Flash pamäť. SSD. Tieto typy flash pamäte. pamäťová karta

Flash pamäť je druh dlhotrvajúci pamäť pre počítače, v ktorom môže byť obsah preprogramovaná či odstránenie elektrickú metódu. V porovnaní s elektricky vymazateľná programovateľná permanentná akcie Iba pamäť nad ňou možno vykonávať v blokoch, ktoré sa nachádzajú v rôznych miestach. Flash pamäte stojí oveľa menej ako EEPROM, takže sa stala dominantnou technológiou. Najmä v situáciách, kedy je potreba stabilný a dlhodobý dát konzerváciu. Jeho použitie je povolené v rôznych okolností: v digitálnych audio prehrávačov, fotoaparátov, mobilných telefónov a smartphonov, kde sú špeciálne android aplikácie na pamäťovej karte. Okrem toho sa používa USB-stick, tradične používa na ukladanie informácií a prenášať medzi počítačmi. Získala istú známosť v hernom svete, kde je často zahrnutá do sklzu pre ukladanie dát o priebehu hry.

všeobecný popis

Flash pamäť je druh, ktorý je schopný ukladať údaje o vašej karte po dlhú dobu bez použitia sily. Navyše je potrebné poznamenať, najvyššia rýchlosť prístupu dát a lepšiu kinetickej odolnosť proti nárazom v porovnaní s pevnými diskami. Vďaka týmto vlastnostiam sa stala referenciou pre populárne zariadenia, poháňaných batérií a akumulátorov. Ďalšou nespornou výhodou je to, že keď je pamäťová karta lisuje do pevnej látky, je prakticky nemožné zničiť niektoré štandardné fyzikálne metódy, tak to môže vydržať vriacou vodou a vysoký tlak.

Prístup k dátam na nízkej úrovni

metóda a prístup k dátam, ktorá sa nachádza v pamäti flash je veľmi odlišný od toho aplikovať na bežných typov. Prístup k low-level sa vykonáva z miesta vodiča. Normálne RAM okamžite reagovať na hovory čítanie informácií a záznam vrátenie výsledky týchto operácií, a flash pamäťové zariadenie je taká, že to bude nejaký čas trvať, reflexie.

Zariadenie a princíp činnosti

V súčasnej dobe, spoločné flash pamäť, ktorá je navrhnutá tak, aby odnotranzistornyh prvky s "plávajúca" brány. Tým je možné zaistiť ukladanie dát s vysokou hustotou v porovnaní s dynamickým RAM, ktorý vyžaduje dvojicu tranzistorov a prvku kondenzátora. V súčasnej dobe je trh je plný najrôznejších technológií pre výstavbu základných prvkov pre tento typ média, ktoré sú navrhnuté poprednými výrobcami. Rozdiel je počet vrstiev, metódy písania a mazanie informačné a organizačná štruktúra, ktorá je zvyčajne uvedená v názve.

V tejto chvíli existuje niekoľko typov čipov, ktoré sú najbežnejšie: NOR a NAND. V oboch pamäť tranzistory pripojenie je vykonané na bitových linkách - paralelne a v sérii, v tomto poradí. Prvý typ veľkosti buniek sú pomerne veľké, a je tu možnosť pre rýchle náhodný prístup, ktorý umožňuje spúšťať programy priamo z pamäte. Druhý sa vyznačuje menšou veľkosťou ôk, ako aj rýchle sekvenčné prístup, ktorý je oveľa pohodlnejšie, keď je potrebné vybudovať blok typu zariadenia, ktoré bude uchovávať veľké množstvo informácií.

Väčšina prenosných zariadení SSD používa typ pamäte NOR. Teraz, však, to je stále populárne zariadenia s rozhraním USB. Používajú typu NAND pamäte. Postupne nahradí prvý.

Hlavným problémom - krehkosť

Prvé vzorky flash disky sériovej výroby nepotešila užívateľom vyššej rýchlosti. Teraz však rýchlosť zápisu a čítania je na úrovni, ktorá možno prezerať celovečerný film alebo beží na operačnom systéme počítača. Rada výrobcov už preukázala stroj, kde je pevný disk nahradený flash pamäte. Ale táto technológia má veľmi významnú nevýhodu, ktorá sa stáva prekážkou pre nahradenie nosiče dát existujúcich magnetických diskov. Vzhľadom na povahu pamäťových zariadení typu flash umožňuje mazanie a zapisovanie informácií na obmedzený počet cyklov, čo je dosiahnuteľné, a to aj pre malé a prenosné zariadenie, nehovoriac o tom, ako často sa vykonáva na počítačoch. Pokiaľ použijete tento typ média ako solid-state drive na PC, potom rýchlo príde kritickej situácii.

