Thực đơn
trang chủInternet

Bộ nhớ flash. Ổ đĩa thể rắn. Các loại bộ nhớ flash. Thẻ nhớ. Ổ đĩa flash và thẻ nhớ: loại và lớp

Bộ nhớ flash Yêu cầu được chuyển hướng đến đây Thẻ flash. Về chủ đề "Thẻ flash".

Đặc trưng

Tốc độ của một số thiết bị có bộ nhớ flash có thể đạt tới 100 MB/s. Nói chung, thẻ flash có nhiều tốc độ khác nhau và thường được dán nhãn ở tốc độ của ổ đĩa CD tiêu chuẩn (150 KB/s). Vì vậy, tốc độ được chỉ định là 100x có nghĩa là 100 × 150 KB/s = 15.000 KB/s = 14,65 MB/s.

Về cơ bản, dung lượng của chip nhớ flash được đo từ kilobyte đến vài gigabyte.

Để tăng âm lượng, các thiết bị thường sử dụng một dãy nhiều chip. Đến năm 2007, thiết bị USB và thẻ nhớ có dung lượng từ 512 MB đến 64 GB. Dung lượng lớn nhất của thiết bị USB là 4 TB.

Hệ thống tập tin

Điểm yếu chính của bộ nhớ flash là số chu kỳ ghi lại. Tình hình còn trở nên tồi tệ hơn do hệ điều hành thường xuyên ghi dữ liệu vào cùng một vị trí. Ví dụ: bảng hệ thống tệp được cập nhật thường xuyên, do đó, các vùng bộ nhớ đầu tiên sẽ sử dụng hết nguồn cung cấp của chúng sớm hơn nhiều. Phân phối tải có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của bộ nhớ.

Để giải quyết vấn đề này, các hệ thống tệp đặc biệt đã được tạo ra: JFFS2 và YAFFS cho GNU/Linux và Microsoft Windows.

SecureDigital và FAT.

Ứng dụng

Bộ nhớ flash được biết đến nhiều nhất nhờ việc sử dụng nó trong các ổ flash USB. Ổ đĩa flash USB). Loại bộ nhớ chính được sử dụng là NAND, được kết nối qua USB thông qua giao diện thiết bị lưu trữ dung lượng lớn USB (USB MSC). Giao diện này được hỗ trợ bởi tất cả các hệ điều hành hiện đại.

Nhờ tốc độ, dung lượng cao và kích thước nhỏ gọn, ổ flash USB đã thay thế hoàn toàn đĩa mềm trên thị trường. Ví dụ, công ty đã ngừng sản xuất máy tính có ổ đĩa mềm vào năm 2003.

Hiện nay, có rất nhiều loại ổ flash USB được sản xuất với nhiều hình dạng và màu sắc khác nhau. Có những ổ đĩa flash trên thị trường có tính năng mã hóa tự động dữ liệu được ghi trên chúng. Công ty Solid Alliance của Nhật Bản thậm chí còn sản xuất ổ đĩa flash dưới dạng thực phẩm.

Có những bản phân phối GNU/Linux đặc biệt và các phiên bản chương trình có thể hoạt động trực tiếp từ ổ USB, chẳng hạn như để sử dụng các ứng dụng của bạn trong quán cà phê Internet.

Công nghệ Windows Vista có thể sử dụng ổ flash USB hoặc bộ nhớ flash đặc biệt được tích hợp trong máy tính để tăng hiệu suất. Bộ nhớ flash cũng được sử dụng cho thẻ nhớ, chẳng hạn như SecureDigital (SD) và Memory Stick, được sử dụng tích cực trong các thiết bị di động (máy ảnh, điện thoại di động). Cùng với các thiết bị lưu trữ USB, bộ nhớ flash chiếm phần lớn thị trường phương tiện lưu trữ di động.

Loại bộ nhớ NOR thường được sử dụng nhiều hơn trong bộ nhớ BIOS và ROM của các thiết bị, chẳng hạn như modem DSL, bộ định tuyến, v.v. Bộ nhớ flash cho phép bạn dễ dàng cập nhật chương trình cơ sở của thiết bị, trong khi tốc độ và dung lượng ghi không quá quan trọng đối với các thiết bị đó .

Khả năng thay thế ổ cứng bằng bộ nhớ flash hiện đang được xem xét tích cực. Do đó, tốc độ bật máy tính sẽ tăng lên và việc không có các bộ phận chuyển động sẽ làm tăng tuổi thọ sử dụng. Ví dụ: XO-1, “máy tính xách tay giá 100 USD” đang được tích cực phát triển cho các nước thuộc thế giới thứ ba, sẽ sử dụng bộ nhớ flash 1 GB thay vì ổ cứng. Việc phân phối bị hạn chế bởi giá mỗi GB cao và thời hạn sử dụng ngắn hơn so với ổ cứng do số chu kỳ ghi hạn chế.

Các loại thẻ nhớ

Có một số loại thẻ nhớ được sử dụng trong các thiết bị di động:

MMC (Thẻ đa phương tiện): Thẻ ở định dạng MMC có kích thước nhỏ - 24x32x1,4 mm. Được phát triển bởi SanDisk và Siemens. MMC chứa bộ điều khiển bộ nhớ và có khả năng tương thích cao với nhiều loại thiết bị. Trong hầu hết các trường hợp, thẻ MMC được hỗ trợ bởi các thiết bị có khe cắm SD.

