Flash memorie. SSD. Llojet e memories flash. kartën e kujtesës

Flash memorie është një lloj i kujtesës afat-gjatë për kompjutera, në të cilën përmbajtja mund të riprogramuar ose hequr një metodë elektrike. Në krahasim me elektrike erasable programueshëm Lexo veprimeve memorie vetëm mbi të mund të kryhet në blloqet që janë në vende të ndryshme. Flash memorie kushton shumë më pak se EEPROM, kështu që ajo është bërë teknologji dominuese. Sidomos në situata ku keni nevojë për një ruajtje të qëndrueshme dhe afatgjatë të dhënave. Përdorimi i tij është i lejuar në rrethana të ndryshme: në lojtarët audio dixhitale, kamera, telefona celularë dhe smartphones, ku ka aplikime të veçanta Android në kartën e kujtesës. Përveç kësaj, ajo është përdorur në USB-ngjit, e përdorur tradicionalisht për të ruajtur informacione dhe transferimin në mes të kompjuterëve. Ajo mori një famë të caktuar në botën e lojrave, ku është përfshirë shpesh në një gabim për magazinimin e të dhënave mbi ecurinë e lojës.

përshkrim të përgjithshëm

Flash memorie është një lloj që është në gjendje për të ruajtur informacione në kartën tuaj për një kohë të gjatë pa përdorur fuqinë. Përveç kësaj, ajo mund të vihet në dukje më të lartë të të dhënave shpejtësi të qasjes, dhe më mirë rezistenca kinetike shokut në krahasim me hard disk. Në sajë të karakteristikave të tilla, ajo është bërë një referencë për pajisje popullore, mundësuar nga baterive dhe akumulatorëve. Një tjetër avantazh i pamohueshëm është se kur një kartë memorie flash është ngjeshur në një të ngurta, është praktikisht e pamundur për të shkatërruar disa metoda standarde fizike, kështu që ajo mund të përballojë ujit dhe presionit të lartë të valë.

Nivelit të ulët të dhënat e qasjes

një metodë të dhënat e qasjes, të vendosura në flash memorie është shumë e ndryshme nga ajo zbatohet për llojet konvencionale. qasje të nivelit të ulët është kryer nga shoferi. RAM Normal menjëherë përgjigjen thirrjeve të lexuar informacion dhe rekord, kthimin rezultatet e operacioneve të tilla, dhe pajisja e kujtesës flash është e tillë që ajo do të marrë kohë për reflektim.

Pajisja dhe Parimi i operacionit

Në këtë moment, të përbashkët flash memorie, e cila është projektuar për të odnotranzistornyh elemente me një "lundrues" porta. Nëpërmjet kjo është e mundur për të siguruar një dendësi të lartë të dhënave magazinimit në krahasim me RAM dinamike, e cila kërkon një palë e transistorëve dhe një element kondensator. Në momentin tregu është i mbushur me një shumëllojshmëri të teknologjive për ndërtimin elementet themelore për këtë lloj të medias, të cilat janë projektuar nga prodhuesit kryesorë. Dallimi është numri i shtresave, metodat e të shkruarit dhe fshirja strukturën e informacionit dhe organizative, e cila është treguar zakonisht në titull.

Në këtë moment, ka disa lloje të patate të skuqura që janë më të zakonshme: NOR dhe NAND. Në të dyja kujtesa transistorëve lidhja është bërë për linjat bit - në paralele dhe në seri, respektivisht. Lloji i parë i madhësive të qelizave janë mjaft të mëdha, dhe ekziston një mundësi për qasje të shpejtë të rastit, duke ju lejuar për të ekzekutuar programe direkt nga kujtesa. E dyta është e karakterizuar nga madhësive të vogla rrjetë, si dhe qasje të shpejtë vijues që është shumë më i përshtatshëm kur nevoja për të ndërtuar një pajisje bllok-lloj që do të ruajtur sasi të mëdha të informatave.

Shumica pajisje portative SSD përdor lloj kujtesës NOR. Tani, megjithatë, ajo është duke u bërë gjithnjë e më popullore pajisje me një ndërfaqe USB. Ata përdorin kujtesën Nand-lloj. Gradualisht ajo zëvendëson parë.

Problemi kryesor - brishtësia

Mostrat e para të prodhimit flash drives seri nuk i pëlqeu përdoruesve shpejtësi të lartë. Tani, megjithatë, shpejtësia regjistrimi dhe leximi është në një nivel që mund të shihet film të plotë të gjatë ose të kandidojë në sistemin operativ kompjuterik. Një numër i prodhuesve kanë treguar tashmë në makinë, ku hard drive është zëvendësuar me memorie flash. Por kjo teknologji ka një pengesë shumë të rëndësishme, e cila bëhet një pengesë për zëvendësimin e të dhënave transportuesit e disqeve magnetike ekzistuese. Për shkak të natyrës së pajisjeve të memories flash ai lejon fshirja dhe shkrimit informacion një numër i kufizuar i cikleve, i cili është i arritshëm, madje edhe për pajisje të vogla dhe të lëvizshëm, për të mos përmendur sa shpesh ajo është bërë në kompjuter. Në qoftë se ju përdorni këtë lloj të medias si një makinë të ngurta-shtet në një PC shumë shpejt vjen një situatë kritike.

