet e saj janë 11x15x1 mm, gjë që e lejon atë të përdoret në telefona celularë, komunikues etj. Çelësi i mbrojtjes nga shkrimi ndodhet në përshtatësin microSD-SD, dhe maksimumi Kapaciteti i mundshëm i kartës është 32 GB.
Memory Stick Micro/M2- një kartë memorie formati i së cilës konkurron në madhësi me microSD, por avantazhi mbetet me pajisjet Sony.
Nuk është sekret se në botën moderne, një nga mallrat më të rëndësishme është informacioni. Dhe ai, si çdo produkt tjetër, duhet të ruhet dhe transferohet. Për këtë qëllim u krijuan pajisje portative ruajtëse. Në të kaluarën e afërt, këtë rol e luanin disqet dhe CD-të, të afta të ruanin një sasi shumë të vogël informacioni pavarësisht se ishin të mëdha në përmasa. Me zhvillimin e teknologjisë kompjuterike, mediat e ruajtjes gradualisht u zvogëluan në madhësi, por vëllimi i të dhënave të ruajtura në to u rrit shumë herë. Kjo çoi në shfaqjen e një pajisjeje të re portative ruajtëse - USB flash drive.
Flash memorie- një lloj i veçantë i memories gjysmëpërçuese jo të paqëndrueshme, të rishkueshme.
Le të hedhim një vështrim më të afërt: jo e paqëndrueshme - nuk kërkon energji shtesë për të ruajtur të dhënat (energjia kërkohet vetëm për regjistrim), e rishkueshme - duke lejuar që të dhënat e ruajtura në të të ndryshohen (rishkruhen) dhe gjysmëpërçuese (gjendje e ngurtë), që është, që nuk përmban pjesë që lëvizin mekanikisht (si disqet e zakonshme të ngurtë ose CD) ), të ndërtuara në bazë të qarqeve të integruara (IC-Chip).
Fjalë për fjalë para syve tanë, memoria flash është shndërruar nga një mjet ekzotik dhe i shtrenjtë i ruajtjes së të dhënave në një nga mediat më të njohura të ruajtjes. Kujtesa në gjendje të ngurtë e këtij lloji përdoret gjerësisht në lojtarët portativë dhe kompjuterë xhepi, në kamera dhe flash drive në miniaturë. Mostrat e para të prodhimit funksionuan me shpejtësi të ulët, por sot shpejtësia e leximit dhe shkrimit të të dhënave në memorie flash ju lejon të shikoni një film me gjatësi të plotë të ruajtur në një çip miniaturë ose të ekzekutoni një sistem operativ "të rëndë" të klasit Windows XP.
Për shkak të konsumit të saj të ulët të energjisë, madhësisë kompakte, qëndrueshmërisë dhe performancës relativisht të lartë, memoria flash është ideale për t'u përdorur si ruajtje në pajisje portative si kamerat dixhitale fotografike dhe video, telefonat celularë, kompjuterët laptop, lojtarët MP3, regjistruesit dixhitalë të zërit, etj. .
Histori
Fillimisht, disqet e ngurta u zhvilluan për serverë me shpejtësi të lartë dhe u përdorën për qëllime ushtarake, por siç ndodh zakonisht, me kalimin e kohës ata filluan të përdoren për kompjuterë dhe serverë civilë.
U shfaqën dy klasa pajisjesh: në një rast, ata sakrifikuan qarqet e fshirjes për të marrë memorie me densitet të lartë, dhe në rastin tjetër, ata bënë një pajisje plotësisht funksionale me një kapacitet shumë më të vogël.
Prandaj, përpjekjet e inxhinierëve kishin për qëllim zgjidhjen e problemit të densitetit të qarqeve të fshirjes. Ata u kurorëzuan me sukses nga shpikja e inxhinierit Toshiba Fujio Masuoka në 1984. Fujio prezantoi zhvillimin e tij në Takimin Ndërkombëtar të Pajisjeve Elektronike në San Francisko, Kaliforni. Intel ishte i interesuar për këtë shpikje dhe katër vjet më vonë, në 1988, lëshoi procesorin e parë komercial flash të tipit NOR. Arkitektura e memories flash NAND u njoftua një vit më vonë nga Toshiba në 1989 në Konferencën Ndërkombëtare të Qarqeve të Gjendjes së Ngurtë. Çipi NAND kishte një shpejtësi më të madhe shkrimi dhe një zonë qarku më të vogël.
