Meniul
AcasăInternet

Memorie flash. Unitate solidă. Tipuri de memorie flash. Card de memorie. Unități flash și carduri de memorie: tipuri și clase

Memorie flash Solicitarea este redirecționată aici Carduri flash. La subiectul „Carduri flash”.

Caracteristici

Viteza unor dispozitive cu memorie flash poate ajunge până la 100 MB/s. În general, cardurile flash au o gamă largă de viteze și sunt de obicei etichetate la vitezele unei unități CD standard (150 KB/s). Deci viteza specificată de 100x înseamnă 100 × 150 KB/s = 15.000 KB/s = 14,65 MB/s.

Practic, volumul unui cip de memorie flash este măsurat de la kilobytes la câțiva gigabytes.

Pentru a crește volumul, dispozitivele folosesc adesea o serie de mai multe cipuri. Până în 2007, dispozitivele USB și cardurile de memorie aveau capacități cuprinse între 512 MB și 64 GB. Cea mai mare capacitate a dispozitivelor USB a fost de 4 TB.

Sisteme de fișiere

Principalul punct slab al memoriei flash este numărul de cicluri de rescriere. Situația este agravată și de faptul că sistemul de operare scrie frecvent date în aceeași locație. De exemplu, tabelul sistemului de fișiere este actualizat frecvent, astfel încât primele sectoare de memorie își vor consuma rezerva mult mai devreme. Distribuția încărcării poate prelungi semnificativ durata de viață a memoriei.

Pentru a rezolva această problemă, au fost create sisteme de fișiere speciale: JFFS2 și YAFFS pentru GNU/Linux și Microsoft Windows.

SecureDigital și FAT.

Aplicație

Memoria flash este cel mai bine cunoscută pentru utilizarea sa în unitățile flash USB. Flash Drive USB). Principalul tip de memorie folosit este NAND, care este conectat prin USB prin interfața dispozitivului de stocare în masă USB (USB MSC). Această interfață este acceptată de toate sistemele de operare moderne.

Datorită vitezei mari, capacității și dimensiunilor compacte, unitățile flash USB au înlocuit complet dischetele de pe piață. De exemplu, compania a încetat să mai producă computere cu o unitate de dischetă în 2003.

În prezent, o gamă largă de unități flash USB sunt produse în diferite forme și culori. Pe piață există unități flash cu criptare automată a datelor înregistrate pe acestea. Compania japoneză Solid Alliance produce chiar și unități flash sub formă de alimente.

Există distribuții speciale GNU/Linux și versiuni de programe care pot funcționa direct de pe unități USB, de exemplu, pentru a vă folosi aplicațiile într-un Internet cafe.

Tehnologia Windows Vista poate folosi o unitate flash USB sau o memorie flash specială încorporată în computer pentru a crește performanța. Memoria flash este folosită și pentru cardurile de memorie, precum SecureDigital (SD) și Memory Stick, care sunt utilizate în mod activ în echipamentele portabile (aparate foto, telefoane mobile). Împreună cu dispozitivele de stocare USB, memoria flash ocupă cea mai mare parte a pieței suporturilor de stocare portabile.

Tipul de memorie NOR este folosit mai des în memoria BIOS și ROM a dispozitivelor, cum ar fi modemurile DSL, routerele etc. Memoria flash vă permite să actualizați cu ușurință firmware-ul dispozitivelor, în timp ce viteza și capacitatea de scriere nu sunt atât de importante pentru astfel de dispozitive. .

Posibilitatea de a înlocui hard disk-urile cu memorie flash este acum luată în considerare în mod activ. Ca urmare, viteza de pornire a computerului va crește, iar absența pieselor în mișcare va crește durata de viață. De exemplu, XO-1, un „laptop de 100 USD” care este dezvoltat activ pentru țările din lumea a treia, va folosi 1 GB de memorie flash în loc de un hard disk. Distribuția este limitată de prețul ridicat pe GB și de durata de viață mai scurtă decât hard disk-urile din cauza numărului limitat de cicluri de scriere.

Tipuri de carduri de memorie

Există mai multe tipuri de carduri de memorie utilizate în dispozitivele portabile:

MMC (Card Multimedia): Un card în format MMC are dimensiuni mici - 24x32x1,4 mm. Dezvoltat în comun de SanDisk și Siemens. MMC conține un controler de memorie și este foarte compatibil cu o mare varietate de dispozitive. În majoritatea cazurilor, cardurile MMC sunt acceptate de dispozitivele cu slot SD.