RS-MMC (Thẻ đa phương tiện có kích thước giảm): Thẻ nhớ có chiều dài bằng một nửa thẻ MMC tiêu chuẩn. Kích thước của nó là 24x18x1,4 mm và trọng lượng khoảng 6 g, tất cả các đặc điểm khác không khác với MMC. Để đảm bảo khả năng tương thích với chuẩn MMC khi sử dụng thẻ RS-MMC, cần có bộ chuyển đổi. DV-RS-MMC (Thẻ đa phương tiện kích thước giảm điện áp kép): Thẻ nhớ DV-RS-MMC có nguồn điện kép (1,8 và 3,3 V) có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, điều này sẽ cho phép điện thoại di động của bạn hoạt động lâu hơn một chút. Kích thước thẻ giống như RS-MMC, 24x18x1,4 mm. MMCmicro: Thẻ nhớ thu nhỏ dành cho thiết bị di động có kích thước 14x12x1,1 mm. Phải sử dụng bộ chuyển đổi để đảm bảo khả năng tương thích với khe cắm MMC tiêu chuẩn.

Thẻ SD (Thẻ kỹ thuật số an toàn): được hỗ trợ bởi Panasonic và: Thẻ SD cũ, còn gọi là Trans-Flash, thẻ SDHC (Dung lượng cao) mới và các thiết bị đọc của chúng khác nhau về giới hạn dung lượng lưu trữ tối đa, 2 GB cho Trans-Flash và 32 GB cho Công suất cao. Đầu đọc SDHC tương thích ngược với SDTF, nghĩa là thẻ SDTF sẽ được đọc mà không gặp vấn đề gì trong đầu đọc SDHC, nhưng chỉ có 2 GB dung lượng của SDHC lớn hơn sẽ được nhìn thấy trong thiết bị SDTF hoặc hoàn toàn không đọc được . Người ta cho rằng định dạng TransFlash sẽ được thay thế hoàn toàn bằng định dạng SDHC. Cả hai định dạng phụ có thể được trình bày ở bất kỳ định dạng vật lý nào trong ba định dạng vật lý. kích cỡ (Tiêu chuẩn, mini và micro). miniSD (Thẻ kỹ thuật số an toàn nhỏ): Secure Digital khác với thẻ tiêu chuẩn ở kích thước nhỏ hơn: 21,5x20x1,4 mm. Để đảm bảo thẻ hoạt động trong các thiết bị được trang bị khe cắm SD thông thường, bộ chuyển đổi sẽ được sử dụng. MicroSD (Thẻ kỹ thuật số an toàn siêu nhỏ): hiện tại (2008) là thiết bị bộ nhớ flash rời nhỏ gọn nhất (11x15x1 mm). Chúng được sử dụng chủ yếu trong điện thoại di động, thiết bị liên lạc, v.v., do tính nhỏ gọn của chúng, chúng có thể mở rộng đáng kể bộ nhớ của thiết bị mà không làm tăng kích thước của thiết bị. Công tắc chống ghi nằm trên bộ chuyển đổi microSD-SD.

MS Duo (Thẻ nhớ Stick Duo): chuẩn bộ nhớ này được công ty phát triển và hỗ trợ

Bộ nhớ flash là gì? | Bộ nhớ flash(bằng tiếng Anh. Bộ nhớ flash) hoặc USB- một loại bộ nhớ bán dẫn trạng thái rắn không bay hơi và có thể ghi lại.

Loại bộ nhớ này có thể được đọc nhiều lần trong thời gian lưu trữ thông tin, thường từ 10 đến 100 năm. Nhưng việc ghi vào bộ nhớ chỉ có thể được thực hiện với số lần giới hạn (thường là khoảng một triệu chu kỳ). Phần lớn bộ nhớ flash được sử dụng rộng rãi trên thế giới và có thể chịu được khoảng một trăm nghìn chu kỳ ghi lại, nhiều hơn mức mà một đĩa mềm thông thường hoặc đĩa CD-RW có thể chịu được.
Không giống như ổ đĩa cứng (HDD), bộ nhớ flash không chứa các bộ phận cơ khí chuyển động và do đó được coi là loại phương tiện lưu trữ nhỏ gọn và đáng tin cậy hơn.
Do đó, do tính nhỏ gọn, giá rẻ tương đối và mức tiêu thụ điện năng rất thấp, ổ đĩa flash được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị cầm tay kỹ thuật số - máy quay video và chụp ảnh, máy ghi âm, máy nghe nhạc MP3, PDA, điện thoại di động, điện thoại thông minh và thiết bị liên lạc. Hơn nữa, loại bộ nhớ này được sử dụng để lưu trữ phần mềm nhúng trong nhiều thiết bị khác nhau (modem, PBX, máy quét, máy in, bộ định tuyến).
Gần đây, ổ đĩa flash có đầu vào USB (thường được gọi là “ổ đĩa flash” hoặc đĩa USB) đã trở nên phổ biến, thay thế đĩa mềm và đĩa CD.
Ngày nay, nhược điểm chính của các thiết bị dựa trên ổ đĩa flash là tỷ lệ giá trên khối lượng rất cao, cao hơn nhiều so với ổ cứng từ 2–5 lần. Do đó, dung lượng của ổ đĩa flash không lớn lắm nhưng công việc đang được thực hiện theo những hướng này. Giảm chi phí của quy trình công nghệ và dưới ảnh hưởng của sự cạnh tranh, nhiều công ty đã công bố phát hành ổ SSD có dung lượng từ 512 GB trở lên. Ví dụ, vào tháng 2 năm 2011, OCZ Technology đã cung cấp ổ SSD PCI-Express có dung lượng 1,2 TB và có khả năng tạo ra 10 triệu chu kỳ ghi.
Ổ SSD hiện đại được phát triển trên cơ sở bộ điều khiển đa kênh cung cấp khả năng đọc hoặc ghi song song từ một số bộ vi xử lý bộ nhớ flash cùng một lúc. Kết quả là mức hiệu suất đã tăng lên nhiều đến mức thông lượng của giao diện SATA II trở thành yếu tố hạn chế.

