Thực đơn
trang chủKỹ thuật

Các loại bộ nhớ Flash. Bộ nhớ Flash là gì

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 có hai nửa - một nắp bảo vệ và ổ đĩa thực tế 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.

Tôi liên tục gặp phải sự nhầm lẫn trong thuật ngữ USB, thường trở thành nguyên nhân gây hiểu lầm giữa người mua và người bán khi lựa chọn phương tiện lưu trữ cần thiết. Vì vậy, “trong đại chúng” có những cách hiểu cơ bản sau đây về từ ổ đĩa flash: Ổ đĩa flash USB(ổ flash USB), thẻ nhớ microSD(đọc micro-ES-Di), nói chung là bất kỳ thẻ nhớ nào, nói chung là bất kỳ phương tiện lưu trữ flash nào. Ở đây dưới từ tốc biến(đọc flash) Ý tôi là công nghệ bộ nhớ flash và dùng thuật ngữ tiếng Anh để tránh nhầm lẫn. Hơn nữa, đôi khi tôi thấy rằng mọi người trong cuộc sống hàng ngày có thể đồng thời gọi bất kỳ thiết bị nào trong số này là ổ đĩa flash, dựa vào thực tế là người đối thoại của họ, theo ngữ cảnh hoặc với sự trợ giúp của thần giao cách cảm, sẽ hiểu họ đang nói về điều gì!

Tôi sẽ không tranh cãi về việc thuật ngữ nào đúng hơn, tôi càng không bỏ qua câu hỏi liệu “flash” hay “flash” là đúng (trên thực tế, cả hai cách viết đều được sử dụng ít nhất theo cùng một cách và không thể làm gì được về Nó). Thay vì tranh luận không cần thiết, tôi sẽ chỉ mô tả tất cả các thiết bị được gọi bằng từ này và tất cả các từ mà chúng được gọi, và khi đó bạn chắc chắn sẽ mua được chính xác những gì mình cần!

Vì vậy hãy bắt đầu với Ổ đĩa flash USB. Chính thiết bị này, một thiết bị lưu trữ đa năng chứa bộ nhớ flash và được kết nối trực tiếp với đầu nối USB, đã tạo ra từ ổ đĩa flash trong tiếng Nga. Tuy nhiên, từ flashdrive hoặc flashdrive, bắt nguồn từ Flash Drive trong tiếng Anh, cũng rất phổ biến, cũng như ổ đĩa flash (hoặc ổ đĩa flash) chính thức hơn. Vì không thể tìm ra cách dịch hợp lý cho cụm từ này (tốt, đừng gọi ổ đĩa flash là “trình điều khiển nhấp nháy”!), nên nên coi từ ổ đĩa flash hoặc ổ đĩa flash là thuật ngữ phù hợp nhất. Dưới đây là những ví dụ điển hình của ổ đĩa flash:

Ổ đĩa flash chủ yếu được sử dụng để truyền thông tin giữa các máy tính. Hoặc để lưu trữ những thông tin mà bạn luôn muốn mang theo bên mình. Vì chúng ta đang nói về kiểu chữ, tôi lưu ý rằng gần đây ổ đĩa flash có kết nối USB3.0. Nó có nghĩa là gì? Điều này có nghĩa là nếu máy tính của bạn có giao diện USB3.0 (điểm khác biệt bên ngoài dễ nhận thấy nhất của nó là màu xanh lam), ổ flash USB3.0 sẽ có thể hoạt động nhanh hơn. Nếu bạn kết nối nó với USB2.0 truyền thống (có trên mọi máy tính), thì tốc độ của nó sẽ tương đương với tốc độ của ổ flash thông thường. Đây là giao diện của USB3.0 và USB2.0: Bây giờ là loại thiết bị thứ hai được gọi là ổ đĩa flash: thẻ nhớ microSD(hoặc microSDHC, người thừa kế trực tiếp của họ)
Theo quan sát của tôi, chúng được gọi là ổ đĩa flash bởi những người chưa bao giờ cầm bất kỳ phương tiện flash nào khác trên tay (và điều này không có gì lạ, vì microSD/microSDHC được sử dụng trong hầu hết các điện thoại, máy nghe nhạc và tất cả các loại tiện ích), hoặc bởi những người đặt tên khác cho tất cả những “điều nhỏ nhặt” này đều không biết. Chúng cũng chứa bộ nhớ flash, có nghĩa là chúng có quyền được gọi là ổ đĩa flash. Nhưng để hiểu biết giữa mọi người, bạn nên phân biệt các khái niệm bằng cách nào đó, vì vậy “thẻ nhớ” sẽ nghe có vẻ thích hợp hơn, đặc biệt nếu bạn cần giải thích cho người bán những gì bạn cần. Điều quan trọng cần biết là thẻ nhớ rất khác nhau! Vì vậy, thật tuyệt khi thêm: “thẻ nhớ nhỏ như vậy”, nhưng ngay cả ở đây bạn cũng có thể gặp rắc rối: có những thẻ nhớ M2 có kích thước rất giống nhau. May mắn thay, chúng chỉ được sử dụng trong các sản phẩm của Sony. Chúng tôi sẽ đề cập đến chúng dưới đây. Nhưng tốt hơn hết bạn nên nhớ những từ thần kỳ microSD và microSDHC (đọc microESDe và microESDeHaTse). Nhân tiện, trong cách nói thông tục, từ đầu tiên (microSD) thường được dùng để chỉ cả hai loại thẻ (microSD và microSDHC). Không có gì sai với điều đó.