RS-MMC (Card MultiMedia de dimensiuni reduse): Un card de memorie care are jumătate din lungimea unui card MMC standard. Dimensiunile sale sunt 24x18x1,4 mm, iar greutatea sa este de aproximativ 6 g; toate celelalte caracteristici nu diferă de MMC. Pentru a asigura compatibilitatea cu standardul MMC atunci când utilizați carduri RS-MMC, este necesar un adaptor. DV-RS-MMC (Card MultiMedia de dimensiune redusă cu dublă tensiune): Cardurile de memorie DV-RS-MMC cu putere duala (1,8 si 3,3 V) au un consum mai mic de energie, ceea ce va permite telefonului dumneavoastra mobil sa functioneze putin mai mult. Dimensiunile cardului sunt aceleași ca RS-MMC, 24x18x1,4 mm. MMCmicro: Card de memorie miniatural pentru dispozitive mobile cu dimensiunile 14x12x1,1 mm. Trebuie folosit un adaptor pentru a asigura compatibilitatea cu un slot MMC standard.

Card SD (card digital securizat): acceptat de Panasonic și: cardurile SD vechi, așa-numitele Trans-Flash și cardurile SDHC (High Capacity) noi și dispozitivele de citire ale acestora diferă prin limitarea capacității maxime de stocare, 2 GB pentru Trans-Flash și 32 GB pentru Capacitate mare. Cititoarele SDHC sunt compatibile cu SDTF, adică un card SDTF va fi citit fără probleme într-un cititor SDHC, dar într-un dispozitiv SDTF se vor vedea, sau nu vor fi citite deloc, doar 2 GB din capacitatea unui SDHC mai mare. . Se presupune că formatul TransFlash va fi complet înlocuit cu formatul SDHC. Ambele subformate pot fi prezentate în oricare dintre cele trei formate fizice. dimensiuni (Standard, mini si micro). miniSD (Mini Card Secure Digital): Secure Digital diferă de cardurile standard prin dimensiunile sale mai mici: 21,5x20x1,4 mm. Pentru a vă asigura că cardul funcționează în dispozitivele echipate cu un slot SD obișnuit, este utilizat un adaptor. microSD (Micro Secure Digital Card): sunt în prezent (2008) cele mai compacte dispozitive de memorie flash amovibile (11x15x1 mm). Sunt utilizate în principal în telefoane mobile, comunicatoare etc., deoarece, datorită compactității, pot extinde semnificativ memoria dispozitivului fără a crește dimensiunea acestuia. Comutatorul de protecție la scriere este situat pe adaptorul microSD-SD.

MS Duo (Memory Stick Duo): acest standard de memorie a fost dezvoltat și susținut de companie

Ce este memoria flash? | Memorie flash(în limba engleză. Memorie flash) sau unitate flash- un tip de memorie nevolatilă și reinscriptabilă cu semiconductor în stare solidă.

Acest tip de memorie poate fi citit de un număr mare de ori în perioada de stocare a informațiilor, de obicei de la 10 la 100 de ani. Dar scrierea în memorie poate fi făcută doar de un număr limitat de ori (de obicei, în regiunea unui milion de cicluri). În cea mai mare parte, memoria flash este răspândită în lume și poate rezista la aproximativ o sută de mii de cicluri de rescriere, ceea ce este mult mai mult decât poate rezista o dischetă obișnuită sau un disc CD-RW.
Spre deosebire de hard disk-urile (HDD), memoria flash nu conține părți mecanice în mișcare și, prin urmare, este considerată un tip de mediu de stocare mai fiabil și mai compact.
Astfel, datorită compactității, relativului ieftin și consumului foarte scăzut de energie, unitățile flash sunt utilizate pe scară largă în echipamentele digitale portabile - camere video și foto, înregistratoare de voce, playere MP3, PDA-uri, telefoane mobile, smartphone-uri și comunicatoare. Mai mult, acest tip de memorie este folosit pentru a stoca software încorporat în diverse echipamente (modemuri, PBX-uri, scanere, imprimante, routere).
Recent, unitățile flash cu intrare USB (numite de obicei „unitate flash” sau disc USB) au devenit larg răspândite, înlocuind dischetele și CD-urile.
În zilele noastre, principalul dezavantaj al dispozitivelor bazate pe unități flash este raportul preț-volum foarte mare, mult mai mare decât hard disk-urile de 2-5 ori. Prin urmare, volumul unităților flash nu este foarte mare, dar se lucrează în aceste direcții. Reducerea costului procesului tehnologic și sub influența concurenței, multe companii au anunțat deja lansarea unităților SSD cu o capacitate de 512 GB sau mai mult. De exemplu, în februarie 2011, OCZ Technology a oferit o unitate SSD PCI-Express cu o capacitate de 1,2 TB și capabilă să producă 10 milioane de cicluri de scriere.
Unitățile SSD moderne sunt dezvoltate pe baza controlerelor multicanal care oferă citire sau scriere paralelă de la mai multe microprocesoare de memorie flash simultan. Ca urmare, nivelul de performanță a crescut atât de mult încât debitul interfeței SATA II a devenit factorul limitator.