BỘ NHỚ FLASH HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO

Ổ đĩa flash lưu trữ dữ liệu trong một mảng bóng bán dẫn cổng nổi được gọi là ô. Trong các thiết bị thông thường có các ô cấp đơn, bất kỳ thiết bị nào trong số chúng chỉ có thể “ghi nhớ” một bit dữ liệu. Nhưng một số chip mới hơn với các ô đa cấp (trong tiếng Anh là ô đa cấp hoặc ô ba cấp) có thể “nhớ” nhiều hơn một bit. Trong trường hợp sau, một điện tích khác có thể được sử dụng trên cổng nổi của bóng bán dẫn.

BỘ NHỚ FLASH

Loại bộ nhớ flash này dựa trên thuật toán NOR, vì trong bóng bán dẫn cổng nổi quá thấp, điện áp cổng có nghĩa là một.
Loại bóng bán dẫn này bao gồm hai cổng: thả nổi và điều khiển. Cổng đầu tiên được cách nhiệt hoàn toàn và có khả năng giữ lại các electron lên đến 10 năm. Tế bào cũng bao gồm một cống và một nguồn. Khi điện áp được đưa vào cổng điều khiển, một điện trường sẽ được tạo ra và xảy ra cái gọi là hiệu ứng đường hầm. Hầu hết các electron được truyền (đường hầm) qua lớp cách điện và đi vào cổng nổi. Điện tích trên cổng nổi của bóng bán dẫn làm thay đổi "chiều rộng" nguồn thoát và độ dẫn điện của kênh được sử dụng để đọc.
Các ô ghi và đọc rất khác nhau về mức tiêu thụ điện năng: ví dụ, ổ đĩa flash tiêu thụ nhiều dòng điện hơn khi ghi so với khi đọc (tiêu thụ rất ít điện năng).
Để xóa (xóa) dữ liệu, người ta đặt một điện áp âm đủ cao vào cổng điều khiển dẫn đến tác dụng ngược lại (các electron từ cổng nổi được truyền về nguồn bằng hiệu ứng đường hầm).
Trong kiến ​​trúc NOR, cần phải kết nối một tiếp điểm với mỗi bóng bán dẫn, điều này làm tăng đáng kể kích thước của bộ xử lý. Vấn đề này được giải quyết bằng kiến ​​trúc NAND mới.

BỘ NHỚ FLASH NAND

Kiến trúc NAND dựa trên thuật toán AND-NOT (bằng tiếng Anh NAND). Nguyên lý hoạt động tương tự như loại NOR và chỉ khác nhau ở vị trí của các ô và điểm tiếp xúc của chúng. Không còn cần phải kết nối một tiếp điểm với từng ô nhớ, do đó giá thành và kích thước của bộ xử lý NAND nhỏ hơn đáng kể. Do kiến ​​trúc này, việc ghi và xóa nhanh hơn đáng kể. Tuy nhiên, công nghệ này không cho phép truy cập vào một vùng hoặc ô tùy ý, như trong NOR.
Để đạt được mật độ và dung lượng tối đa, ổ flash được tạo bằng công nghệ NAND sử dụng các phần tử có kích thước tối thiểu. Do đó, không giống như ổ NOR, sự hiện diện của các ô xấu (bị chặn và không nên sử dụng trong tương lai) được cho phép, điều này làm phức tạp đáng kể khi làm việc với bộ nhớ flash như vậy. Hơn nữa, các phân đoạn bộ nhớ trong NAND được trang bị chức năng CRC để xác minh tính toàn vẹn của chúng.
Hiện tại, kiến ​​trúc NOR và NAND tồn tại song song và không cạnh tranh với nhau dưới bất kỳ hình thức nào vì chúng có các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. NOR được sử dụng để lưu trữ đơn giản dữ liệu nhỏ, NAND được sử dụng để lưu trữ dữ liệu lớn.

LỊCH SỬ Ổ ĐĨA FLASH

Bộ nhớ flash được phát minh lần đầu tiên vào năm 1984 bởi kỹ sư Fujio Masuoka, khi đó đang làm việc cho Toshiba. Cái tên "flash" do đồng nghiệp của Fujio, Shoji Ariizumi đặt ra, vì quá trình xóa dữ liệu khỏi bộ nhớ khiến ông liên tưởng đến đèn flash chụp ảnh. Fujio đã trình bày sự phát triển của mình tại Hội nghị Thiết bị Điện tử Quốc tế ở San Francisco, California. Intel quan tâm đến phát minh này và 4 năm sau, vào năm 1988, hãng đã cho ra đời bộ xử lý flash loại NOR thương mại đầu tiên.
Kiến trúc bộ nhớ flash NAND được Toshiba công bố một năm sau đó vào năm 1989 tại Hội nghị Mạch thể rắn Quốc tế. Chip NAND có tốc độ ghi nhanh hơn và diện tích mạch nhỏ hơn.
Vào cuối năm 2010, công ty dẫn đầu về sản xuất ổ đĩa flash là Samsung (32% thị trường) và Toshiba (17% thị trường).
Việc tiêu chuẩn hóa bộ xử lý bộ nhớ flash NAND được thực hiện bởi nhóm ONFI (Nhóm làm việc về giao diện flash NAND). Tiêu chuẩn này được coi là đặc tả ONFI 1.0, được phát hành vào ngày 28 tháng 12 năm 2006. Tiêu chuẩn ONFI trong sản xuất bộ xử lý NAND được hỗ trợ bởi các công ty như Samsung, Toshiba, Intel, Hynix, v.v.

ĐẶC ĐIỂM LƯU TRỮ FLASH

Hiện nay, dung lượng của ổ đĩa flash dao động từ kilobyte đến hàng trăm gigabyte.