Bạn cần biết gì về thẻ nhớ microSD và microSDHC? Thứ nhất, chúng khác nhau như thế nào? microSDHC là chuẩn mới hơn hỗ trợ dung lượng bộ nhớ trên 4 GB. Tất cả các thẻ nhớ trên 4 GB chỉ có thể là microSDHC, và dưới 4 GB chỉ có thể là microSD. Nhưng 4 GB thì không may mắn: chúng có thể là cái này hoặc cái kia! Tuy nhiên, thẻ nhớ microSD 4 GB là rất hiếm. Bây giờ câu hỏi quan trọng nhất: làm thế nào để chọn cái phù hợp với thiết bị của bạn? Có hai quy tắc: đầu tiên, bạn cần xác định dung lượng tối đa của thẻ nhớ mà thiết bị của bạn có thể hoạt động (để thực hiện việc này, hãy mở hướng dẫn về thẻ hoặc sử dụng tìm kiếm trên Internet). Thứ hai, bạn cần mua thẻ có dung lượng bằng hoặc nhỏ hơn dung lượng tối đa. Hơn nữa, tất cả các thiết bị hỗ trợ microSDHC sẽ hoạt động với mọi thẻ nhớ microSD ở mọi kích thước. Chỉ có một sắc thái ở đây: nếu thiết bị của bạn cho biết rằng nó hỗ trợ thẻ không quá 4 GB, thì điều này có thể có nghĩa là thiết bị đó không hỗ trợ bất kỳ thẻ microSDHC nào và hỗ trợ bất kỳ thẻ microSD nào, kể cả 4 GB. Hoặc nó có thể có nghĩa là nó hỗ trợ bất kỳ thẻ 4GB nào, cả microSD và microSDHC, nhưng không hỗ trợ thẻ microSDHC 8GB trở lên. Đây là số học. Và nếu hướng dẫn không làm rõ điều này thì bạn sẽ phải sử dụng “phương pháp chọc khoa học” cũ.

Bây giờ có một đặc điểm quan trọng khác mà người mua thường quan tâm: nó là gì? Lớp họcđược chỉ định cho thẻ microSDHC? Nó được chỉ định bởi một số bên trong chữ cái tiếng Anh C.
Tôi phải nói ngay rằng đây không phải là loại giống như cà chua. Lớp thẻ nhớ- đây là khả năng ghi lại thông tin ở tốc độ được đảm bảo tối thiểu nhất định. Lớp càng cao thì tốc độ càng cao. Hơn nữa, đây chính xác là tốc độ thấp nhất được đảm bảo, trong khi tốc độ tối đa và trung bình có thể cao hơn đáng kể. Hai thẻ thuộc các loại khác nhau thường có thể có tốc độ ghi trung bình và tối đa gần như giống nhau, nhưng nếu một trong số chúng có tốc độ “giảm”, tức là đôi khi ghi chậm hơn, thì thẻ đó sẽ có loại thấp hơn. Nói cách khác: lớp đảm bảo rằng tốc độ của thẻ trong bất kỳ phần nào của bản ghi sẽ không giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định. Tại sao nó lại cần thiết? Lớp cần thiết cho các thiết bị ghi thông tin nhanh chóng và không thể chờ đợi. Đây chủ yếu là những máy quay video cần quay video, vì nếu thẻ nhớ không có thời gian để ghi một khung hình trong khi quay thì “tàu sẽ rời bến”: khung hình tiếp theo sẽ cần được ghi lại, tiếp theo là khung hình tiếp theo , và máy ảnh sẽ phải “bỏ đi” một phần thông tin ", điều này sẽ ảnh hưởng không tốt đến chất lượng chụp. Vì vậy, một lần nữa, hãy xem hướng dẫn và xem những gì được viết trong đó về loại thẻ nhớ. Nếu không có gì, bạn có thể tiết kiệm tiền; nếu lớp được chỉ định, hãy chọn lớp được chỉ định hoặc cao hơn.

Cuối cùng, điều cuối cùng bạn cần quyết định khi mua thẻ nhớ microSD/microSDHC là bộ chuyển đổi hoặc bộ chuyển đổi sang SD. Đây là một thứ lớn gấp 4 lần so với bản thân thẻ, với sự trợ giúp của nó, thẻ micro của bạn sẽ biến thành thẻ SD/SDHC “lớn” (xem về chúng bên dưới). Một số thẻ được bán kèm theo bộ chuyển đổi, một số không có. Đánh giá xem bạn có cần một bộ chuyển đổi như vậy hay không, có tính đến các thiết bị bạn có: máy ảnh, sách điện tử cũ, v.v. Và cũng đừng quên đầu đọc thẻ của bạn: có thể nó không đọc trực tiếp thẻ micro và khi đó bộ chuyển đổi sẽ không gây hại gì cho bạn. Nói chung, bộ chuyển đổi sẽ mở rộng khả năng của bạn trong trường hợp khẩn cấp. Mặt khác: bạn có tìm thấy nó trên bàn làm việc khi bạn cần không? Sự lựa chọn là của bạn.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang SD/SDHC bản đồ
Tôi sẽ không nói nhiều về chúng: đây là những người anh em của thẻ microSD/microSDHC. Tất cả những gì đã nói về những điều đó cũng đúng đối với những thẻ phát triển quá mức này (mặc dù nhiều khả năng là các thẻ “vi mô” có kích thước nhỏ hơn, vì ngược lại, lúc đầu, có những thẻ lớn, và sau đó các thẻ nhỏ hơn của chúng xuất hiện). Điều duy nhất là chúng không có bộ chuyển đổi, vì bạn không cần phải tự điều chỉnh chúng và chúng được sử dụng trong các thiết bị lớn hơn - trước hết, đây là máy ảnh ngắm và tất cả các loại thiết bị điện tử. sách (mặc dù sau này ngày càng được trang bị thẻ nhớ microSDHC ).