To je v dôsledku skutočnosti, že takýto pohon je postavený na pozemku tranzistory riadené poľom uložiť do "plávajúca" brána elektrického náboja, absencia alebo prítomnosť v tranzistora je videný ako logickú jedného alebo nuly v binárnej číselnej sústavy. Záznam a mazanie dát v NAND pamätí tunelového elektróny, vytváranými podľa metódy Fowler-Nordheim zahŕňajúce dielektrikum. To nevyžaduje vysoké napätie, čo umožňuje, aby sa minimálnej veľkosti buniek. Ale práve tento proces vedie k fyzikálnemu poškodeniu buniek, pretože elektrický prúd v tomto prípade spôsobuje, že elektróny prenikajú vráta, lámanie bariérovú dielektrikum. Avšak zaručená trvanlivosť takej pamäte je desať rokov. Odpisy čip nie je z dôvodu čítanie informácie, ale z dôvodu operácie jeho mazanie a písať, pretože čítanie nevyžaduje zmeny v štruktúre buniek, ale iba prechádza elektrický prúd.

Samozrejme, že výrobcovia pamäte sú aktívne pracuje v smere zvyšuje životnosť SSD tohto typu: sú pevne zabezpečiť jednotnosť záznamu / mazanie procesov v bunkách poľa jedného nie opotrebovaný viac ako ostatní. Pre vyrovnávanie záťaže cestu programu sa prednostne používajú. Napríklad pre elimináciu tohto javu sa vzťahuje na "nosiť vyrovnávanie" technológie. Údaje sú často podliehajú zmenám, presunúť adresný priestor flash pamäte, pretože záznam sa uskutočňuje v závislosti na rôznych fyzických adries. Každý ovládač je vybavený vlastným zarovnanie algoritmom, takže je veľmi ťažké porovnávať účinnosť rôznych modelov ako implementačné detaily neboli zverejnené. Ako každý rok sa objem flash disky sú stále nutné použiť viac efektívne algoritmy, ktoré pomáhajú zabezpečiť stabilitu výkon zariadenia.

Riešenie problémov

Jeden veľmi účinný spôsob boja proti tomuto javu dostal určité množstvo pamäte redundancie, čím je zaistená rovnomernosť zaťaženia a opravu chýb pomocou špeciálnych algoritmov pre substitúciu logické presmerovanie fyzické bloky vyskytujúcich s ťažkým použitím pamäťovej karty. A aby sa zabránilo strate informácií bunky, defektné, blokované alebo nahradené zálohy. Takýto softvér umožňuje blokovať distribúciu zabezpečiť jednotnosť nákladu zvýšením počtu cyklov 3-5 krát, ale to nestačí.

Pamäťové karty a iné podobné zariadenia pre ukladanie dát sa vyznačujú tým, že v ich oblasti služieb je uložený s tabuľkou systému súborov. Zabraňuje informácie čítať zlyhanie na logické úrovni, napríklad nesprávne alebo odpojením náhle zastavenie dodávok elektrickej energie. A pretože pri použití vymeniteľných zariadení poskytnuté cache systému, časté prepisovanie má najviac zničujúci účinok na stole a adresárov obsahu File Allocation. A dokonca aj špeciálne programy pre pamäťové karty nie sú schopní pomôcť v tejto situácii. Napríklad pri jednom manipuláciu užívateľom kopírované tisíce súborov. A zdá sa, že len raz aplikované na záznamové bloky, v ktorých sú umiestnené. Ale služba priestor zodpovedal pri každej aktualizácii akýkoľvek súbor, to znamená, že alokačné tabuľka prešli Tento postup tisíckrát. Z tohto dôvodu je na prvom mieste zlyhajú bloky obsadené týmito dátami. Technológia "vyrovnanie opotrebenia" pracuje s týmito jednotkami, ale jej účinnosť je obmedzená. A potom nezáleží na tom, čo používate počítač, bude flash disk poškodiť, aj keď je poskytovaná tvorca.