CUM FUNcționează MEMORIA FLASH

O unitate flash stochează date într-o serie de tranzistori cu poartă flotantă numite celule. În dispozitivele convenționale cu celule cu un singur nivel, oricare dintre ele își poate „aminti” doar un bit de date. Dar unele cipuri mai noi cu celule cu mai multe niveluri (în engleză celulă cu mai multe niveluri sau celulă cu trei niveluri) își pot „aminti” mai mult de un bit. În acest din urmă caz, pe poarta plutitoare a tranzistorului poate fi utilizată o altă sarcină electrică.

NICI MEMORIE FLASH

Acest tip de memorie flash se bazează pe algoritmul NOR, deoarece într-un tranzistor cu poartă flotantă o tensiune de poartă prea mică înseamnă una.
Acest tip de tranzistor este format din două porți: flotant și control. Prima poartă este complet izolată și are capacitatea de a reține electronii până la zece ani. Celula este formată și dintr-un dren și o sursă. Când se aplică tensiune pe poarta de control, se generează un câmp electric și apare așa-numitul efect de tunel. Majoritatea electronilor sunt transferați (tunelați) prin stratul izolator și intră în poarta plutitoare. Sarcina de pe poarta plutitoare a tranzistorului modifică „lățimea” sursei de scurgere și conductivitatea canalului, care este utilizat pentru citire.
Celulele de scriere și cele de citire sunt foarte diferite în ceea ce privește consumul de energie: de exemplu, unitățile flash consumă mai mult curent la scriere decât la citire (consumând foarte puțină energie).
Pentru a șterge (șterge) datele, se aplică o tensiune negativă suficient de mare pe poarta de control, ceea ce duce la efectul opus (electronii de la poarta plutitoare sunt transferați la sursă folosind efectul de tunel).
În arhitectura NOR, este nevoie de a conecta un contact la fiecare tranzistor, ceea ce mărește foarte mult dimensiunea procesorului. Această problemă este rezolvată folosind noua arhitectură NAND.

MEMORIE FLASH NAND

Arhitectura NAND se bazează pe algoritmul AND-NOT (în engleză NAND). Principiul de funcționare este similar cu cel de tip NOR și diferă doar prin locația celulelor și a contactelor acestora. Nu mai este nevoie să conectați un contact la fiecare celulă de memorie, astfel încât costul și dimensiunea procesorului NAND sunt semnificativ mai mici. Datorită acestei arhitecturi, înregistrarea și ștergerea sunt considerabil mai rapide. Cu toate acestea, această tehnologie nu permite accesul la o regiune sau celulă arbitrară, ca în NOR.
Pentru a atinge densitatea și capacitatea maximă, o unitate flash realizată folosind tehnologia NAND folosește elemente cu dimensiuni minime. Prin urmare, spre deosebire de o unitate NOR, este permisă prezența celulelor proaste (care sunt blocate și nu ar trebui utilizate în viitor), ceea ce complică semnificativ lucrul cu o astfel de memorie flash. Mai mult, segmentele de memorie din NAND sunt echipate cu o funcție CRC pentru a le verifica integritatea.
În prezent, arhitecturile NOR și NAND există în paralel și nu concurează în niciun fel între ele, deoarece au domenii de aplicare diferite. NOR este folosit pentru stocarea simplă a datelor mici, NAND este folosit pentru stocarea datelor mari.

ISTORIA FLASH DRIVE-urilor

Memoria flash a fost inventată pentru prima dată în 1984 de inginerul Fujio Masuoka, care lucra apoi pentru Toshiba. Numele de „flash” a fost inventat de colegul lui Fujio, Shoji Ariizumi, deoarece procesul de ștergere a datelor din memorie i-a amintit de un bliț fotografic. Fujio și-a prezentat dezvoltarea la întâlnirea internațională a dispozitivelor electronice din San Francisco, California. Intel a fost interesat de această invenție și patru ani mai târziu, în 1988, a lansat primul procesor comercial flash de tip NOR.
Arhitectura memoriei flash NAND a fost anunțată un an mai târziu de Toshiba în 1989, la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State. Cipul NAND avea o viteză de scriere mai mare și o zonă de circuit mai mică.
La sfarsitul anului 2010, liderii in productia de unitati flash sunt Samsung (32% din piata) si Toshiba (17% din piata).
Standardizarea procesoarelor de memorie flash NAND este realizată de grupul ONFI (NAND Flash Interface Working Group). Acest standard este considerat a fi specificația ONFI 1.0, lansată pe 28 decembrie 2006. Standardizarea ONFI în producția de procesoare NAND este susținută de companii precum Samsung, Toshiba, Intel, Hynix etc.

CARACTERISTICI DE DEPOZITARE FLASH

În prezent, capacitatea unităților flash variază de la kilobytes la sute de gigabytes.

În 2005, două companii, Toshiba și SanDisk, au introdus procesoare NAND de 1 GB folosind tehnologia celulelor cu mai multe niveluri (un tranzistor poate stoca mai mulți biți de date folosind diferite sarcini electrice pe o poartă plutitoare).