M2. Họ và tên Thẻ nhớ micro M2- đây là những thẻ rất giống với microSD/microSDHC. Chúng khác nhau ở chỗ chúng được sử dụng trong điện thoại và máy nghe nhạc của công ty Sony, Sẽ đúng hơn nếu nói “đã qua sử dụng”, vì Sony cuối cùng đã nhận ra rằng “một người trên chiến trường không phải là chiến binh” và bắt đầu sử dụng các định dạng dòng SD. Nếu bạn là chủ sở hữu hạnh phúc của một chiếc Sony, hãy cẩn thận và kiểm tra xem bạn có thẻ gì! Những thẻ này không có bất kỳ lớp học nào.

Thẻ cuối cùng chúng ta sẽ xem xét là Đèn flash nhỏ gọn(trong tiếng Nga nó được phát âm là “compact flash”, nhưng hầu như luôn được viết bằng tiếng Anh, có lẽ vì viết “compact” về loại thẻ lớn nhất trên thị trường hiện nay không phải là văn học :-).
Do có kích thước khá lớn nên những chiếc thẻ này có những ưu điểm không thể nghi ngờ: dung lượng lớn hơn nhiều lần so với các loại thẻ khác và tốc độ vẫn chưa thể đạt được đối với thẻ nhớ SDHC. Do đó, chúng được sử dụng trong các máy ảnh “tiên tiến” cỡ lớn và các thiết bị có yêu cầu khắt khe khác. Vẫn cần nói thêm rằng tốc độ (lần này không có bất kỳ “thủ thuật” nào với mức tối thiểu được đảm bảo) được biểu thị bằng một số và chữ X. Ví dụ: 133x, 266x, 300x. Con số biểu thị số lần thẻ nhanh hơn tốc độ đọc CD tiêu chuẩn tối thiểu nhất định.

Nếu bạn không nhìn thấy bản đồ thời tiền sử yêu thích của mình trong bài đánh giá này, đừng buồn! Bạn chắc chắn sẽ tìm thấy nó trên Wikipedia. Tôi cố tình giới hạn bản thân chỉ sử dụng các loại phương tiện flash phổ biến hiện nay, để không lấp đầy đầu bất kỳ ai những thông tin không cần thiết và không biến bài báo thành một kho lưu trữ. Vì vậy, bây giờ bạn đã được trang bị kiến ​​​​thức và việc chọn ổ đĩa flash phù hợp sẽ không còn là vấn đề đối với bạn. Tận hưởng việc mua sắm!

Chúc mọi người một ngày tốt lành!
Bài viết hôm nay sẽ đánh dấu sự khởi đầu của một loạt bài nhỏ mới dành cho việc lưu trữ thông tin, các loại bộ nhớ khác nhau, phương pháp ghi/đọc thông tin và mọi thứ được kết nối với nó 😉 Và chúng ta sẽ bắt đầu với thiết bị bộ nhớ Flash nổi tiếng .

Chính xác thì bộ nhớ Flash là gì? Vâng, chỉ là một vi mạch thông thường, bề ngoài không khác gì những vi mạch khác. Do đó, một câu hỏi hợp lý có thể được đặt ra - bên trong có gì và quá trình lưu trữ/đọc thông tin thường diễn ra như thế nào.

Vì vậy, trái tim của nhiều thiết bị bộ nhớ là bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng nổi. Một phát minh xuất sắc nhất thập niên 70 của thế kỷ 20. Điểm khác biệt của nó so với các bóng bán dẫn hiệu ứng trường thông thường là giữa cổng và kênh, ngay trong chất điện môi, có một dây dẫn khác - được gọi là cổng nổi. Đây là những gì nó trông giống như:

Trong hình, chúng ta thấy cổng nguồn thoát nước thông thường, cũng như một dây dẫn bổ sung nằm trong chất điện môi. Hãy cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của thiết bị này.

Hãy tạo ra sự khác biệt tiềm năng giữa cống và nguồn và áp dụng tiềm năng tích cực cho cổng. Điều gì sẽ xảy ra sau đó? Đúng vậy, dòng điện sẽ chạy qua bóng bán dẫn hiệu ứng trường từ nguồn đến nguồn. Hơn nữa, dòng điện đủ lớn để “xuyên thủng” chất điện môi. Kết quả của sự đánh thủng này là một số electron sẽ rơi vào cổng nổi. Một cổng nổi tích điện âm tạo ra một điện trường bắt đầu cản trở dòng điện trong kênh, khiến bóng bán dẫn tắt. Và nếu bạn tắt nguồn điện của bóng bán dẫn, các electron từ cổng nổi sẽ không đi đâu cả và điện tích của nó sẽ không thay đổi trong nhiều năm.

Nhưng tất nhiên là có cách để xả bu-lông nổi. Để làm điều này, bạn chỉ cần đặt một điện áp trái dấu vào cổng "chính", điện áp này sẽ "điều khiển" tất cả các electron, do đó cổng nổi sẽ không được tích điện.