Kjo është për shkak të faktit se një makinë e tillë është ndërtuar në pronën e transistorëve fushë-efekt për të ruajtur në "lundrues" porta ngarkuar elektrike, mungesa apo prania e të cilit në tranzitor është parë si një logjike apo zero në binar sistemin e numrave. Regjistrimin dhe fshirja e të dhënave në NAND-memories tunel elektroneve prodhuar sipas metodës së Fowler-Nordheim përfshin dielektrike. Ajo nuk kërkon tensionit të lartë, e cila lejon për madhësinë minimale qelizë. Por pikërisht ky proces çon në përkeqësim fizike të qelizave, që nga rryma elektrike në këtë rast shkakton elektronet depërtojnë portën, duke thyer dielektrike pengesë. Megjithatë, një jetë e garantuar shelfin e një memorie të tillë është dhjetë vjet. chip Amortizimi nuk është për shkak të leximit të informacionit, por për shkak të operacioneve të fshirjes së saj dhe të shkruajnë, sepse leximi nuk kërkon ndryshime në strukturën e qelizave, por vetëm kalon një rrymë elektrike.

Natyrisht, prodhuesit e kujtesës janë duke punuar në mënyrë aktive në drejtim të rritjes jetën shërbimit të disqet të forta shtetërore të këtij lloji: ata janë të fiksuara për të siguruar uniformitetin e regjistrimit / proceset fshirja në qelizat e vektorit në një jo i veshur më shumë se të tjerët. Për balancimin e ngarkesës rrugën e programit janë përdorur mundësisht. Për shembull, për të eliminuar këtë dukuri vlen për "veshin leveling" teknologji. Të dhënat janë shpesh subjekt për të ndryshuar, të lëvizur hapësirën adresa e memories flash, sepse rekord është kryer në përputhje me adresa të ndryshme fizike. Çdo kontrollues është i pajisur me algorithm e saj të shtrirjes, kështu që është shumë e vështirë për të krahasuar efektivitetin e modeleve të ndryshme si detajet e zbatimit nuk janë zbuluar. Si çdo vit vëllimi i flash drives janë duke u bërë më e nevojshme për të përdorur algoritme më efikase që ndihmojnë të siguruar stabilitetin e performancës pajisjes.

Troubleshooting

Një mënyrë shumë efektive për të luftuar këtë fenomen është dhënë një sasi të caktuar të tepricë kujtesës, me të cilin uniformitetin e ngarkesës është i siguruar dhe korrigjimin e gabimit me anë të algoritmeve të veçanta për forwarding logjike blloqe fizike zëvendësimit të ndodhin me përdorimin e rëndë e kartë memorie. Dhe për të parandaluar humbjen e informacionit të qelizave, i dëmtuar, bllokuar ose zëvendësuar nga backup. Software i tillë bën të mundur për të bllokuar shpërndarjen për të siguruar uniformitetin e ngarkesës duke rritur numrin e cikleve nga 3-5 herë, por kjo nuk është e mjaftueshme.

kartën e kujtesës dhe pajisje të tjera të ngjashme për ruajtjen karakterizohen nga fakti se në zonën e tyre të shërbimit është ruajtur me tabelën e sistemit file. Ajo parandalon informacion lexuar dështimet në nivel logjik, për shembull, të pasakta ose shkëputni ndërprerjen e papritur e furnizimit të energjisë elektrike. Dhe që kur duke përdorur pajisje të lëvizshëm ofruara nga sistemi caching, i Overwriting shpeshtë ka efekt më shkatërrues në tryezë dhe në dosjen përmbajtjen e alokimit file. Dhe madje edhe programe të veçanta për kartat e kujtesës nuk janë në gjendje për të ndihmuar në këtë situatë. Për shembull, për një trajtim të vetme përdorues kopjuar mijëra fotografi. Dhe, me sa duket, vetëm një herë aplikuar për blloqet e regjistrimit në të cilën ato janë vendosur. Por zona shërbimi i përgjigjej me çdo përditësim ndonjë fotografi, që është, tabela ndarja e kanë pësuar këtë procedurë mijëra herë. Për këtë arsye, në radhë të parë do të dështojë blloqe të zëna nga këto të dhëna. Teknologji "leveling veshin" punon me njësi të tilla, por efikasiteti i tij është i kufizuar. Dhe pastaj kjo nuk ka rëndësi se çfarë ju përdorni kompjuterin tuaj, flash drive do të dëmtohen edhe kur ajo është dhënë nga krijuesi.