În septembrie 2006, Samsung a introdus un cip de 4 GB fabricat folosind o tehnologie de proces de 40 nm.

La sfârșitul anului 2007, Samsung a anunțat crearea primului cip NAND din lume care folosește tehnologia celulară cu mai multe niveluri, deja realizată folosind o tehnologie de proces de 30 nm cu o capacitate de stocare de 8 GB.

În decembrie 2009, Toshiba a anunțat că cipul NAND de 64 GB este deja livrat clienților, iar producția de masă a început în primul trimestru al anului 2010.

Pe 16 iunie 2010, Toshiba a introdus primul procesor de 128 GB, format din șaisprezece module de 8 GB.
Pentru a crește cantitatea de memorie flash, dispozitivele folosesc adesea o matrice complexă constând din mai multe procesoare.

În aprilie 2011, Intel și Micron au introdus un cip flash MLC NAND de 8 GB produs folosind o tehnologie de proces de 20 nm. Primul procesor NAND de 20 nm are o suprafață de 118 mm, care este cu 35-40% mai mică decât cipurile de 25 nm 8GB disponibile în prezent. Producția în serie a acestui cip va începe la sfârșitul anului 2011.

TIPURI ŞI TIPURI DE CARDURI DE MEMORIE ŞI FLASH DRIVES

CF(în limba engleză. Bliț compact): unul dintre cele mai vechi standarde de tip de memorie. Primul card flash CF a fost produs de SanDisk Corporation în 1994. Acest format de memorie este foarte comun în timpul nostru. Cel mai adesea este folosit în echipamentele video și foto profesionale, deoarece datorită dimensiunii sale mari (43x36x3,3 mm), slotul Compact Flash este greu de instalat fizic în telefoanele mobile sau playerele MP3. În plus, niciun card nu se poate lăuda cu astfel de viteze, volume și fiabilitate. Capacitatea maximă a Compact Flash a ajuns deja la 128 GB, iar viteza de copiere a datelor a fost mărită la 120 MB/s.

MMC(în limba engleză. Cardul multimedia): un card în format MMC are dimensiuni mici - 24x32x1,4 mm. Dezvoltat în comun de SanDisk și Siemens. MMC conține un controler de memorie și este foarte compatibil cu o mare varietate de dispozitive. În majoritatea cazurilor, cardurile MMC sunt acceptate de dispozitivele cu slot SD.

RS-MMC(în limba engleză. Card multimedia de dimensiuni reduse): Un card de memorie care are jumătate din lungimea unui card MMC standard. Dimensiunile sale sunt de 24x18x1,4 mm, iar greutatea sa este de aproximativ 6 grame; toate celelalte caracteristici și parametri nu diferă de MMC. Pentru a asigura compatibilitatea cu standardul MMC atunci când utilizați carduri RS-MMC, este necesar un adaptor.

DV-RS-MMC(în limba engleză. Card multimedia de dimensiune redusă cu dublă tensiune): Cardurile de memorie DV-RS-MMC cu alimentare duală (1,8 și 3,3 V) au un consum mai mic de energie, ceea ce va permite telefonului dvs. mobil să funcționeze puțin mai mult. Dimensiunile cardului sunt aceleași ca RS-MMC, 24x18x1,4 mm.

MMCmicro: card de memorie miniatural pentru dispozitive mobile cu dimensiunile 14x12x1,1 mm. Pentru a asigura compatibilitatea cu un slot MMC standard, trebuie utilizat un adaptor special.

Card SD(în limba engleză. Card digital securizat): Suportat de SanDisk, Panasonic și Toshiba. Standardul SD este o dezvoltare ulterioară a standardului MMC. În ceea ce privește dimensiunea și caracteristicile, cardurile SD sunt foarte asemănătoare cu MMC, doar puțin mai groase (32x24x2,1 mm). Principala diferență față de MMC este tehnologia de protecție a drepturilor de autor: cardul are protecție criptografică împotriva copierii neautorizate, protecție sporită a informațiilor împotriva ștergerii sau distrugerii accidentale și un comutator mecanic de protecție la scriere. În ciuda asemănării standardelor, cardurile SD nu pot fi utilizate în dispozitive cu slot MMC.