Je potrebné poznamenať, že zvýšenie kapacity týchto zariadení má za následok čipov iba k tomu, že celkový počet cyklov zápisu zníženej, pretože bunky sa zmenšujú, vyžadujú menej napätia a pre rozptýlenie oddiely oxidu, ktoré izolujú "plávajúce bránu." A tu je situácia taká, že zvýšenie kapacity zariadenia použité problém ich spoľahlivosť je stále viac zhoršuje a trieda karta je teraz závislá na mnohých faktoroch. Spoľahlivá prevádzka takéhoto rozhodnutia je určený svojimi technickými vlastnosťami, ako aj situáciu na trhu, ktorá prevláda v súčasnosti. Vzhľadom k silnej konkurencii nútení výrobcovia znižovať výrobné náklady v žiadnom prípade. Vrátane zjednodušenie konštrukcie, použitie komponentov lacnejšie sady, pre kontrolu výroby a oslabenie v iných ohľadoch. Napríklad, je pamäťová karta "Samsung" bude drahšie než menej známych náprotivky, ale jeho spoľahlivosť je oveľa menej problémy. Ale aj tu ťažké hovoriť o úplnej absencii problémov, a to len na zariadeniach úplne neznáme výrobcovia ťažko očakávať niečo viac.

perspektívy rozvoja

Aj keď existuje zjavné výhody, existuje celý rad nevýhod, ktoré sú charakteristické pre SD-kartu, ktoré bránia ďalšiemu rozšíreniu jeho použitia. Preto sa udržiava neustále hľadanie alternatívnych riešení v tejto oblasti. Samozrejme, v prvom rade sa snažia zlepšiť súčasné typy flash pamäte, ktorá nevedie k niekoľkým zásadným zmenám v existujúcom výrobnom procese. Takže nie je pochýb o tom len jedno: spoločnosti zapojené výrobu týchto typov pohonov, sa bude snažiť využiť svoj plný potenciál, pred prechodom na iný typ neustále zlepšovať tradičné technológie. Napríklad Sony Memory Card vyrába v súčasnosti v širokom rozsahu objemov, a preto sa predpokladá, že to je a bude aj naďalej predávať aktívne.

Avšak, k dnešnému dňu, v priemyselnom zavádzaní prahu je celý rad alternatívnych technológií skladovania, z ktorých niektoré môžu byť realizované bezprostredne po vzniku priaznivých podmienok na trhu.

Pamäť FRAM (FRAM)

Princíp technológie ferroelektrické úložisko (Pamäť FRAM, FRAM) sa navrhuje vytvoriť energeticky nezávislú pamäť kapacitu. Predpokladá sa, že mechanizmus dostupnej technológie, ktorá spočíva v prepísanie dát v procese čítania pre všetky modifikácie základných zložiek, vedie k určitej obmedzovaniu vysokorýchlostné zariadenie potenciálu. FRAM - pamäť, vyznačujúci sa tým, jednoduchosť, vysokú spoľahlivosť a rýchlosť premávky. Tieto vlastnosti sú teraz charakteristický pre DRAM - trvalé pamäte, ktorá existuje v súčasnej dobe. Ale ďalšie budú pridané, a možnosť dlhodobého uchovávania dát, ktorá sa vyznačuje tým, pamäťovú kartu SD. Medzi výhody tejto technológie možno rozlíšiť odpor pre rôzne typy prenikajúceho žiarenia, ktoré môžu byť uplatňované, v špeciálnych zariadeniach, ktoré sa používajú pre prácu v podmienkach zvýšenej rádioaktivity alebo v kozmickom výskume. Informácie o ukladaní mechanizmus je realizovaná uplatnením ferroelektrické efekt. To znamená, že materiál je schopný udržať polarizáciu v neprítomnosti vonkajšieho elektrického poľa. Každá pamäťová bunka FRAM je vytvorená umiestnením ultratenkých film z feroelektrického materiálu, vo forme kryštálov, medzi pár plochých kovových elektród, ktoré tvoria kondenzátor. Údaje v tomto prípade sú udržiavané v kryštálovej štruktúre. Tým sa zabráni úniku efekt nabitie, čo spôsobí stratu informácií. Údaje v FRAM-pamäti zostanú zachované, aj keď napätie zdroja.