Năm 2005, hai công ty Toshiba và SanDisk đã giới thiệu bộ xử lý NAND 1 GB sử dụng công nghệ tế bào đa cấp (một bóng bán dẫn có thể lưu trữ nhiều bit dữ liệu bằng cách sử dụng các điện tích khác nhau trên một cổng nổi).

Vào tháng 9 năm 2006, Samsung giới thiệu chip 4 GB được sản xuất bằng công nghệ xử lý 40 nm.

Vào cuối năm 2007, Samsung công bố tạo ra chip NAND đầu tiên trên thế giới sử dụng công nghệ tế bào đa cấp, được sản xuất bằng công nghệ xử lý 30nm với dung lượng lưu trữ 8 GB.

Vào tháng 12 năm 2009, Toshiba thông báo rằng chip NAND 64 GB đã được giao cho khách hàng và việc sản xuất hàng loạt bắt đầu vào quý 1 năm 2010.

Vào ngày 16 tháng 6 năm 2010, Toshiba giới thiệu bộ xử lý 128 GB đầu tiên, bao gồm 16 mô-đun 8 GB.
Để tăng dung lượng bộ nhớ flash, các thiết bị thường sử dụng một mảng phức tạp bao gồm nhiều bộ xử lý.

Vào tháng 4 năm 2011, Intel và Micron đã giới thiệu chip flash MLC NAND 8 GB được sản xuất bằng công nghệ xử lý 20 nm. Bộ xử lý NAND 20nm đầu tiên có diện tích 118mm, nhỏ hơn 35-40% so với chip 25nm 8GB hiện có. Việc sản xuất hàng loạt con chip này sẽ bắt đầu vào cuối năm 2011.

LOẠI VÀ LOẠI THẺ NHỚ VÀ Ổ FLASH

CF(bằng tiếng Anh. Đèn flash nhỏ gọn): một trong những tiêu chuẩn loại bộ nhớ lâu đời nhất. Thẻ flash CF đầu tiên được sản xuất bởi SanDisk Corporation vào năm 1994. Định dạng bộ nhớ này rất phổ biến ở thời đại chúng ta. Thông thường, nó được sử dụng trong các thiết bị hình ảnh và video chuyên nghiệp, do kích thước lớn (43x36x3,3 mm), khe cắm Compact Flash rất khó cài đặt trên điện thoại di động hoặc máy nghe nhạc MP3. Ngoài ra, không có thẻ nào có thể tự hào về tốc độ, khối lượng và độ tin cậy như vậy. Dung lượng tối đa của Compact Flash đã đạt tới 128 GB và tốc độ sao chép dữ liệu đã được tăng lên 120 MB/s.

MMC(bằng tiếng Anh. Thẻ đa phương tiện): thẻ ở định dạng MMC có kích thước nhỏ - 24x32x1,4 mm. Được phát triển bởi SanDisk và Siemens. MMC chứa bộ điều khiển bộ nhớ và có khả năng tương thích cao với nhiều loại thiết bị. Trong hầu hết các trường hợp, thẻ MMC được hỗ trợ bởi các thiết bị có khe cắm SD.

RS-MMC(bằng tiếng Anh. Thẻ đa phương tiện có kích thước giảm): Thẻ nhớ có chiều dài bằng một nửa thẻ MMC tiêu chuẩn. Kích thước của nó là 24x18x1,4 mm và trọng lượng khoảng 6 gram, tất cả các đặc điểm và thông số khác không khác biệt so với MMC. Để đảm bảo khả năng tương thích với chuẩn MMC khi sử dụng thẻ RS-MMC, cần có bộ chuyển đổi.

DV-RS-MMC(bằng tiếng Anh. Thẻ đa phương tiện kích thước giảm điện áp kép): Thẻ nhớ DV-RS-MMC có nguồn điện kép (1,8 và 3,3 V) có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, điều này sẽ cho phép điện thoại di động của bạn hoạt động lâu hơn một chút. Kích thước thẻ giống như RS-MMC, 24x18x1,4 mm.

MMCmicro: Thẻ nhớ thu nhỏ dành cho thiết bị di động có kích thước 14x12x1,1 mm. Để đảm bảo khả năng tương thích với khe cắm MMC tiêu chuẩn, phải sử dụng bộ chuyển đổi đặc biệt.

Thẻ SD(bằng tiếng Anh. Thẻ kỹ thuật số an toàn): Được hỗ trợ bởi SanDisk, Panasonic và Toshiba. Tiêu chuẩn SD là sự phát triển hơn nữa của tiêu chuẩn MMC. Về kích thước và đặc điểm, thẻ SD rất giống với MMC, chỉ dày hơn một chút (32x24x2,1 mm). Sự khác biệt chính so với MMC là công nghệ bảo vệ bản quyền: thẻ có tính năng bảo vệ bằng mật mã chống lại việc sao chép trái phép, tăng cường bảo vệ thông tin khỏi bị xóa hoặc phá hủy do vô tình và một công tắc chống ghi cơ học. Mặc dù có sự giống nhau về tiêu chuẩn, thẻ SD không thể được sử dụng trong các thiết bị có khe cắm MMC.