SDHC(în limba engleză. SD de mare capacitate, SD de mare capacitate): Cardurile SD vechi (SD 1.0, SD 1.1) și SDHC noi (SD 2.0) și cititoarele acestora diferă prin limitarea capacității maxime de stocare, 4 GB pentru SD și 32 GB pentru SDHC. Cititoarele SDHC sunt compatibile cu SD, adică un card SD va fi citit fără probleme într-un cititor SDHC, dar un card SDHC nu va fi citit deloc într-un dispozitiv SD. Ambele opțiuni pot fi prezentate în oricare dintre cele trei formate de dimensiune fizică (standard, mini și micro).

miniSD(în limba engleză. Mini card digital securizat): Diferă de cardurile standard Secure Digital prin dimensiunile lor mai mici: 21,5x20x1,4 mm. Pentru a vă asigura că cardul funcționează în dispozitivele echipate cu un slot SD obișnuit, este utilizat un adaptor.

microSD(în limba engleză. Card Micro Secure Digital): în 2011 sunt cele mai compacte dispozitive de memorie flash amovibile (11x15x1 mm). Sunt utilizate în principal în telefoane mobile, comunicatoare etc., deoarece, datorită compactității, pot extinde semnificativ memoria dispozitivului fără a crește dimensiunea acestuia. Comutatorul de protecție la scriere este situat pe adaptorul microSD-SD. Capacitatea maximă a unui card microSDHC lansat de SanDisk în 2010 este de 32 GB.

Memory Stick Duo: Acest standard de memorie a fost dezvoltat și acceptat de Sony. Carcasa este destul de rezistenta. În acest moment, aceasta este cea mai scumpă amintire dintre toate prezentate. Memory Stick Duo a fost dezvoltat pe baza standardului Memory Stick utilizat pe scară largă de la același Sony și se distinge prin dimensiunile sale mici (20x31x1,6 mm).

Memory Stick Micro (M2): Acest format este un concurent cu formatul microSD (din punct de vedere al dimensiunii), păstrând în același timp avantajele cardurilor de memorie Sony.

Card xD-Picture: cardul este folosit în camerele digitale de la Olympus, Fujifilm și altele.

Astăzi, producătorii produc mai multe tipuri de unități de memorie flash: acestea sunt carduri Compact Flash, SmartMedia, MultiMedia Card, SecureDigital Card, Memory Stick și chei USB.

LA OFlash. Primele unități de memorie flash care au apărut pe piață au fost cardurile ATA Flash . Aceste unități sunt fabricate sub formă de carduri standard Card PC . Pe lângă cipurile de memorie flash, în ele este instalat un controler ATA, iar în timpul funcționării emulează un obișnuit IDE -disc. Interfața acestor carduri este paralelă. Carduri ATA Flash nu sunt utilizate pe scară largă și sunt utilizate în prezent extrem de rar.

CompactFlash. Carduri Compact Flash (CF ) au fost oferite de companie SanDisk ca o alternativă mai compactă și mai ușor de utilizat la carduri ATA Flash . Prin urmare, dezvoltatorii standardului CF prevăzută posibilitatea de a opera aceste carduri ca dispozitive PC Card sau ca IDE -dispozitive. În primul caz, cărțile funcționează ca cele obișnuite Card PC dispozitivele și interfața lor „se transformă” într-un autobuz Card PC . În al doilea - cât de dur IDE -discurile și interfața lor funcționează ca o magistrală ATA.

Carduri CF a apărut pentru prima dată în 1994. Toate cardurile de acest tip au o interfață paralelă cu 50 de pini. Apropo, există hărți CF două tipuri - Ture I și Turul II . Carduri de tip Toure II cu doi milimetri mai gros și au apărut doar pentru că corpurile de card Toure le precedau eu nu a permis plasarea memoriei flash de mare capacitate în interior pentru producerea de medii încăpătoare CF . În prezent nu există o astfel de nevoie și cardul Toure II părăsind treptat piața. Rețineți că unitățile pentru carduri Tur II puteți instala hărți Tur eu , în timp ce contrariul nu este posibil.

Printre cardurile flash, liderul incontestabil în performanță a fost Cardul CF Transcend Ultra Performance 25 x CompactFlash 256 MB, care poate fi considerat pe bună dreptate punctul de referință pentru viteza unităților flash moderne. Viteza de scriere secvențială/aleatorie a acestui card flash ajunge la 3,6/0,8 MB/s, viteza de citire este de 4,0/3,7 MB/s.

Viteza de operare CF -cardurile încetinesc odată cu creșterea volumului, ceea ce se vede clar în exemplul cardurilor flash512 MB. O creștere de două ori a capacității duce la o scădere cu 30% a performanței. cu excepția vitezei de scriere aleatoare, care a crescut de 2,5 ori - acest lucru pare destul de ciudat și neașteptat.

Caracteristicile vitezei CF -cardurile depind, de asemenea, foarte mult de producător. U Kingston CompactFlash 256 MB - viteza de scriere redusa (scriere secventiala/aleatoria - 1,4/0,3 MB/s), dar in ceea ce priveste viteza de citire a fost lider (4,4/3,8 MB/s). Hartă PQI Hi - Speed ​​​​Compact Flash 256 MB au arătat performanță medie în ambele cazuri: scriere - 2,1/0,7 MB/s, citire - 3,8/3,3 MB/s. Carduri SanDisk CompactFlash 256 MB și SanDisk CompactFlash 512 MB au funcționat foarte lent: scriere - 1,1/0,2 și 0,9/0,5 MB/s, citire - 2,3/2,1 și 1,8/1,7 MB/s. Și harta256 MB au scris și citit date la fel de bine.