Đây thực sự là cách lưu trữ thông tin - nếu có điện tích âm trên cổng thì trạng thái này được coi là trạng thái logic và nếu không có điện tích thì đó là trạng thái logic bằng 0.

Chúng ta đã sắp xếp lại việc lưu trữ thông tin, tất cả những gì còn lại là hiểu cách chúng ta có thể đọc thông tin từ một bóng bán dẫn cổng nổi. Và mọi thứ đều rất đơn giản. Khi có điện tích trên cổng nổi, điện trường của nó sẽ ngăn dòng điện thoát ra. Giả sử, trong trường hợp không có điện tích, chúng ta có thể đặt điện áp +5V vào cổng “chính”, đồng thời dòng điện bắt đầu chạy trong mạch thoát nước. Khi cổng nổi được sạc, điện áp như vậy sẽ không thể tạo ra dòng điện chạy qua, vì điện trường của cổng nổi sẽ cản trở nó. Trong trường hợp này dòng điện sẽ chỉ chạy ở điện áp +10V (ví dụ =)). Điều này cho chúng ta hai ngưỡng điện áp. Và, chẳng hạn, bằng cách áp dụng +7,5V, dựa trên sự hiện diện hay vắng mặt của dòng thoát, chúng ta có thể đưa ra kết luận về sự hiện diện hay vắng mặt của điện tích trên cổng nổi. Đây là cách đọc thông tin được lưu trữ.

Làm thế nào tất cả điều này liên quan đến bộ nhớ Flash? Và nó rất đơn giản - một bóng bán dẫn hiệu ứng trường có cổng nổi là ô nhớ tối thiểu có khả năng lưu trữ một bit thông tin. Và bất kỳ chip nhớ nào cũng bao gồm một số lượng lớn bóng bán dẫn được sắp xếp theo một cách nhất định. Và bây giờ là lúc xem xét các loại bộ nhớ Flash chính. Cụ thể là tôi muốn thảo luận về bộ nhớ NOR và NAND.

Cả hai loại bộ nhớ này đều được xây dựng trên cơ sở các bóng bán dẫn cổng nổi mà ngày nay chúng ta đã dành rất nhiều thời gian cho nó) Và điểm khác biệt cơ bản là cách các bóng bán dẫn này được kết nối.

Thiết kế NOR sử dụng bảng dây dẫn hai chiều. Các dây dẫn được gọi là dòng bit và dòng từ. Tất cả các cực dẫn của bóng bán dẫn được kết nối với dòng bit và tất cả các cổng được kết nối với dòng từ. Hãy xem một ví dụ để hiểu rõ hơn.

Giả sử chúng ta cần đọc thông tin từ một ô cụ thể. Ô này, hay đúng hơn là bóng bán dẫn cụ thể này, được kết nối với cổng tới một trong các dòng từ và dẫn đến một trong các dòng bit. Sau đó, chúng ta chỉ cần áp một điện áp ngưỡng vào dòng từ tương ứng với cổng của bóng bán dẫn và đọc trạng thái của nó như trong ví dụ mà chúng ta đã xem xét ở trên đối với một ô.

Với NAND mọi thứ có phần phức tạp hơn. Nếu chúng ta quay lại phép tương tự mảng, các ô nhớ NAND là một mảng ba chiều. Nghĩa là, không phải một mà là một số bóng bán dẫn được kết nối với mỗi dòng bit, điều này cuối cùng dẫn đến việc giảm số lượng dây dẫn và tăng độ nén. Đây chính xác là một trong những ưu điểm chính của bộ nhớ NAND. Nhưng làm thế nào chúng ta có thể tính toán trạng thái của một bóng bán dẫn nhất định có cấu trúc như vậy? Để hiểu quá trình, hãy xem xét sơ đồ:

Như có thể thấy từ sơ đồ, một dòng bit tương ứng với một số ô. Và một tính năng quan trọng như sau: nếu ít nhất một trong các bóng bán dẫn bị đóng thì sẽ có điện áp cao trên đường bit. Nhìn đây:

Thật vậy, mức thấp trên dòng bit sẽ chỉ xảy ra khi toàn bộ chuỗi bóng bán dẫn mở (hãy nhớ khóa học về bóng bán dẫn hiệu ứng trường 😉).

Với điều này có vẻ rõ ràng, chúng ta quay trở lại câu hỏi của mình - làm thế nào để tính trạng thái của một bóng bán dẫn cụ thể? Và để làm được điều này, việc chỉ áp dụng một điện áp ngưỡng cho đường dây từ (vào cổng bóng bán dẫn) và theo dõi tín hiệu trên đường bit là chưa đủ. Điều cần thiết là tất cả các bóng bán dẫn khác đều ở trạng thái mở. Và điều này được thực hiện theo cách này: một điện áp ngưỡng được đặt vào cổng của bóng bán dẫn của chúng ta, trạng thái mà chúng ta cần đọc (như trong trường hợp bộ nhớ NOR) và một điện áp tăng lên được đặt vào các cổng của tất cả các bóng bán dẫn khác trong chuỗi này, sao cho bóng bán dẫn vẫn mở, bất kể trạng thái của cổng nổi. Và sau đó, bằng cách đọc tín hiệu từ dòng bit, chúng ta sẽ tìm ra trạng thái của bóng bán dẫn mà chúng ta quan tâm (xét cho cùng, tất cả các bóng bán dẫn khác đều hoàn toàn mở). Đó là tất cả)

Đây là kết quả của bài viết ngày hôm nay) Chúng tôi đã tìm ra nguyên lý hoạt động và các loại Flash chính, cũng như cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bộ nhớ NAND và NOR. Tôi hy vọng rằng bài viết sẽ hữu ích và dễ hiểu, hẹn gặp lại bạn sớm!