SDHC(bằng tiếng Anh. Dung lượng cao SD, SD dung lượng cao): Thẻ SD cũ (SD 1.0, SD 1.1) và SDHC mới (SD 2.0) và đầu đọc của chúng khác nhau về giới hạn dung lượng lưu trữ tối đa, 4 GB cho SD và 32 GB cho SDHC. Đầu đọc SDHC tương thích ngược với SD, nghĩa là thẻ SD sẽ được đọc mà không gặp vấn đề gì với đầu đọc SDHC, nhưng thẻ SDHC sẽ không được đọc trong thiết bị SD. Cả hai tùy chọn đều có thể được trình bày ở bất kỳ định dạng kích thước vật lý nào trong ba định dạng (tiêu chuẩn, mini và micro).

miniSD(bằng tiếng Anh. Thẻ kỹ thuật số an toàn nhỏ): Chúng khác với thẻ Secure Digital tiêu chuẩn ở kích thước nhỏ hơn: 21,5x20x1,4 mm. Để đảm bảo thẻ hoạt động trong các thiết bị được trang bị khe cắm SD thông thường, bộ chuyển đổi sẽ được sử dụng.

microSD(bằng tiếng Anh. Thẻ kỹ thuật số an toàn vi mô): trong năm 2011, chúng là thiết bị bộ nhớ flash rời nhỏ gọn nhất (11x15x1 mm). Chúng được sử dụng chủ yếu trong điện thoại di động, thiết bị liên lạc, v.v., do tính nhỏ gọn của chúng, chúng có thể mở rộng đáng kể bộ nhớ của thiết bị mà không làm tăng kích thước của thiết bị. Công tắc chống ghi nằm trên bộ chuyển đổi microSD-SD. Dung lượng tối đa của thẻ microSDHC do SanDisk phát hành năm 2010 là 32 GB.

Thẻ nhớ Memory Stick Duo: Chuẩn bộ nhớ này được Sony phát triển và hỗ trợ. Vỏ khá bền. Hiện tại, đây là kỷ niệm đắt giá nhất trong số những kỷ niệm được trình bày. Memory Stick Duo được phát triển trên cơ sở tiêu chuẩn Memory Stick được sử dụng rộng rãi của Sony và được phân biệt bởi kích thước nhỏ (20x31x1,6 mm).

Thẻ nhớ Micro (M2): Định dạng này là đối thủ cạnh tranh với định dạng microSD (về kích thước), đồng thời vẫn giữ được những ưu điểm của thẻ nhớ Sony.

Thẻ ảnh xD: thẻ được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số của Olympus, Fujifilm và một số hãng khác.

Ngày nay, các nhà sản xuất sản xuất nhiều loại ổ nhớ flash: đây là các loại thẻ Compact Flash, SmartMedia, MultiMedia Card, SecureDigital Card, Memory Stick và USB.

ATATốc biến. Ổ đĩa flash đầu tiên tung ra thị trường là thẻ Flash ATA . Các ổ đĩa này được sản xuất dưới dạng thẻ tiêu chuẩn Thẻ PC . Ngoài các chip bộ nhớ flash, bộ điều khiển ATA được cài đặt trong chúng và trong quá trình hoạt động, chúng mô phỏng một bộ điều khiển thông thường IDE -đĩa. Giao diện của các thẻ này là song song. thẻ Flash ATA không được sử dụng rộng rãi và hiện nay được sử dụng rất hiếm.

gọn nhẹTốc biến. Thẻ Flash nhỏ gọn (CF ) do công ty cung cấp SanDisk như một giải pháp thay thế nhỏ gọn và dễ sử dụng hơn cho thẻ Flash ATA . Vì vậy, các nhà phát triển tiêu chuẩn CF được cung cấp khả năng vận hành các thẻ này như các thiết bị Thẻ PC hoặc dưới dạng IDE -thiết bị. Trong trường hợp đầu tiên, thẻ hoạt động như thẻ thông thường Thẻ PC các thiết bị và giao diện của chúng “biến” thành một chiếc xe buýt Thẻ PC . Trong lần thứ hai - thật khó khăn IDE -disks và giao diện của chúng hoạt động giống như một bus ATA.

Thẻ CF xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1994. Tất cả các thẻ loại này đều có giao diện song song 50 chân. Nhân tiện, có bản đồ CF hai loại - Ture Tôi và Tour II . Thẻ loại Toure II dày hơn hai mm và chỉ xuất hiện vì thân thẻ Toure có trước chúng TÔI không cho phép đặt bộ nhớ flash dung lượng lớn bên trong để sản xuất phương tiện dung lượng lớn CF . Hiện nay chưa có nhu cầu đó và thẻ Toure II dần rời bỏ thị trường. Lưu ý rằng các ổ đĩa dành cho thẻ Tour II bạn có thể cài đặt bản đồ Tham quan TÔI , trong khi điều ngược lại là không thể.

Trong số các thẻ ghi chú, người dẫn đầu về hiệu suất không thể tranh cãi là Thẻ CF siêu hiệu suất 25 x CompactFlash 256 MB, có thể coi là chuẩn mực cho tốc độ của ổ đĩa flash hiện đại. Tốc độ ghi tuần tự/ngẫu nhiên của thẻ flash này đạt 3,6/0,8 MB/s, tốc độ đọc là 4,0/3,7 MB/s.

Tốc độ hoạt động CF -cards chậm lại với âm lượng ngày càng tăng, điều này được thấy rõ trong ví dụ về thẻ flash512 MB. Công suất tăng gấp đôi dẫn đến hiệu suất giảm 30%. ngoại trừ tốc độ ghi ngẫu nhiên đã tăng 2,5 lần - điều này có vẻ khá lạ và bất ngờ.

Đặc điểm tốc độ CF -cards cũng phụ thuộc rất nhiều vào nhà sản xuất. bạn Kingston CompactFlash 256 MB - tốc độ ghi thấp (ghi tuần tự/ngẫu nhiên - 1,4/0,3 MB/s), nhưng về tốc độ đọc thì nó dẫn đầu (4,4/3,8 MB/s). Bản đồ PQI Hi - Flash nhỏ gọn tốc độ 256 MB cho thấy hiệu suất trung bình trong cả hai trường hợp: ghi - 2,1/0,7 MB/s, đọc - 3,8/3,3 MB/s. thẻ SanDisk CompactFlash 256 MB và SanDisk CompactFlash 512 MB hoạt động rất chậm: ghi - 1,1/0,2 và 0,9/0,5 MB/s, đọc - 2,3/2,1 và 1,8/1,7 MB/s. Và bản đồ256 MB ghi và đọc dữ liệu tốt như nhau.