Dacă comparăm CF carduri cu alte tipuri de unități, se dovedește că memoria flash nu este deloc atât de lentă pe cât se crede în mod obișnuit! În ceea ce privește performanța, cele mai rapide mostre de memorie flash (să luăm cardul ca standard Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB) sunt comparabile cu Iomega Zip 750 MB, iar în ceea ce privește viteza de scriere secvențială, acestea depășesc chiar și această unitate de peste 1,5 ori! Memoria flash depășește discurile în viteza de scriere secvențială CD-RW De 2 ori, viteza de citire secvențială - cu 10%! Memoria flash depășește discurile MO în viteza de scriere secvențială - de 2 ori - și viteza de citire aleatorie - cu 10%, dar rămâne în urmă cu viteza de citire secvențială și viteza de scriere aleatorie - cu 20%. Memoria flash rămâne în urmă în ceea ce privește viteza de scriere secvențială DVD -discuri (când se „arde” în modul 4x) - de 1,4 ori.

Rețineți că dacă CF - cardul este folosit într-o cameră digitală, atunci viteza este importantă în primul rând pentru aceasta consistentînregistrare - cu cât este mai mare, cu atât mai repede camera va reveni la starea de funcționare după „capturarea” cadrului și „resetarea” acestuia pe cardul flash. Cu toate acestea, viteza de citire CF -cardurile în acest caz sunt și ele importante, deși nu atât de critice - cu cât datele sunt citite mai repede, cu atât camera va funcționa mai repede în modul de vizionare a filmării.

SmartMedia . Design card SmartMedia (SM ) este extrem de simplu. Pe hartă S.M. nu există un controler de interfață încorporat și, de fapt, este vorba de unul sau două cipuri de memorie flash „împachetate” într-o carcasă de plastic. Standard S.M. a fost dezvoltat de companii Toshiba și Samsung în 1995 Map Interface S.M. - paralel, cu 22 de pini, dar numai opt linii sunt folosite pentru transmiterea datelor.

Multimedia Card . Carduri Multi-Media (MMC) ) au o interfață serială cu 7 pini care poate funcționa la frecvențe de până la 20 MHz. În interiorul carcasei de plastic a cardului există un cip de memorie flash și un controler de interfață MMC. Standardul MMC a fost propus în 1997 de companii Hitachi, SanDisk și Siemens.

Securitate digitala Card . Card SecureDigi-tal (SD ) este cel mai tânăr standard de card flash: a fost dezvoltat în 2000 de companii Matsushita, SanDisk și Toshiba. De fapt SD - aceasta este o dezvoltare ulterioară a standardului MMC, astfel încât cardurile MMC pot fi instalate în unități SD (reversul nu va fi adevărat). Interfață SD - 9 pini, serial-paralel (datele pot fi transmise pe rând,două sau patru linii simultan), funcționează la frecvențe de până la 25 MHz. Carduri SD sunt echipate cu un comutator pentru a-și proteja conținutul împotriva scrierii (standardul prevede și o modificare fără un astfel de comutator).

USB -memorie flash. Memorie flash USB (USB -memory) este un tip complet nou de suport de memorie flash care a apărut pe piață în 2001. Prin formular USB - memoria seamănă cu un breloc de formă alungită, constând din două jumătăți - un capac de protecție și unitatea propriu-zisă cu USB - conector (unul sau două cipuri de memorie flash sunt plasate în interiorul acestuia și controler USB).

Lucrați cu USB -memoria este foarte convenabilă - nu sunt necesare dispozitive suplimentare. Este suficient să ai un PC la îndemână care rulează Windows cu USB nefolosit -port pentru a „a ajunge” la conținutul acestei unități în câteva minute. În cel mai rău caz, va trebui să instalați drivere USB -memorie, în cel mai bun caz - nou USB -dispozitivul și unitatea logică vor apărea automat în sistem. Este posibil ca în viitor USB -memoria va deveni principalul tip de dispozitiv pentru stocarea și transferul unor cantități mici de date.

Ce zici de USB? -memorie flash, atunci aceasta este, fără îndoială, o soluție mai convenabilă pentru transferul de date decât cardurile flash - nu este necesară o unitate flash suplimentară. Cu toate acestea, performanța unităților testate de acest tip este Transcend JetFlash 256 MB și Transcend JetFlashA 256 MB - limitat de lățimea de bandă redusă a interfeței USB 1.1. Prin urmare, performanța lor la testele de viteză a fost destul de modestă. Dacă USB -memorie flash echipată cu o interfață rapidă USB 2.0, atunci în ceea ce privește „rata de foc”, aceste unități, desigur, nu vor fi inferioare celor mai bune carduri flash.