Có lẽ nhiều người khi xem đặc điểm ổ đĩa của mình nhận thấy dung lượng của nó không đạt mức quy định của nhà sản xuất. Điều này không chỉ áp dụng cho dung lượng của ổ đĩa flash mà còn áp dụng cho tất cả các phương tiện kỹ thuật số: ổ cứng và các phương tiện khác có dung lượng được đo bằng Megabyte, Gigabyte và trong các thiết bị mới nhất là Terabyte.

Vấn đề ở đây là gì và có ẩn chứa sự lừa dối trong việc này không? Điều đó đã xảy ra khi các nhà sản xuất ổ đĩa nói chung, giống như các nhà sản xuất các sản phẩm khác, muốn bán “kẹo” có dòng chữ (dung lượng) đẹp với giá ít tiền hơn. Để giành chiến thắng trong cuộc thi. Nhưng dung lượng ghi trên ổ là đúng, nhưng một mặt.

Vậy tại sao ổ flash 2 GB thực tế chỉ có 1,86 GB và ổ 4 GB chỉ có 3,72 GB.

Câu trả lời cho câu hỏi này xuất phát từ những điều cơ bản của công nghệ máy tính, cụ thể là: 1 kilobyte chứa 1024 byte, v.v. với megabyte, gigabyte...

thực lực ( http://www.ixbt.com/storage/flashdrives/svodka/size.shtml) hơi khác một chút.

Kết quả thực hiện một phép tính đơn giản: 4.000.000.0000/1024/1024/1024 = 3,72; chúng tôi nhận được con số 3,72 GB.

Đối với các ổ có dung lượng lớn hơn thì độ lệch tuyệt đối sẽ lớn hơn. Ví dụ: đối với ổ cứng 1 Terabyte thì dung lượng thực tế sẽ là 931 GB.

Ngoài ra, dung lượng sử dụng của ổ còn phụ thuộc vào hệ thống file được chọn: FAT16, FAT32, NTFS. Phương tiện được định dạng trên các hệ thống khác nhau sẽ có dung lượng sử dụng khác nhau. Điều này là do thực tế là khi một đĩa được định dạng, thông tin hệ thống về nó sẽ được ghi vào đó và nó sẽ khác nhau đối với các hệ thống tệp khác nhau.

Vâng, một điều cuối cùng. Có một hiện tượng như ổ flash Trung Quốc: đó là khi thông tin được cố tình nhập vào phần hệ thống của ổ flash dung lượng nhỏ mà dung lượng của nó lớn. Ví dụ: từ 1 GB bạn có thể tạo ra 32 GB. Trên thực tế, nếu bạn lắp ổ flash này vào máy tính, nó sẽ hiển thị dung lượng của nó là 32 GB. Khi người dùng ghi dữ liệu vào ổ đĩa lớn hơn ổ đĩa thực tế, quá trình sao chép sẽ hoàn tất mà không gặp lỗi. Nhưng sẽ có thể đọc dữ liệu từ một phương tiện như vậy với số lượng tương xứng với âm lượng thực tế, tức là. không quá 1 GB cho ví dụ của chúng tôi.

Bộ nhớ flash thuộc lớp EEPROM nhưng sử dụng công nghệ đặc biệt để xây dựng các ô lưu trữ. Việc xóa trong bộ nhớ flash được thực hiện ngay lập tức trên toàn bộ vùng ô (theo khối hoặc toàn bộ chip). Điều này giúp tăng đáng kể năng suất ở chế độ ghi (lập trình). Bộ nhớ flash có sự kết hợp của mật độ đóng gói cao (các ô của nó nhỏ hơn 30% so với các ô DRAM), khả năng lưu trữ không ổn định, xóa và ghi bằng điện, mức tiêu thụ thấp, độ tin cậy cao và chi phí thấp... Đây là những bộ nhớ có thể lập trình lại.

Giống như RAM, Bộ nhớ flash được sửa đổi bằng điện trong hệ thống, nhưng giống như ROM, flash không dễ bay hơi và lưu trữ dữ liệu ngay cả sau khi tắt nguồn. Tuy nhiên, không giống như RAM, Flash không thể được viết lại từng byte. Bộ nhớ flash được đọc và ghi theo byte và có yêu cầu mới: nó phải được xóa trước khi ghi dữ liệu mới.

Bộ nhớ flash là bộ nhớ bán dẫn và là một loại bộ nhớ đặc biệt. Cô ấy ô đơn vị, nơi lưu trữ một bit thông tin, không phải là một tụ điện, mà là bóng bán dẫn hiệu ứng trường với một vùng cách ly điện đặc biệt gọi là “cổng nổi”. Điện tích đặt ở khu vực này có thể tồn tại trong nhiều năm. Khi ghi một bit dữ liệu, ô được tích điện - điện tích được đặt trên cổng nổi, khi xóa - điện tích được lấy ra khỏi cổng nổi và ô được phóng điện.

Trong số các thiết bị như vậy, các mạch có khối chuyên dụng (cấu trúc khối bất đối xứng) được phân biệt. Theo tên của cái gọi là Khối khởi động, trong đó thông tin được bảo vệ một cách đáng tin cậy khỏi bị xóa do vô tình, ký ức được gọi là Bộ nhớ Flash khối khởi động.