Ndonjëherë argumentohet se emri Flash në lidhje me llojin e memories përkthehet si "flash". Në fakt kjo nuk është e vërtetë. Një version i paraqitjes së tij thotë se për herë të parë në vitet 1989-90, Toshiba përdori fjalën Flash në kontekstin e "shpejtë, të menjëhershme" kur përshkruan çipat e saj të rinj. Në përgjithësi, Intel konsiderohet shpikësi, duke prezantuar memorien flash me arkitekturën NOR në 1988.
Përparësitë e kartave USB flash mbi disqet e tjera janë të dukshme:
dimensione të vogla,
peshë shumë të lehtë,
operacion i qetë,
mundësia e rishkrimit,
rezistencë e mirë ndaj stresit mekanik, ndryshe nga CD-të dhe disketat (5-10 herë më e lartë se maksimumi i lejuar për disqet e ngurtë konvencionale),
i reziston ndryshimeve të forta të temperaturës,
pa pjesë lëvizëse, gjë që redukton konsumin e energjisë në minimum,
nuk ka probleme lidhjeje - daljet USB janë të disponueshme në pothuajse çdo kompjuter,
sasi e madhe e memories,
regjistrimin e informacionit në qelizat e kujtesës,
Periudha e ruajtjes së informacionit është deri në 100 vjet.
Memoria flash konsumon ndjeshëm (rreth 10-20 herë ose më shumë) më pak energji gjatë funksionimit.
Duhet gjithashtu të theksohet se për të punuar me një USB flash drive, nuk keni nevojë për programe të palëve të treta, përshtatës, etj. Pajisja njihet automatikisht.
Nëse shkruani në një flash drive 10 herë në ditë, ai do të zgjasë për rreth 30 vjet.
Parimi i funksionimit
Parimi i funksionimit të teknologjisë së memories flash gjysmëpërçues bazohet në ndryshimin dhe regjistrimin e ngarkesës elektrike në një zonë të izoluar (xhep) të strukturës gjysmëpërçuese.
Ndryshimi i ngarkesës ("shkruaj" dhe "fshij") realizohet duke aplikuar një potencial të lartë midis portës dhe burimit, në mënyrë që forca e fushës elektrike në dielektrikën e hollë midis kanalit të tranzitorit dhe xhepit të jetë e mjaftueshme për të shkaktuar një efekt tunelimi. Për të rritur efektin e tunelit të elektroneve në xhep gjatë shkrimit, aplikohet një përshpejtim i lehtë i elektroneve duke kaluar një rrymë përmes kanalit të tranzitorit me efekt në terren.
Paraqitja skematike e një tranzistori të portës lundruese.
Midis portës së kontrollit dhe kanalit përmes të cilit rrjedh rryma nga burimi në kullim, vendosim të njëjtën portë lundruese, të rrethuar nga një shtresë e hollë dielektrike. Si rezultat, kur rryma rrjedh nëpër një tranzistor të tillë "të modifikuar" me efekt në terren, disa elektrone me energji të lartë kalojnë në tunel përmes dielektrikut dhe përfundojnë brenda portës lundruese. Është e qartë se ndërsa elektronet ishin duke tunele dhe enden brenda kësaj porte, ata humbën një pjesë të energjisë së tyre dhe praktikisht nuk mund të kthehen prapa. Pajisjet SLC dhe MLC 
Ka pajisje në të cilat qeliza elementare ruan një bit informacioni dhe disa. Në qelizat me një bit, ka vetëm dy nivele të ngarkimit në portën lundruese. Qeliza të tilla quhen qeliza me një nivel. qelizë me një nivel SLC). Në qelizat me shumë bit, dallohen më shumë nivele të ngarkimit, ato quhen me shumë nivele. qeliza me shumë nivele, MLC). Pajisjet MLC janë më të lira dhe më të mëdha se pajisjet SLC, por koha e aksesit dhe numri i rishkrimeve janë më të këqija.