Este interesant de observat că memoria flash este superioară ca viteză de scriere secvențială. Iomega Zip 750, CD - RW și transportatorii MO și este al doilea după DVD -discuri. Acest lucru subliniază încă o dată faptul că dezvoltatorii de memorie flash au căutat în primul rând să mărească viteza consistentînregistrare, deoarece memoria flash a fost inițial destinată utilizării în camerele digitale, unde acest indicator este în primul rând important.

Ca urmare, putem concluziona că memoria flash este liderul incontestabil în fiabilitate, mobilitate și consum de energie în rândul unităților de capacitate mică și medie, care are, de asemenea, performanțe bune și capacitate suficientă (cardurile flash cu o capacitate de până la 2 GB sunt deja disponibile pe piață astăzi). Fără îndoială, acesta este un tip foarte promițător, dar utilizarea lor pe scară largă este încă limitată de prețurile ridicate.

A devenit indispensabil în dispozitivele mobile (PDA-uri, tablete, smartphone-uri, playere). Unități flash USB și carduri de memorie pentru dispozitive electronice (SD, MMC, miniSD etc.) au fost dezvoltate pe baza memoriei flash.

Definiția 1

Memorie flash(Memorie flash) – memorie nevolatilă și reinscriptabilă cu semiconductor în stare solidă.

Informațiile pot fi citite din memoria flash de un număr mare de ori pe durata de viață a unității (de la $10$ ani), dar numărul de procese de scriere este limitat (aproximativ $100\000$ cicluri de rescriere).

Memoria flash este considerată un tip de mediu de stocare mai fiabil, deoarece... nu conține părți mecanice în mișcare (cum ar fi un hard disk).

Avantajele memoriei flash:

  • acces la date de mare viteză;
  • consum redus de putere;
  • rezistenta la vibratii;
  • ușurință de conectare la un computer;
  • dimensiuni compacte;
  • ieftinătate.

Dezavantajele memoriei flash:

  • număr limitat de cicluri de înregistrare;
  • sensibilitate la descărcarea electrostatică.

Istoria memoriei flash

Memoria flash a fost inventată pentru prima dată în 1984 USD.

Numele „flash” provine din engleza „flash”, deoarece procesul de ștergere a datelor semăna cu un bliț fotografic.

În 1988 USD, a fost lansat primul procesor comercial NOR flash. În anul următor, a fost dezvoltată arhitectura de memorie flash NAND, care a prezentat viteze de scriere mai mari și o zonă de circuit mai mică.

Principiul de funcționare

Celula elementară de stocare a datelor este un tranzistor cu poartă plutitoare care poate păstra electroni (sarcină) este celula elementară de stocare a datelor din memoria flash. Pe baza tranzistorului, au fost dezvoltate principalele tipuri de memorie flash NAND și NOR. Principiul de funcționare se bazează pe modificarea și înregistrarea sarcinii electrice într-o regiune izolată („buzunare”) a structurii semiconductoare.

Figura 1. Arhitectura memoriei NOR

Figura 2. Arhitectura memoriei NAND

Producătorii de memorie flash folosesc două tipuri de celule de memorie:

  • MLC(Multi-Level Cell - celule de memorie multi-level) - celule mai incapatoare si mai ieftine, dar caracterizate prin timpi mari de acces si un numar mic de cicluri de scriere/stergere (aproximativ $10\000$);
  • SLC(Single-Level Cell - single-level memory cells) - celule cu timpi de acces mai scurti și un număr maxim de cicluri de scriere/ștergere ($100\000$).

Figura 3. Elementele principale ale unei unități flash USB: $1$ – conector USB, $2$ – controler, $3$ – placă PCB, $4$ – modul de memorie NAND, $5$ – oscilator cu cristal, $6$ – indicator LED , $7$ – comutator de protecție la scriere, $8$ – spațiu pentru un cip de memorie suplimentar.

Aplicație

Există Există două utilizări principale pentru memoria flash:

  • ca purtător de informații mobile;
  • ca depozit de software pentru dispozitive digitale.

Adesea, ambele metode sunt combinate într-un singur dispozitiv.

Utilizarea memoriei NOR, care are un volum relativ mic, este de a oferi acces rapid la adrese aleatoare și de a garanta absența elementelor defecte (cipuri ROM standard pentru lucrul cu un microprocesor, cipuri de pornire a computerului (POST și BIOS), de dimensiuni medii. cipuri de stocare a datelor, de exemplu, DataFlash). Volumele tipice variază de la $ 100 $ KB la $ 256 $ MB. Memoria NAND este utilizată în dispozitivele mobile și mediile de stocare care necesită cantități mari de stocare. Practic, acestea sunt chei USB și carduri de memorie de toate tipurile, precum și dispozitive mobile (telefoane, camere, playere). Memoria NAND este încorporată în aparatele de uz casnic: telefoane mobile și televizoare, routere de rețea, puncte de acces, console de jocuri, rame foto și navigatoare.