Bộ nhớ flash Loại khối khởi động dùng để lưu trữ các chương trình và dữ liệu cập nhật trong nhiều hệ thống khác nhau, bao gồm điện thoại di động, modem, BIOS, hệ thống quản lý động cơ ô tô và nhiều hệ thống khác. Bằng cách sử dụng bộ nhớ flash thay vì EEPROM để lưu trữ dữ liệu tham số, các nhà thiết kế có thể giảm chi phí và cải thiện độ tin cậy của hệ thống.

Ưu điểm của bộ nhớ flash so với EEPROM:
1.

Tốc độ ghi cao hơn để truy cập tuần tự do việc xóa thông tin trong flash được thực hiện theo khối.
2. Chi phí sản xuất bộ nhớ flash thấp hơn do cách tổ chức đơn giản hơn.
Lỗ hổng: Ghi chậm vào các vị trí bộ nhớ ngẫu nhiên.

Ký ức với truy cập tuần tựĐược sử dụng ở nơi dữ liệu có thể được xếp hàng đợi.

Bộ nhớ Flash có thể định địa chỉ. Lưu trữ dữ liệu hiếm khi thay đổi. Việc ghi và xóa được thực hiện bởi bộ xử lý của thiết bị máy tính ở chế độ hoạt động bình thường. Với mục đích này, bộ nhớ Flash có thêm khả năng kiểm soát từ lệnh , được bộ xử lý ghi vào một thanh ghi đặc biệt trên chip. Khi áp dụng một điện áp lập trình đặc biệt, mạch sẽ cung cấp khả năng ghi và xóa thông tin. Trước khi lập trình, bộ xử lý đọc mã từ vi mạch - mã định danh chứa mã của nhà sản xuất và vi mạch để phối hợp xóa và ghi thuật toán tự động.

Tất cả các byte bộ nhớ hoặc khối đã chọn sẽ bị xóa, sau đó tất cả chúng sẽ được kiểm tra, xóa và kiểm tra lại.

Việc lập trình bộ nhớ được thực hiện theo từng byte, thông tin ghi được sẽ được kiểm tra. Bộ xử lý đọc byte được ghi từ bộ nhớ và so sánh nó với byte gốc.

Một trong các khối được thiết kế để lưu trữ phần mềm BIOS và được bảo vệ phần cứng khỏi bị xóa do vô tình.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế của bộ nhớ flash

Bộ nhớ cũng chứa các khối tham số và khối chính không được bảo vệ khỏi bị xóa do vô tình. Khối chính lưu trữ các chương trình điều khiển chính và khối tham số lưu trữ các tham số hệ thống được thay đổi tương đối thường xuyên.

Bộ nhớ flash tệp dùng để thay thế ổ cứng. Giảm mức tiêu thụ điện năng, tăng độ tin cậy của bộ nhớ, giảm kích thước và trọng lượng của chúng, đồng thời tăng hiệu suất khi đọc dữ liệu. Bộ xử lý có thể đọc chương trình trực tiếp từ tệp bộ nhớ Flash và kết quả cũng được ghi vào đó.

Các thiết bị lưu trữ ngoài nhỏ gọn có thể tháo rời được tạo ra dựa trên tập tin bộ nhớ Flash.

ZE – MNOP.

2 ngưỡng điện áp. Upor1 – có giá trị nhỏ, 1-2 V. Khi Upor được áp dụng, kênh m/d nguồn thoát được bắt đầu. Nếu m/d của nitrit và silicon dioxide có điện tích thì Upore đã tăng lên 7V.

Bộ nhớ flash ghi (lập trình)- quá trình thay thế 1 bằng 0. Xóa- thay 0 bằng 1

Kiến trúc 3.RS. Bộ xử lý máy tính. Cấu trúc của bộ xử lý và các đặc điểm chính của chúng. Hệ thống bus và đặc điểm của chúng Xe buýt địa phương. Chipset.
Kiến trúc là một hệ thống phân cấp đa cấp của phần cứng và phần mềm, mỗi cấp độ cho phép xây dựng và áp dụng nhiều ứng dụng.

Cấu trúc là tập hợp các phần tử và các mối liên hệ của chúng.

Máy tính là một tổ hợp phần cứng và phần mềm được thiết kế để tự động hóa việc chuẩn bị và giải quyết các nhiệm vụ của người dùng.

Kiến trúc máy tính- đây là phần mô tả chung về cấu trúc và chức năng của máy tính ở mức độ đủ để hiểu nguyên lý hoạt động và hệ thống điều khiển máy tính, không bao gồm các chi tiết về cấu trúc kỹ thuật và vật lý của máy tính.

Kiến trúc bao gồm các nguyên tắc xây dựng máy tính sau:

1. Cấu trúc bộ nhớ máy tính;
2. phương pháp truy cập bộ nhớ và các thiết bị bên ngoài;
3. khả năng thay đổi cấu hình;
4. hệ thống chỉ huy;
5. định dạng dữ liệu;
6. Tổ chức giao diện.

Kiến trúc của máy tính cá nhân hiện đại dựa trên nguyên tắc mô-đun xương sống. Việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị máy tính được thực hiện thông qua xe buýt hệ thống(tên gọi khác là hệ thống đường cao tốc).