Kujtesa audio
Një zhvillim natyror i idesë së qelizave MLC ishte ideja e regjistrimit të një sinjali analog në qelizë. Çipa të tillë flash analog përdoren më gjerësisht në riprodhimin e zërit. Mikroqarqe të tilla përdoren gjerësisht në të gjitha llojet e lodrave, kartave të zërit, etj.
As memorie flash
Dizajn AS përdor një matricë klasike dy-dimensionale të përçuesve ("rreshta" dhe "kolona") në të cilën një qelizë është instaluar në kryqëzim. Në këtë rast, përcjellësi i rreshtave ishte i lidhur me kullimin e tranzistorit, dhe përcjellësi i kolonave në portën e dytë. Burimi ishte i lidhur me një substrat të përbashkët për të gjithë. Me këtë dizajn, ishte e lehtë të lexohej gjendja e një transistori të veçantë duke aplikuar një tension pozitiv në një kolonë dhe një rresht.
Ky lloj memorie flash bazohet në algoritmin NOR, pasi në një transistor me portë lundruese një tension shumë i ulët i portës do të thotë një. Ky lloj transistori përbëhet nga dy porta: lundruese dhe kontrolluese. Porta e parë është plotësisht e izoluar dhe ka aftësinë të mbajë elektrone deri në dhjetë vjet. Qeliza gjithashtu përbëhet nga një kullues dhe një burim. Kur aplikohet tension në portën e kontrollit, krijohet një fushë elektrike dhe ndodh i ashtuquajturi efekt tunelizimi. Shumica e elektroneve transferohen (tunelohen) përmes shtresës së izolatorit dhe hyjnë në portën lundruese. Ngarkesa në portën lundruese të tranzitorit ndryshon "gjerësinë" e burimit të kullimit dhe përçueshmërinë e kanalit, i cili përdoret për lexim. Qelizat e shkrimit dhe leximit janë shumë të ndryshme në konsumin e energjisë: për shembull, disqet flash konsumojnë më shumë rrymë kur shkruajnë sesa kur lexojnë (duke konsumuar shumë pak energji). Për të fshirë (fshirë) të dhënat, në portën e kontrollit aplikohet një tension mjaft i lartë negativ, i cili çon në efektin e kundërt (elektronet nga porta lundruese transferohen në burim duke përdorur efektin e tunelit). Në arkitekturën NOR, ekziston nevoja për të lidhur një kontakt me secilin transistor, gjë që rrit shumë madhësinë e procesorit. Ky problem zgjidhet duke përdorur arkitekturën e re NAND.
Në këtë artikull, ne do të flasim se cila është baza për krijimin e saj dhe mbi cilin parim funksionon një pajisje memorie flash (mos e ngatërroni atë me disqet USB flash dhe kartat e kujtesës). Përveç kësaj, do të mësoni për avantazhet dhe disavantazhet e tij ndaj llojeve të tjera të ROM-it (pajisjet e kujtesës vetëm për lexim) dhe do të njiheni me gamën e disqeve më të zakonshme që përmbajnë memorie flash.
Avantazhi kryesor i kësaj pajisjeje është se është i paqëndrueshëm dhe nuk kërkon energji elektrike për të ruajtur të dhënat. I gjithë informacioni i ruajtur në memorie flash mund të lexohet pafundësisht herë, por numri i cikleve të plota të shkrimit është fatkeqësisht i kufizuar.
Memoria flash i referohet gjysmëpërçuesve me memorie të riprogramueshme elektrike (EEPROM). Falë zgjidhjeve teknike, kostos së ulët, vëllimit të madh, konsumit të ulët të energjisë, shpejtësisë së lartë, kompaktësisë dhe forcës mekanike, memoria flash është e integruar në pajisjet portative dixhitale dhe mediat e ruajtjes.