Vlen të përmendet se rritja e kapacitetit të pajisjeve të tilla ka rezultuar në patate të skuqura vetëm për faktin se numri i përgjithshëm i cikleve shkruani rënë, pasi qeliza bëhen më të vogla, që kërkon më pak tension dhe të zhduket ndarëse oksid se izoluar "porta lundrues." Dhe këtu situata është e tillë që një rritje në cilësinë e pajisjeve të përdorura problemi i besueshmërisë së tyre është bërë gjithnjë e më e rënduar dhe karta klasë tani varet nga shumë faktorë. operacion i besueshëm i një vendimi të tillë është vendosur nga karakteristikat e tij teknike, si dhe gjendjen e tregut që mbizotëron në këtë moment. Për shkak të konkurrencës së ashpër të detyruar prodhuesit për të ulur kostot e prodhimit në asnjë mënyrë. Duke përfshirë thjeshtimi dizajnin, përdorimi i përbërësve të një grup të lirë, për kontrollin e prodhimit dhe një dobësim në mënyra të tjera. Për shembull, kartën e kujtesës "Samsung" do të kushtojë më shumë se homologët e më pak të njohur, por besueshmëria e saj është çështje shumë më pak. Por këtu, shumë e vështirë për të folur për mungesë të plotë të problemeve, dhe vetëm në pajisjet krejtësisht të prodhuesit të panjohur është e vështirë të pritet diçka më shumë.

perspektivat e zhvillimit

Ndërsa ka avantazhe të dukshme, ka një numër i disavantazheve që karakterizojnë kartën SD-kujtesës, duke parandaluar zgjerimin e mëtejshëm të zbatimit të saj. Prandaj, ajo është e ruajtur kërkim të vazhdueshëm për zgjidhje alternative në këtë fushë. Natyrisht, para së gjithash të përpiqet për të përmirësuar llojet ekzistuese të memories flash, e cila nuk të çojë në disa ndryshime thelbësore në procesin ekzistues të prodhimit. Pra, nuk ka dyshim vetëm një: kompanitë e përfshira prodhimin e këtyre llojeve të drives, do të përpiqet të përdorë potencialin e saj të plotë, para se të lëvizin për në një lloj të ndryshme të vazhdueshme për të përmirësuar teknologjinë tradicionale. Për shembull, Sony Card Memory prodhohen aktualisht në një gamë të gjerë të vëllime, prandaj supozohet se ai është dhe do të vazhdojë të shitet në mënyrë aktive.

Megjithatë, deri më sot, për zbatimin industriale e pragut është një gamë të tërë të teknologjive alternative magazinimit, disa prej të cilave mund të zbatohen menjëherë pas shfaqjes së kushteve të favorshme të tregut.

RAM ferroelectric (FRAM)

Parimi Technology magazinimit ferroelectric (ferroelectric RAM, FRAM) është propozuar për të ndërtuar një kapacitet të kujtesës jo-paqëndrueshme. Besohet se mekanizmi i teknologjisë në dispozicion, e cila konsiston në overwriting të dhënave në procesin e leximit për të gjitha modifikimet e komponentëve bazë, të çon në një kontrollin caktuar të pajisjeve me shpejtësi të lartë potencial. A Fram - një kujtim, karakterizohet nga thjeshtësia, besueshmërisë së lartë dhe shpejtësinë e operacionit. Këto prona janë tashmë karakteristikë e DRAM - RAM paqëndrueshme që ekziston në këtë moment. Por pastaj më shumë do të shtohet, dhe mundësia e afat-gjatë magazinimit të të dhënave, e cila është karakterizuar nga një kartë memorie SD. Ndër avantazhet e kësaj teknologjie mund të jetë rezistenca dallohen për llojet e ndryshme të thekshëm rrezatimit që mund të pretendohet në pajisje të veçanta që janë përdorur për të punuar në kushtet e rritjes së radioaktivitetit, ose në kërkimin hapësirë. Mekanizmi ruajtjen e informacionit realizohet duke aplikuar efektin ferroelectric. Kjo nënkupton se materiali është në gjendje të mbajë polarizimin në mungesë të fushës së jashtme elektrike. Secili qelizë memorie FRAM është formuar me vendosjen e filmit ultrathin e materialit ferroelectric në formën e kristaleve ndërmjet një palë të elektrodave sheshta metalike formojnë një kondensator. Të dhënat në këtë rast janë mbajtur brenda strukturës kristal. Kjo parandalon efektin rrjedhje ngarkuar, e cila shkakton humbjen e informacionit. Të dhënat në Fram-kujtesës janë mbajtur edhe në qoftë se tensionit të energjisë.