Nếu chúng ta so sánh CF với các loại ổ đĩa khác, hóa ra bộ nhớ flash hoàn toàn không chậm như người ta thường tin! Về hiệu năng, mẫu bộ nhớ flash nhanh nhất (hãy lấy thẻ làm tiêu chuẩn Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB) tương đương với Omega Zip 750 MB và xét về tốc độ ghi tuần tự, chúng thậm chí còn vượt xa ổ đĩa này hơn 1,5 lần! Bộ nhớ flash vượt trội hơn đĩa về tốc độ ghi tuần tự CD-RW 2 lần, tốc độ đọc tuần tự - tăng 10%! Bộ nhớ flash vượt trội hơn đĩa MO về tốc độ ghi tuần tự - 2 lần - và tốc độ đọc ngẫu nhiên - 10%, nhưng tụt lại phía sau về tốc độ đọc tuần tự và tốc độ ghi ngẫu nhiên - 20%. Bộ nhớ flash tụt lại phía sau về tốc độ ghi tuần tựđĩa DVD -disks (khi ghi đĩa ở chế độ 4x) - 1,4 lần.

Lưu ý rằng nếu CF - thẻ được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, khi đó tốc độ chủ yếu quan trọng đối với thẻ nhất quán ghi âm - nó càng cao thì máy ảnh sẽ trở lại trạng thái hoạt động càng nhanh sau khi “chụp” khung hình và “đặt lại” nó vào thẻ flash. Tuy nhiên tốc độ đọc CF -cards trong trường hợp này cũng rất quan trọng, mặc dù không quá quan trọng - dữ liệu được đọc càng nhanh, máy ảnh sẽ hoạt động ở chế độ xem cảnh quay càng nhanh.

SmartMedia . Thiết kế thẻ SmartMedia (SM ) cực kỳ đơn giản. Trên bản đồ S.M. không có bộ điều khiển giao diện tích hợp và trên thực tế, nó là một hoặc hai chip nhớ flash được “đóng gói” trong một vỏ nhựa. Tiêu chuẩn S.M. được phát triển bởi các công ty Toshiba và Samsung vào năm 1995 Giao diện bản đồ S.M. - song song, 22 chân, nhưng chỉ có 8 đường được sử dụng để truyền dữ liệu.

Đa phương tiện Thẻ . Thẻ đa phương tiện (MMC) ) có giao diện nối tiếp 7 chân có thể hoạt động ở tần số lên tới 20 MHz. Bên trong vỏ nhựa của thẻ có chip nhớ flash và bộ điều khiển giao diện MMC. Tiêu chuẩn MMC được các công ty đề xuất vào năm 1997 Hitachi, SanDisk và Siemens.

Bảo mậtKỹ thuật số Thẻ . Thẻ kỹ thuật số an toàn (SD ) là tiêu chuẩn thẻ flash trẻ nhất: nó được phát triển vào năm 2000 bởi các công ty Matsushita, SanDisk và Toshiba. Trên thực tế SD - đây là sự phát triển hơn nữa của tiêu chuẩn MMC, vì vậy thẻ MMC có thể được cài đặt trong các ổ đĩa SD (điều ngược lại sẽ không đúng). Giao diện SD - 9 chân, nối tiếp song song (dữ liệu có thể được truyền cùng lúc,hai hoặc bốn dòng đồng thời), hoạt động ở tần số lên tới 25 MHz. thẻ SD được trang bị một công tắc để bảo vệ nội dung của chúng khỏi bị ghi (tiêu chuẩn cũng cung cấp một sửa đổi mà không cần một công tắc như vậy).

USB -bộ nhớ flash. Bộ nhớ flash USB (USB -memory) là một loại phương tiện bộ nhớ flash hoàn toàn mới xuất hiện trên thị trường vào năm 2001. Bởi dạng USB - bộ nhớ giống như một chiếc móc khóa hình thuôn dài, gồm hai nửa - một nắp bảo vệ và ổ đĩa có USB - đầu nối (một hoặc hai chip nhớ flash được đặt bên trong nó và Bộ điều khiển USB).

Làm việc với USB -bộ nhớ rất tiện lợi - không cần thêm thiết bị nào. Chỉ cần có một chiếc PC trong tay là đủ Windows có USB không sử dụng -port để "lấy" nội dung của ổ đĩa này trong vài phút. Trường hợp xấu nhất bạn sẽ phải cài driver USB -bộ nhớ, tốt nhất - mới USB -thiết bị và ổ đĩa logic sẽ tự động xuất hiện trong hệ thống. Có thể trong tương lai USB -bộ nhớ sẽ trở thành loại thiết bị chính để lưu trữ và truyền một lượng nhỏ dữ liệu.

Còn USB thì sao? -bộ nhớ flash, thì đây chắc chắn là giải pháp truyền dữ liệu thuận tiện hơn thẻ flash - không cần thêm ổ đĩa flash. Tuy nhiên, hiệu suất của các ổ đĩa được thử nghiệm loại này là Transcend JetFlash 256 MB và Transcend JetFlashA 256 MB - bị giới hạn bởi băng thông giao diện thấp USB 1.1. Vì vậy, hiệu suất của họ trong các bài kiểm tra tốc độ khá khiêm tốn. Nếu như USB -bộ nhớ flash được trang bị giao diện nhanh USB 2.0 thì xét về “tốc độ bắn” những ổ này tất nhiên sẽ không thua kém những flashcard tốt nhất.