Memoria flash ka avantazhet dhe disavantazhet e saj në krahasim me disqet e tjera të tipit ROM (disqet e ngurtë dhe disqet optike), të cilat mund t'i shihni në tabelën më poshtë.
| Lloji ROM | Përparësitë | Të metat |
| HDD | Sasi e madhe e informacionit të ruajtur. Shpejtësi e lartë. Ruajtja e lirë e të dhënave (për 1 MB). | Dimensione të mëdha. Ndjeshmëria ndaj dridhjeve. Shpërndarja e nxehtësisë. |
| Disk optik | Lehtësia e transportit. Ruajtja e lirë e informacionit. Mundësia e përsëritjes. | Vëllimi i vogël. Ju duhet një lexues. Kufizime në operacione (lexo, shkruaj). Shpejtësia e ulët e funksionimit. Ndjeshmëria ndaj dridhjeve. |
| Flash memorie | Qasje në të dhëna me shpejtësi të lartë. Konsumi ekonomik i energjisë. Rezistenca ndaj dridhjeve. Lehtësia e lidhjes me një kompjuter. Madhësi kompakte. | Numri i kufizuar i cikleve të shkrimit. |
Sot, askush nuk dyshon se memoria flash do të vazhdojë të forcojë pozicionin e saj në teknologjinë e informacionit, veçanërisht në linjën e pajisjeve mobile (PDA, tablet, smartphone, lojtarë). Kartat më të njohura dhe më të njohura dhe të zëvendësueshme të kujtesës për pajisjet elektronike (SD, MMC, miniSD...) bazohen në memorie flash.
Kartat e kujtesës, si disqet USB, nuk qëndrojnë mënjanë, por tërheqin vëmendjen e blerësve të mundshëm me diversitetin e tyre. Nga një bollëk i tillë i pajisjeve të ruajtjes, përfiton vetëm prodhuesi, ndërsa konsumatori përjeton një sërë shqetësimesh. Në fund të fundit, të gjithë jemi të njohur me situata të tilla kur një telefon ka nevojë për një kartë, një PDA një tjetër dhe një aparat fotografik një të tretën. Kjo shumëllojshmëri disqet përfiton prodhuesit sepse ata përfitojnë shumë nga shitjet e gjera ekskluzive. Këtu është një listë e vogël e disqeve të zakonshme të memories flash:
- Flash kompakt Lloji I (CF I)/Tipi II (CF II);
- Memory Stick (MS Pro, MS Duo);
- Secure Digital (SD);
- miniSD;
- xD-Picture Card (xD);
- Karta multimediale (MMC).
- USB Flash Drive.
Në një nga botimet, kam shkruar se si të zgjidhni një kartë në formatin SD (microSD, miniSD).
Parimi i funksionimit të memories flash.
Qeliza bazë e ruajtjes së të dhënave të memories flash është një transistor i portës lundruese. E veçanta e një transistori të tillë është se ai mund të mbajë elektrone (ngarkesë). Mbi këtë bazë janë zhvilluar llojet kryesore të memories flash. NAND Dhe AS. Nuk ka konkurrencë mes tyre, sepse çdo lloj ka avantazhet dhe disavantazhet e veta. Nga rruga, versionet hibride janë ndërtuar mbi bazën e tyre, si p.sh DiNOR Dhe superDHE.
Në memorien flash, prodhuesit përdorin dy lloje të qelizave të memories: MLC dhe SLC.
- Memoria flash me qelizat MLC (Multi-level cell - multi-level memory cell) janë më të mëdha dhe më të lira, por ato kanë kohë më të gjatë aksesi dhe më pak cikle shkrimi/fshirjeje (rreth 10,000).
- Memoria flash, e cila përmban qeliza SLC (Single-level cell), ka një numër maksimal të cikleve të shkrimit/fshirjes (100,000) dhe ka kohë më të shkurtra aksesi.
Kthimi i karikimit (shkrimi/fshirja) realizohet duke aplikuar një potencial të lartë midis portës dhe burimit në mënyrë që forca e fushës elektrike në dielektrikën e hollë midis kanalit të tranzitorit dhe xhepit të jetë e mjaftueshme për të prodhuar një efekt tunelizimi. Për të rritur efektin e tunelit të elektroneve në xhep gjatë shkrimit, aplikohet një përshpejtim i lehtë i elektroneve duke kaluar një rrymë përmes kanalit të tranzitorit me efekt në terren.