Bus là một dây cáp bao gồm nhiều dây dẫn. Mỗi nhóm một nhóm dây dẫn - xe buýt dữ liệu mặt khác, thông tin đã được xử lý được truyền đi - xe buýt địa chỉ- địa chỉ của bộ nhớ hoặc các thiết bị bên ngoài được bộ xử lý truy cập. Phần thứ ba của đường cao tốc - xe buýt điều khiển, các tín hiệu điều khiển được truyền qua nó (ví dụ: tín hiệu cho biết thiết bị đã sẵn sàng hoạt động, tín hiệu bắt đầu vận hành thiết bị, v.v.).

Bus hệ thống được đặc trưng tần số xung nhịp và độ sâu bit. Số bit được truyền đồng thời trên bus được gọi là chiều rộng xe buýt. Tần số đồng hồđặc trưng cho số lượng hoạt động truyền dữ liệu cơ bản trong 1 giây. Độ rộng bus được đo bằng bit, tần số xung nhịp được đo bằng megahertz.
Xe buýt hệ thống

Truyền thông tin giữa MP và các phần tử khác. Các thiết bị cũng được đánh địa chỉ và các tín hiệu dịch vụ đặc biệt được trao đổi. Việc truyền thông tin qua bus được điều khiển bởi một trong các thiết bị được kết nối với nó hoặc một nút dành riêng cho mục đích này, được gọi là trọng tài bus.

xe buýt ISA(Kiến trúc tiêu chuẩn công nghiệp) có đầu nối 36 chân cho card mở rộng. Do đó, số dòng địa chỉ là 4 và số lượng dữ liệu là 8. Có thể truyền song song 16 bit dữ liệu và nhờ 24 dòng địa chỉ, truy cập trực tiếp vào 16 MB hệ thống bộ nhớ. Số dòng ngắt phần cứng - 15.

Xe buýt EISA(ISA mở rộng). cung cấp lượng bộ nhớ có thể định địa chỉ lớn nhất có thể, truyền dữ liệu 32 bit, hệ thống ngắt được cải tiến, cấu hình tự động của hệ thống và thẻ mở rộng. Đầu nối EISA trên bo mạch hệ thống của máy tính tương thích với ISA. Bus EISA cho phép bạn giải quyết 4GB không gian địa chỉ. Về mặt lý thuyết, tốc độ tối đa là 33 MB/s. Xe buýt có xung nhịp ở tần số khoảng 8-10 MHz.

Xe buýt địa phươngđược thiết kế để tăng tốc độ của máy tính, cho phép các thiết bị ngoại vi (bộ điều hợp video, bộ điều khiển lưu trữ) hoạt động ở tần số xung nhịp lên tới 33 MHz trở lên. Đầu nối là loại MCA.

Xe buýt PCI. Giữa bus bộ xử lý cục bộ và bản thân PCI có một mạch kết hợp đặc biệt

Theo thông số kỹ thuật PCI, có thể kết nối tối đa 10 thiết bị với bus. Bus PCI hoạt động ở tần số xung nhịp cố định 33 MHz và cung cấp cả điện áp nguồn 5 và 3,3 V cho bộ điều khiển, chế độ cắm và chạy.

Xe buýt PCI-X – PCI hiệu suất cao là đồng bộ, tức là tất cả dữ liệu được xử lý đồng thời khi nhận được tín hiệu điều khiển. Độ rộng xe buýt là 32-bit. Ở tốc độ 33 MHz, thông lượng lý thuyết là 132 MB/s.

Bất kỳ thông tin nào được truyền từ bộ xử lý đến các thiết bị khác thông qua bus dữ liệu đều được kèm theo Địa chỉđược truyền qua bus địa chỉ. Đây có thể là địa chỉ của ô nhớ hoặc địa chỉ của thiết bị ngoại vi. Điều cần thiết là độ rộng bus cho phép địa chỉ của ô nhớ được truyền đi. Vì vậy, nói cách khác, độ rộng bus giới hạn dung lượng RAM máy tính; nó không thể lớn hơn , trong đó n là độ rộng bus.

sơ đồ mạch của một máy tính được xây dựng trên nguyên lý xương sống

Chipset- từ tiếng Anh "bộ chip" là tập hợp các chip được thiết kế để phối hợp với nhau nhằm thực hiện một tập hợp chức năng. Do đó, trong máy tính, chipset hoạt động như một thành phần kết nối đảm bảo hoạt động chung của bộ nhớ, CPU, đầu vào-đầu ra và các hệ thống con khác. Chipset cũng được tìm thấy trong các thiết bị khác, chẳng hạn như bộ phận vô tuyến của điện thoại di động.

Chipset của bo mạch chủ máy tính bao gồm hai chip chính (đôi khi chúng được kết hợp thành một chip):

  1. MCH - Memory Controller Hub - chip cầu bắc - đảm bảo sự tương tác giữa bộ xử lý trung tâm (CPU) với bộ nhớ và bộ điều hợp video. Các chipset mới thường có một hệ thống con video tích hợp.

    Bộ điều khiển bộ nhớ có thể được tích hợp vào bộ xử lý (ví dụ Opteron, Nehalem, UltraSPARC T1).

  2. ICH - I/O Controller Hub - Southbridge - cung cấp khả năng tương tác giữa CPU và ổ cứng, card PCI, giao diện IDE, SATA, USB, v.v.

Ngoài ra, đôi khi các chipset bao gồm một chip Super I/O, kết nối với cầu Nam và chịu trách nhiệm về các cổng RS232, LPT, PS/2 tốc độ thấp.

Hiện nay, các nhà sản xuất chipset cho máy tính để bàn chính là các công ty Intel, nVidia, AMD(đã mua lại ATI và hiện đang sản xuất chipset dưới tên riêng của mình), THÔNG QUA Và SIS.