Magnetic RAM (MRAM)

Ďalším typom pamäti, ktorý je dnes považovaný za veľmi perspektívny, je MRAM. To sa vyznačuje relatívne vysokým výkonom rýchlosti a non-volatility. Jednotková bunka v tomto prípade je tenký magnetický film nanesený na kremíkovom substráte. MRAM je statická pamäť. To nepotrebuje periodickú prepis a informácie budú pri vypnutí napájania sa nestratia. V súčasnej dobe sa väčšina odborníkov sa zhoduje, že tento typ pamäte možno nazvať budúcej generácie technológie ako existujúce prototyp demonštruje pomerne vysoký rýchlostný výkon. Ďalšou výhodou tohto riešenia je nízka cena čipov. Flash pamäť je vyrobený v súlade so špecializovanou CMOS procesu. MRAM čip môžu byť vyrobené štandardným výrobnom procese. Okrem toho, materiály môžu slúžiť ako prvky použité v bežných magnetických médiách. Produkujú veľké dávky týchto čipov je oveľa lacnejšie ako všetky ostatné. Dôležitým rysom MRAM-pamäť je schopnosť k tomu, aby okamžite. To je dôležité najmä pre mobilné zariadenia. V skutočnosti, v tomto type bunky je daná hodnotou magnetického náboja, a nie elektrický, rovnako ako v konvenčnej flash pamäte.

Ovonic Unified Memory (Oum)

Ďalší typ pamäte, na ktoré mnoho spoločností aktívne pracuje - jedná sa o solid-state drive báze amorfné polovodiče. Na svojej základni leží prechodu technológie fázy, ktorý je podobný princípu záznamu na bežných diskoch. Tu fázový stav látky v elektrickom poli je zmenený z kryštalickej na amorfné. A táto zmena je uložená v neprítomnosti napätia. Z bežných optických diskov , sú tieto zariadenia vyznačujúci sa tým, že ohrev sa vykonáva pôsobením elektrického prúdu, nie lasera. Čítanie prebieha v tomto prípade v dôsledku rozdielu v reflexných schopností látok v rôznych štátoch, ktorá je vnímaná snímačom pohonu. Teoreticky by takéto riešenie má ukladania dát s vysokou hustotou a maximálna spoľahlivosť, ako aj zvýšenie rýchlosti. Vysoké číslo je maximálny počet zapisovacích cyklov, ktorý používa počítač, flash disk, v tomto prípade zaostáva o niekoľko rádov.

Chalkogenidový RAM (CRAM) a Phase Change Memory (PRAM)

Táto technológia je tiež založený na základe fázových prechodov, keď jedna fáza látka používa v nosiči slúži ako nevodivého amorfného materiálu, a druhý vodič je v kryštalickej forme. Prechod z pamäťovej bunky z jedného stavu do druhého sa vykonáva elektrickým poľom a kúrenie. Takéto triesky sa vyznačujú odolnosťou proti ionizujúcemu žiareniu.

Informačno-Viacvrstvové potlačou karta (Info-MICA)

Pracovné zariadenie postavené na základe tejto technológie, založené na princípe tenkého filmu holografie. Informácia je zaznamená nasledovne: najprv vytvorením dvojrozmerného obrazu prenášané na hologramu techniky CGH. Čítanie dát je vzhľadom na fixáciu laserového lúča na okraji jedného z záznamových vrstiev, optické vlnovody zamestnancov. Svetlo sa šíri pozdĺž osi, ktorá je usporiadaná rovnobežne s rovinou vrstvy, tvoriaca výstupné obraz zodpovedajúce informácie zaznamenané skôr. Počiatočné údaje sa môžu získať v ktoromkoľvek okamihu cez inverzný algoritmus kódovania.

Tento typ pamäte priaznivo s polovodičmi vzhľadom k tomu, že zabezpečuje vysokú hustotu dát, nízku spotrebu energie a nízke náklady dopravcu, ekologickú bezpečnosť a ochranu pred neoprávneným použitím. Ale prepisovanie informácií ako pamäťová karta neumožňuje, preto môže slúžiť iba ako dlhodobé skladovanie je nahradiť papierové médium alebo alternatívne optických diskov pre distribúciu multimediálneho obsahu.