Parimi i funksionimit të memories flash bazohet në ndryshimin dhe regjistrimin e ngarkesës elektrike në një zonë të izoluar ("xhep") të strukturës gjysmëpërçuese.
Leximi kryhet nga një transistor me efekt në terren, për të cilin xhepi vepron si një portë. Potenciali i portës lundruese ndryshon karakteristikat e pragut të transistorit, i cili regjistrohet nga qarqet e leximit. Ky dizajn është i pajisur me elementë që e lejojnë atë të punojë në një grup të madh të të njëjtave qeliza.
Tani le të hedhim një vështrim më të afërt në qelizat e kujtesës me një dhe dy transistorë...
Qelizë memorie me një transistor.
Nëse një tension pozitiv aplikohet në portën e kontrollit (duke inicializuar një qelizë memorie), ai do të jetë në gjendje të hapur, e cila do të korrespondojë me një zero logjike.
Dhe nëse në grila lundruese vendosni një ngarkesë negative të tepërt (elektron) dhe aplikoni një tension pozitiv në porta e kontrollit, atëherë kompenson fushën elektrike të krijuar nga porta e kontrollit dhe nuk do të lejojë të formohet një kanal përcjellës, që do të thotë se transistori do të jetë në gjendje të mbyllur.
Pra, prania ose mungesa e ngarkesës në portën lundruese përcakton me saktësi gjendjen e hapur ose të mbyllur të tranzistorit kur i njëjti tension pozitiv aplikohet në portën e kontrollit. Nëse e konsiderojmë aplikimin e tensionit në portën e kontrollit si inicializimin e një qelize memorie, atëherë nga tensioni midis burimit dhe kullimit mund të gjykojmë praninë ose mungesën e ngarkesës në portën lundruese.
Në këtë mënyrë, fitohet një lloj qelize elementare e memories, e aftë për të ruajtur një bit informacioni. Përveç gjithë kësaj, është shumë e rëndësishme që ngarkesa në portën lundruese (nëse ka një të tillë) të mund të qëndrojë atje për një kohë të gjatë, si gjatë inicializimit të qelizës së kujtesës ashtu edhe në mungesë të tensionit në portën e kontrollit. Vetëm në këtë rast qeliza e kujtesës do të jetë e paqëndrueshme.
Pra, si, nëse është e nevojshme, të vendosni një ngarkesë në një portë lundruese (shkruani përmbajtjen e një qelize memorie) dhe ta hiqni atë nga atje (të fshini përmbajtjen e një qelize memorie) kur është e nevojshme.
Një ngarkesë mund të vendoset në portën lundruese (procesi i regjistrimit) duke përdorur metodën e injektimit të elektronit të nxehtë (CHE-Channel Hot Electrons) ose metodën e tunelit Fowler-Nordheim.
Nëse përdoret metoda e injektimit të elektronit të nxehtë, atëherë një tension i lartë aplikohet në portën e kullimit dhe kontrollit, i cili do t'u japë elektroneve në kanal energji të mjaftueshme për të kapërcyer pengesën potenciale të krijuar nga një shtresë e hollë dielektrike dhe për t'u drejtuar (tunelizuar) në rajonin e portës lundruese (gjatë leximit, porta e kontrollit furnizohet me më pak tension dhe efekti i tunelit nuk ndodh).
Për të hequr ngarkesën nga porta lundruese (kryeni një fshirje të qelizës së kujtesës), një tension i lartë negativ (rreth 9 V) aplikohet në portën e kontrollit dhe një tension pozitiv aplikohet në rajonin e burimit. Kjo bën që elektronet të kanalizohen nga rajoni i portës lundruese në rajonin e burimit. Kështu ndodh tunelizimi kuantik i Fowler-Nordheim.