Thật thú vị khi lưu ý rằng bộ nhớ flash vượt trội hơn về tốc độ ghi tuần tự. Iomega Zip 750, CD-RW và các nhà cung cấp dịch vụ MO và chỉ đứng thứ hai sauđĩa DVD -đĩa. Điều này một lần nữa nhấn mạnh rằng các nhà phát triển bộ nhớ flash chủ yếu tìm cách tăng tốc độ nhất quán ghi âm, vì bộ nhớ flash ban đầu được thiết kế để sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, trong đó chỉ báo này chủ yếu quan trọng.

Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng bộ nhớ flash là dẫn đầu không thể tranh cãi về độ tin cậy, tính di động và mức tiêu thụ điện năng trong số các ổ đĩa dung lượng vừa và nhỏ, cũng có hiệu suất tốt và đủ dung lượng (thẻ flash có dung lượng lên tới 2 GB đã được cung cấp). hiện có trên thị trường). Không còn nghi ngờ gì nữa, đây là loại rất có triển vọng nhưng việc sử dụng rộng rãi vẫn còn hạn chế do giá thành cao.

Nó đã trở nên không thể thiếu trong các thiết bị di động (PDA, máy tính bảng, điện thoại thông minh, máy nghe nhạc). Ổ flash USB và thẻ nhớ dành cho các thiết bị điện tử (SD, MMC, miniSD, v.v.) đã được phát triển dựa trên bộ nhớ flash.

Định nghĩa 1

Bộ nhớ flash(Bộ nhớ flash) – bộ nhớ bán dẫn trạng thái rắn không bay hơi và có thể ghi lại.

Thông tin có thể được đọc từ bộ nhớ flash với số lần lớn trong vòng đời của ổ đĩa (từ $10$ năm), nhưng số lượng quá trình ghi bị hạn chế (khoảng $100\000$ chu kỳ ghi lại).

Bộ nhớ flash được coi là loại phương tiện lưu trữ đáng tin cậy hơn, bởi vì... không chứa các bộ phận cơ khí chuyển động (chẳng hạn như ổ cứng).

Ưu điểm của bộ nhớ flash:

  • truy cập dữ liệu tốc độ cao;
  • sự tiêu thụ ít điện năng;
  • khả năng chống rung;
  • dễ dàng kết nối với PC;
  • kích thước nhỏ gọn;
  • sự rẻ tiền.

Nhược điểm của bộ nhớ flash:

  • số lượng chu kỳ ghi hạn chế;
  • nhạy cảm với phóng tĩnh điện.

Lịch sử của bộ nhớ Flash

Bộ nhớ flash được phát minh lần đầu tiên vào năm 1984.

Cái tên “flash” xuất phát từ “flash” tiếng Anh, bởi vì quá trình xóa dữ liệu giống như một đèn flash chụp ảnh.

Vào năm 1988, bộ xử lý flash NOR thương mại đầu tiên được phát hành. Năm sau, kiến ​​trúc bộ nhớ flash NAND được phát triển, có tốc độ ghi nhanh hơn và diện tích mạch nhỏ hơn.

Nguyên lý hoạt động

Ô lưu trữ dữ liệu cơ bản là một bóng bán dẫn cổng nổi có thể chứa các electron (điện tích) là ô lưu trữ dữ liệu cơ bản trong bộ nhớ flash. Dựa trên bóng bán dẫn, các loại bộ nhớ flash NAND và NOR chính đã được phát triển. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc thay đổi và ghi lại điện tích trong một vùng cách ly (“túi”) của cấu trúc bán dẫn.

Hình 1. Kiến trúc bộ nhớ NOR

Hình 2. Kiến trúc bộ nhớ NAND

Các nhà sản xuất bộ nhớ flash sử dụng 2 loại ô nhớ:

  • MLC(Ô đa cấp - ô nhớ đa cấp) - ô có dung lượng lớn hơn và rẻ hơn, nhưng có đặc điểm là thời gian truy cập dài và số chu kỳ ghi/xóa ít (khoảng $10\000$);
  • SLC(Ô một cấp - ô nhớ một cấp) - ô có thời gian truy cập ngắn hơn và số chu kỳ ghi/xóa tối đa ($100\000$).

Hình 3. Các thành phần chính của ổ flash USB: $1$ – Đầu nối USB, $2$ – bộ điều khiển, $3$ – bảng mạch PCB, $4$ – mô-đun bộ nhớ NAND, $5$ – bộ dao động tinh thể, $6$ – đèn báo LED , $7$ – công tắc bảo vệ ghi, $8$ – chỗ trống cho một chip bộ nhớ bổ sung.

Ứng dụng

tồn tại Có hai cách sử dụng chính cho bộ nhớ flash:

  • với tư cách là nhà cung cấp thông tin di động;
  • như một kho phần mềm cho các thiết bị kỹ thuật số.

Thường cả hai phương pháp được kết hợp trong một thiết bị.

Việc sử dụng bộ nhớ NOR, có dung lượng tương đối nhỏ, nhằm cung cấp khả năng truy cập nhanh vào các địa chỉ ngẫu nhiên và đảm bảo không có các phần tử bị lỗi (chip ROM tiêu chuẩn để làm việc với bộ vi xử lý, chip khởi động máy tính (POST và BIOS), cỡ trung bình chip lưu trữ dữ liệu, ví dụ, DataFlash). Khối lượng thông thường dao động từ $100$ KB đến $256$ MB. Bộ nhớ NAND được sử dụng trong các thiết bị di động và phương tiện lưu trữ yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn. Về cơ bản, đó là những chiếc USB và thẻ nhớ các loại, cũng như các thiết bị di động (điện thoại, máy ảnh, máy nghe nhạc). Bộ nhớ NAND được tích hợp vào các thiết bị gia dụng: điện thoại di động và TV, bộ định tuyến mạng, điểm truy cập, máy chơi game, khung ảnh và thiết bị điều hướng.