Figura 4. Diferite tipuri de carduri flash

Tipuri și tipuri de carduri de memorie și unități flash

Nota 1

CF(Compact Flash) este cel mai vechi standard de tip de memorie. Are fiabilitate ridicată, un volum destul de mare (128 GB sau mai mult) și viteză mare de transfer de date (120 MB/s). Datorita dimensiunilor sale mari, este folosit in echipamente profesionale video si fotografice.

MMC (Multimedia Card) este de dimensiuni mici, foarte compatibil cu diverse dispozitive și conține un controler de memorie. Cardul SD (Secure Digital Card) este rezultatul dezvoltării standardului MMC. Cardul are protecție criptografică împotriva copierii neautorizate, protecție sporită a informațiilor împotriva ștergerii sau distrugerii accidentale și un comutator mecanic de protecție la scriere. Capacitate maximă de până la 4 USD GB. SDHC (SD High Capacity) are o capacitate maximă de 32 USD GB.

Există și carduri miniSD și microSD.

Nota 2

Principalii producători de memorie flash NAND sunt Micron/Intel, SK Hynix, Toshiba/SanDisk, Samsung. Principalii producători de controlere de memorie flash NAND sunt Marvell, LSI-SandForce și producătorii de memorie NAND.

Tehnologiile moderne se dezvoltă destul de repede, iar ceea ce abia ieri părea apogeul perfecțiunii astăzi nu ni se potrivește deloc. Acest lucru se aplică în special tipurilor moderne de memorie de computer. Nu există în mod constant suficientă memorie sau viteza media este foarte mică, conform standardelor moderne.

Memoria flash a apărut relativ recent, dar având multe avantaje, epuizează destul de serios alte tipuri de memorie.

Memoria flash este un tip de memorie solidă, nevolatilă, reinscriptibilă. Spre deosebire de un hard disk, o unitate flash are o viteză mare de citire, care poate ajunge până la 100 MB/s, și are dimensiuni foarte mici. Poate fi transportat cu ușurință deoarece se conectează printr-un port USB.

Poate fi folosit ca RAM, dar spre deosebire de RAM, memoria flash stochează date atunci când alimentarea este oprită, în mod autonom.

Astăzi, pe piață sunt disponibile unități flash cu capacități cuprinse între 256 megabytes și 16 gigabytes. Dar există medii cu un volum mai mare.

Funcțiile suplimentare ale memoriei flash includ protecție la copiere, un scaner de amprente, un modul de criptare și multe altele. De asemenea, dacă placa de bază acceptă pornirea printr-un port USB, atunci poate fi folosită ca dispozitiv de pornire.

Noile tehnologii flash includ UЗ. Acest mediu este recunoscut de computer ca două discuri, unde datele sunt stocate pe unul, iar computerul pornește de pe al doilea. Avantajele acestei tehnologii sunt evidente; puteți lucra pe orice computer.

Dimensiunea destul de mică permite ca acest tip de memorie să fie utilizat pe scară largă. Acestea includ telefoane mobile, camere, camere video, înregistratoare de voce și alte echipamente.

În descrierea caracteristicilor tehnice ale oricărui dispozitiv mobil este indicat tipul de memorie flash, și nu întâmplător, deoarece nu toate tipurile sunt compatibile. Pe baza acestui lucru, trebuie să alegeți unități flash care sunt destul de comune pe piață pentru a nu avea probleme cu niciun dispozitiv.
Pentru unele tipuri de carduri flash, există adaptoare care își extind capacitățile.

Tipuri existente de memorie flash

Cardurile flash moderne pot fi împărțite în șase tipuri principale.

Primul și cel mai comun tip este CompactFlash (CF), există două tipuri CF tip I și CF tip II. Are viteză, capacitate și preț bune.
Dezavantajele includ dimensiunea 42*36*4 mm. Este destul de versatil și este folosit în multe dispozitive.

IBM Microdrive-ieftin, dar mai puțin fiabil și consumă mai multă energie decât de obicei, motiv pentru care limitările sale.

SmartMedia- subțire și ieftin, dar nu o protecție ridicată împotriva abraziunii.

Card multimedia (MMC)- dimensiuni reduse (24x32x1,4mm), consum redus de energie, folosit la dispozitive miniaturale. Dezavantajul este viteza redusă.

Secure Digital (SD) cu dimensiuni comparabile cu Cardul Multimedia, are capacitate si viteza mai mare. Dar mai scump.

MemoryStick- are protectie buna a informatiilor, viteza, dar capacitate nu foarte mare.

Astăzi, CompactFlash și SD/MMC sunt considerate cele mai comune, dar
Pe lângă cardurile enumerate, există și alte tipuri de carduri flash

Ar trebui să alegeți un card flash în funcție de nevoile dvs., ținând cont că cu cât capacitatea și viteza sunt mai mari, cu atât cardul flash este mai scump.