RAM magnetike (Mram)

Një tjetër lloj i kujtesës, e cila është sot konsiderohet të jetë shumë premtues, është Mram. Ajo karakterizohet nga performancë relativisht me shpejtësi të lartë dhe jo-paqëndrueshmërinë. qelizë njësi në këtë rast është film i hollë magnetike vendosur në një substrate silic. Mram është një kujtim statike. Ajo nuk ka nevojë për rishkrimin periodike, dhe informacioni nuk do të jetë e humbur kur pushteti është i fikur. Aktualisht, shumica e ekspertëve janë dakord se ky lloj i kujtesës mund të quhet teknologji tjetër brez si prototip ekzistuese tregon një performancë me shpejtësi mjaft të lartë. Një tjetër avantazh i kësaj zgjidhjeje është me kosto të ulët e patate të skuqura. Flash memorie është bërë në përputhje me procesin e CMOS specializuara. Një chip Mram mund të prodhuar nga procesi i prodhimit standarde. Për më tepër, materialet mund të shërbejë si ato të përdorura në mediat konvencionale magnetike. Prodhuar tufa të mëdha të këtyre patate të skuqura është shumë më lirë se të gjithë të tjerët. Rëndësishme tipar Mram-kujtesës është aftësia për të mundësuar çastit. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për pajisjet mobile. Në të vërtetë, në këtë lloj të qelizës përcaktohet nga vlera e ngarkuar magnetike, dhe jo elektrike, si në kujtesën konvencionale flash.

Ovonic Memory Unified (Oum)

Një tjetër lloj i kujtesës, për të cilat shumë kompani janë duke punuar në mënyrë aktive - ajo është një solid-shtet makinë-bazuar Gjysem amorf. Në bazën e saj qëndron teknologjinë fazën e tranzicionit që është i ngjashëm me parimin e regjistrimit në disqe konvencionale. Këtu faza gjendja e substancës në një fushë elektrike është ndryshuar nga kristaltë për amorf. Dhe ky ndryshim është ruajtur në mungesë të tensionit. Nga konvencionale disqe optike , pajisje të tilla janë karakterizuar në atë që e ngrohjes ndodh nga veprimi i elektrik aktual, nuk lazer. Leximi është kryer në këtë rast për shkak të dallimit në substanca të aftësisë reflektuese në shtete të ndryshme, e cila është perceptuar nga sensor makinë. Teorikisht, një zgjidhje e tillë ka një të dhënave magazinimit densitet të lartë dhe besueshmërinë maksimale, si dhe rritjen e shpejtësisë. shifër e lartë është numri maksimal i cikleve shkruani, e cila përdor një makinë kompjuter, flash, në këtë rast mbetet nga disa urdhra të madhësisë.

Chalcogenide RAM (CRAM) dhe Faza Ndryshimi Memory (Pram)

Kjo teknologji është bazuar edhe në bazë të tranzicionit faza kur një substancë fazë përdoret në zgarë shërben si një material jo-përçueshëm amorf, dhe dirigjent i dytë është kristalor. Tranzicioni i qelizës kujtesës nga një shtet në tjetrin është kryer nga fusha elektrike dhe ngrohje. patate të skuqura të tilla karakterizohen nga rezistenca ndaj rrezatimit jonizues.

Informacione-multilayered shtypur card (Info-MICA)

pajisjet e punës të ndërtuara në bazë të kësaj teknologjie, bazuar në parimin e holografi hollë-film. Informacioni është regjistruar si vijon: së pari duke formuar një imazh dy-dimensional transmetuar në hologramin e teknologjisë Cgh. Leximi i të dhënave është për shkak të fiksimit të rreze lazer në buzë të një prej shtresave të regjistrimit, Udhëzues të valëve optike punonjësit e. Dritë propagandon përgjatë një aks i cili është rregulluar paralel me planin e shtresës, duke formuar imazhin e prodhimit korrespondon me informatat e regjistruara më parë. Të dhënat fillestare mund të merret në çdo moment nëpërmjet inversi koduese.

Ky lloj i kujtesës në mënyrë të favorshme me gjysmëpërçues për shkak të faktit që siguron dendësi të lartë të dhënave, konsumit të ulët të energjisë dhe kosto të ulët e transportuesit, sigurinë e mjedisit dhe mbrojtjen nga përdorimi i paautorizuar. Por rishkrimin e informacionit kartën e kujtesës të tilla nuk lejon, pra, mund të shërbejë vetëm si një afat-gjatë magazinimit, të zëvendësojë mesme letër ose disqet optike alternative për shpërndarjen e përmbajtjes multimediale.