Ju ndoshta e keni kuptuar tashmë se një tranzistor i portës lundruese është një qelizë bazë memorie flash. Por qelizat me një tranzistor kanë disa disavantazhe, kryesorja është shkallëzueshmëria e dobët.
Meqenëse kur krijoni një grup memorie, çdo qelizë memorie (d.m.th., një transistor) është e lidhur me dy autobusë pingul. Portat e kontrollit janë të lidhura me një autobus të quajtur Word Line, dhe kanalet janë të lidhura me një autobus të quajtur Bit Line. Si rezultat, ekziston një tension i lartë në qark dhe kur regjistroni duke përdorur metodën e injektimit të elektroneve të nxehtë, të gjitha linjat - fjalët, pjesët dhe burimet duhet të vendosen në një distancë të madhe nga njëra-tjetra. Kjo do të japë nivelin e dëshiruar të izolimit, por do të ndikojë në kufizimin e kapacitetit të memories flash.
Një tjetër disavantazh i një qelize të tillë memorie është prania e efektit të heqjes së tepërt të ngarkesës nga porta lundruese dhe nuk mund të kompensohet nga procesi i regjistrimit. Si rezultat, një ngarkesë pozitive formohet në portën lundruese, e cila e bën gjendjen e tranzistorit të pandryshuar dhe ai mbetet gjithmonë i hapur.
Qelizë memorie me dy transistorë.
Një qelizë memorie me dy tranzistor është një qelizë memorie e modifikuar me një tranzistor që përmban një tranzitor konvencional CMOS dhe një tranzistor me portë lundruese. Në këtë strukturë, një transistor konvencional vepron si një izolues i tranzitorit të portës lundruese nga linja e bitit.
A ka ndonjë avantazh një qelizë memorie me dy transistorë? Po, sepse me ndihmën e tij mund të krijoni çipa memorie më kompakte dhe shumë të shkallëzueshme, sepse këtu transistori i portës lundruese është i izoluar nga linja e bitit. Përveç kësaj, ndryshe nga një qelizë memorie me një tranzistor, ku informacioni shkruhet duke përdorur metodën e injektimit të elektroneve të nxehta, një qelizë memorie me dy transistorë përdor metodën e tunelit kuantik Fowler-Nordheim për të regjistruar dhe fshirë informacionin. Kjo qasje bën të mundur uljen e tensionit të kërkuar për funksionimin e shkrimit. Duke parë përpara, unë do të them se qelizat me dy tranzistor përdoren në memorie me një strukturë NAND.
Pajisja me memorie flash me arkitekturë NOR.
Lloji i kësaj memorie është burimi dhe një lloj shtysë në zhvillimin e të gjithë EEPROM. Arkitektura e saj u zhvillua nga Intel në vitin 1988. Siç u shkrua më herët, për të hyrë në përmbajtjen e një qelize memorie (të inicializoni qelizën), duhet të aplikoni tension në portën e kontrollit.
Prandaj, zhvilluesit e kompanisë lidhën të gjitha portat e kontrollit në një linjë kontrolli të quajtur Word Line. Analiza e informacionit të qelizave të memories kryhet bazuar në nivelin e sinjalit në kullimin e tranzistorit. Prandaj, zhvilluesit lidhën të gjitha kanalet e tranzistorëve në një linjë të quajtur Bit Line.
Arkitektura NOR mori emrin e saj falë operacionit logjik OSE - JO (përkthyer nga anglishtja NOR). Parimi i operacionit logjik NOR është se mbi disa operandë (të dhëna, argument i operacionit...) jep një vlerë njësi kur të gjithë operandët janë të barabartë me zero, dhe një vlerë zero në të gjitha operacionet e tjera.
Në rastin tonë, operandët nënkuptojnë vlerën e qelizave të memories, që do të thotë se në këtë arkitekturë, një vlerë e vetme në linjën e bitit do të vërehet vetëm nëse vlera e të gjitha qelizave të lidhura me linjën e bitit është e barabartë me zero (të gjithë transistorët janë të mbyllur ).