Hình 4. Các loại thẻ flash khác nhau

Các loại và loại thẻ nhớ và ổ đĩa flash

Lưu ý 1

CF(Compact Flash) là tiêu chuẩn loại bộ nhớ lâu đời nhất. Nó có độ tin cậy cao, dung lượng khá lớn ($128 GB trở lên) và tốc độ truyền dữ liệu cao ($120 MB/s). Do kích thước lớn nên nó được sử dụng trong các thiết bị quay phim và chụp ảnh chuyên nghiệp.

MMC (Thẻ đa phương tiện) có kích thước nhỏ, tương thích cao với nhiều thiết bị khác nhau và chứa bộ điều khiển bộ nhớ. Thẻ SD (Secure Digital Card) là kết quả của sự phát triển của tiêu chuẩn MMC. Thẻ có tính năng bảo vệ bằng mật mã chống lại việc sao chép trái phép, tăng cường bảo vệ thông tin khỏi bị xóa hoặc phá hủy do vô tình và một công tắc chống ghi cơ học. Dung lượng tối đa lên tới $4$ GB. SDHC (SD High Dung lượng) có dung lượng tối đa $32$ GB.

Ngoài ra còn có thẻ miniSD và microSD.

Lưu ý 2

Các nhà sản xuất bộ nhớ flash NAND chính là Micron/Intel, SK Hynix, Toshiba/SanDisk, Samsung. Các nhà sản xuất bộ điều khiển bộ nhớ flash NAND chính là các nhà sản xuất bộ nhớ Marvell, LSI-SandForce và NAND.

Các công nghệ hiện đại đang phát triển khá nhanh, và điều mà ngày hôm qua tưởng chừng như đỉnh cao của sự hoàn hảo ngày nay lại không phù hợp với chúng ta chút nào. Điều này đặc biệt áp dụng cho các loại bộ nhớ máy tính hiện đại. Bộ nhớ liên tục không đủ hoặc tốc độ của phương tiện rất thấp theo tiêu chuẩn hiện đại.

Bộ nhớ flash xuất hiện tương đối gần đây nhưng có nhiều ưu điểm nên nó đang lấn át các loại bộ nhớ khác khá nghiêm trọng.

Bộ nhớ flash là một loại bộ nhớ ở trạng thái rắn, không ổn định, có thể ghi lại. Không giống như ổ cứng, ổ flash có tốc độ đọc cao, có thể lên tới 100 MB/s và có kích thước rất nhỏ. Nó có thể được vận chuyển dễ dàng vì nó kết nối qua cổng USB.

Nó có thể được sử dụng làm RAM, nhưng không giống như RAM, bộ nhớ flash lưu trữ dữ liệu một cách tự động khi tắt nguồn.

Ngày nay, ổ đĩa flash có dung lượng từ 256 megabyte đến 16 gigabyte đã có mặt trên thị trường. Nhưng có những phương tiện truyền thông có khối lượng lớn hơn.

Các chức năng bộ nhớ flash bổ sung bao gồm bảo vệ bản sao, máy quét dấu vân tay, mô-đun mã hóa và nhiều chức năng khác. Ngoài ra, nếu bo mạch chủ hỗ trợ khả năng khởi động qua cổng USB thì nó có thể được sử dụng làm thiết bị khởi động.

Các công nghệ flash mới bao gồm UЗ. Phương tiện này được máy tính nhận dạng là hai đĩa, trong đó dữ liệu được lưu trữ trên một đĩa và máy tính khởi động từ đĩa thứ hai. Ưu điểm của công nghệ này là rõ ràng, bạn có thể làm việc trên bất kỳ máy tính nào.

Kích thước khá nhỏ cho phép loại bộ nhớ này được sử dụng rất rộng rãi. Chúng bao gồm điện thoại di động, máy ảnh, máy quay video, máy ghi âm và các thiết bị khác.

Trong phần mô tả các đặc tính kỹ thuật của bất kỳ thiết bị di động nào, loại bộ nhớ flash đều được chỉ định và không phải ngẫu nhiên vì không phải tất cả các loại đều tương thích. Dựa vào đó, bạn cần chọn những ổ flash khá phổ biến trên thị trường để không gặp sự cố với bất kỳ thiết bị nào.
Đối với một số loại thẻ flash, có những bộ điều hợp giúp mở rộng khả năng của nó.

Các loại bộ nhớ flash hiện có

Thẻ flash hiện đại có thể được chia thành sáu loại chính.

Loại đầu tiên và phổ biến nhất là CompactFlash (CF), có hai loại CF loại I và CF loại II. Có tốc độ, dung lượng và giá cả tốt.
Những nhược điểm bao gồm kích thước 42*36*4 mm. Nó khá linh hoạt và được sử dụng trong nhiều thiết bị.

Ổ đĩa vi mô IBM-rẻ, nhưng kém tin cậy hơn và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn bình thường, đó là lý do cho những hạn chế của nó.

SmartMedia- Mỏng và rẻ nhưng khả năng bảo vệ chống mài mòn không cao.

Thẻ đa phương tiện (MMC)- Kích thước nhỏ (24x32x1.4mm), tiêu thụ điện năng thấp, sử dụng trong các thiết bị thu nhỏ. Nhược điểm là tốc độ thấp.

Kỹ thuật số an toàn (SD) với kích thước tương đương với Thẻ đa phương tiện, nó có dung lượng và tốc độ lớn hơn. Nhưng đắt hơn.

Bộ nhớStick- Có khả năng bảo vệ thông tin tốt, tốc độ nhưng dung lượng không lớn lắm.

Ngày nay, CompactFlash và SD/MMC được coi là phổ biến nhất, nhưng
Ngoài các thẻ liệt kê còn có các loại thẻ flash khác

Bạn nên chọn flashcard tùy theo nhu cầu của mình, lưu ý dung lượng và tốc độ càng lớn thì thẻ flash càng đắt.