Kjo arkitekturë ka akses të mirë rastësor në memorie, por procesi i shkrimit dhe fshirjes së të dhënave është relativisht i ngadaltë. Metoda e injektimit të elektronit të nxehtë përdoret në procesin e shkrimit dhe fshirjes. Përveç kësaj, çipi i memories flash ka një arkitekturë NOR dhe madhësia e qelizës së tij është e madhe, kështu që kjo memorie nuk shkallëzohet mirë.
Struktura me gjashtë qeliza as Flash Memoria flash me arkitekturë NOR zakonisht përdoret në pajisjet për ruajtjen e kodit të programit. Këto mund të jenë telefonat, PDA-të, BIOS-i i motherboard...
Pajisja me memorie flash me arkitekturë NAND.
Ky lloj memorie u zhvillua nga Toshiba. Për shkak të arkitekturës së tyre, këto çipa përdoren në disqe të vegjël të quajtur NAND (operacion logjik NAND). Kur ekzekutohet, operacioni NAND prodhon një vlerë zero vetëm kur të gjithë operandët janë zero, dhe një vlerë prej një në të gjitha rastet e tjera.
Siç u shkrua më herët, vlera zero është gjendja e hapur e transistorit. Si pasojë, arkitektura NAND supozon se një bitline ka një vlerë zero kur të gjithë transistorët e lidhur me të janë të hapur, dhe një vlerë prej një kur të paktën njëri prej transistorëve është i mbyllur. Një arkitekturë e tillë mund të ndërtohet duke lidhur transistorët me një linjë bit jo një nga një (siç është ndërtuar në arkitekturën NOR), por në seri serike (një kolonë qelizash të lidhura në mënyrë sekuenciale).
Kjo arkitekturë është shumë e shkallëzueshme në krahasim me NOR sepse lejon që transistorët të vendosen në mënyrë kompakte në qark. Përveç kësaj, arkitektura NAND shkruan duke përdorur tunelizimin Fowler-Nordheim, dhe kjo lejon regjistrimin më të shpejtë sesa në strukturën NOR. Për të rritur shpejtësinë e leximit, çipat NAND kanë një memorie të brendshme të integruar në to.
Ashtu si grupet e diskut të ngurtë, qelizat NAND grupohen në blloqe të vogla. Për këtë arsye, kur lexoni ose shkruani në mënyrë sekuenciale, NAND do të ketë një avantazh shpejtësie. Por nga ana tjetër, NAND humbet shumë në operacionet e aksesit të rastësishëm dhe nuk ka aftësinë për të punuar drejtpërdrejt me bajt informacioni. Në një situatë ku duhet të ndryshohen vetëm disa bit, sistemi detyrohet të rishkruajë të gjithë bllokun dhe kjo, duke marrë parasysh numrin e kufizuar të cikleve të shkrimit, çon në një konsumim të madh të qelizave të memories.
Struktura me një kolonë të vetme të NAND Flash Kohët e fundit, ka pasur zëra se Unity Semiconductor po zhvillon një gjeneratë të re të memories flash, e cila do të ndërtohet në teknologjinë CMOx. Supozohet se memoria e re do të zëvendësojë memorien flash NAND dhe do të kapërcejë kufizimet e saj, të cilat në memorien NAND përcaktohen nga arkitektura e strukturave të tranzistorit. Përparësitë e CMOx përfshijnë densitetin dhe shpejtësinë më të lartë të regjistrimit, si dhe një kosto më tërheqëse. Zonat e aplikimit për memorien e re përfshijnë SSD dhe pajisjet mobile. Epo, koha do të tregojë nëse kjo është e vërtetë apo jo.
Për t'ju përcjellë të gjitha informacionet e nevojshme në mënyrë më të detajuar, unë postova një videoklip mbi temën.
P.S. Shpjegimi i materialit teknik në gjuhë të thjeshtë për njerëzit që nuk e kanë idenë se si është ndërtuar arkitektura e kompjuterit... është shumë e vështirë, por shpresoj se ia kam dalë. Për informacion të plotë dhe të besueshëm në këtë artikull, kam përdorur pjesërisht literaturë edukative. Shpresoj se ky artikull ishte i dobishëm dhe informues për ju. Mirupafshim!