Vững chãi Intel chỉ sản xuất chipset cho bộ xử lý của riêng mình. Đối với bộ vi xử lý của công ty AMD phổ biến nhất là chipset nVidia(thường được sản xuất dưới thương hiệu nBắt buộc) và AMD.

Chipset của các công ty THÔNG QUA Và SIS Chúng phổ biến chủ yếu ở phân khúc cấp thấp, cũng như trong các hệ thống văn phòng, mặc dù đồ họa tích hợp của chúng kém hơn đáng kể so với nVidia và AMD về khả năng 3D.

⇐ Trước12345678910Tiếp theo ⇒

Ngày xuất bản: 2015-10-09; Đọc: 262 | Trang vi phạm bản quyền

Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,004 giây)…

So sánh hiệu suất của các loại ổ đĩa máy chủ khác nhau (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các mô hình ổ đĩa máy chủ hiện đại từ quan điểm về hiệu suất và các lĩnh vực ứng dụng tối ưu.

Hiện tại, máy chủ chủ yếu sử dụng hai loại thiết bị lưu trữ dữ liệu - đĩa từ cứng (HDD, ổ đĩa cứng) và ổ cứng thể rắn (SSD, ổ cứng thể rắn). Ngoài ra, các thiết bị như eUSB Flash Module và SATA DOM cũng được sử dụng. Chúng ta hãy xem xét tất cả các loại này chi tiết hơn.

Ổ cứng từ tính hiện đại có thể sử dụng một trong hai giao diện - SATA (Đính kèm công nghệ nâng cao nối tiếp) và SAS (SCSI đính kèm nối tiếp). Phiên bản hiện tại của giao diện SATA cung cấp thông lượng 6 Gbps. Đĩa có giao diện này chủ yếu được sử dụng trong phân khúc máy tính cá nhân để bàn nhưng cũng có thể được sử dụng trong máy chủ. Ở phân khúc máy chủ, những ổ đĩa như vậy có tốc độ trục chính là 7.200 vòng/phút. Các mẫu ổ đĩa sẽ tham gia thử nghiệm loại ổ đĩa này của chúng tôi là Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SATA 7'200, 2.5") và Seagate Constellation ES ST1000NM0011 (SATA 7'200, 3.5").

Giao diện đĩa SAS đáng tin cậy và hiệu quả hơn được thiết kế cho các giải pháp máy chủ và máy trạm. Nó cũng có thông lượng lên tới 6 Gbps, nhưng ở chế độ Full Duplex, có nghĩa là nó có thể truyền dữ liệu đồng thời theo cả hai hướng với tốc độ 6 Gbps. Các đĩa có giao diện này có MTBF (Thời gian trung bình giữa các lần thất bại) cao hơn. Hơn nữa, giao diện SAS, không giống như SATA, sử dụng một bộ lệnh khác có hỗ trợ độ sâu hàng đợi yêu cầu lớn hơn (64 so với 32, độ sâu hàng đợi càng lớn thì việc tối ưu hóa hàng đợi thực hiện yêu cầu càng tốt) và kết nối cổng kép cho khả năng chịu lỗi có thể xảy ra. Một tính năng quan trọng của SAS là kết nối các ổ đĩa phù hợp hơn với giao diện SAS với nhiều bảng nối đa năng, giỏ, bộ mở rộng, bộ điều khiển RAID và HBA, hệ thống lưu trữ và các thiết bị khác, cả thông qua cổng bên trong và bên ngoài. Hiện nay, các máy chủ sử dụng đĩa SAS với tốc độ trục chính là 7’200, 10’000 và 15’000 vòng/phút.

Tốc độ 7'200 vòng/phút. Lúc đầu, nó không điển hình cho phân khúc máy chủ, nhưng các nhà sản xuất ổ cứng đã có lúc quyết định sản xuất ổ đĩa có tốc độ quay 7.200 vòng/phút không chỉ với giao diện SATA mà còn với giao diện SAS. Về phần “cơ khí”, các ổ đĩa này hoàn toàn giống nhau, chỉ khác nhau ở phương thức kết nối. Động thái này đã làm tăng khả năng chi trả của các ổ SAS và cung cấp cho phân khúc máy chủ các ổ SAS dung lượng lớn hơn. Lĩnh vực ứng dụng chính của các ổ đĩa như vậy là các máy trạm và máy chủ cấp thấp có ngân sách thấp. Các ổ đĩa được thử nghiệm thuộc loại này là Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SAS 7'200, 2.5") và Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0023 (SAS 7'200, 3.5").

Đĩa SAS có tốc độ trục chính 10.000 vòng/phút là giải pháp tốt cho các máy trạm mạnh mẽ và giải pháp máy chủ cấp doanh nghiệp chi phí thấp. Ổ đĩa được thử nghiệm là Seagate Savvio 10K5 ST9900805SS (SAS 10000 2.5”).

Ổ đĩa SAS có tốc độ trục chính 15.000 vòng/phút là lựa chọn tốt nhất cho máy chủ, trung tâm dữ liệu (DPC) và hệ thống lưu trữ dữ liệu (SDS) của công ty. Ổ đĩa được thử nghiệm là Seagate Cheetah 15K7 ST3300657SS (SAS 15000 3.5”).

Hiệu suất của các ổ đĩa trên trong các hoạt động đọc/ghi tuần tự và ngẫu nhiên được thể hiện trong sơ đồ sau.

Ở cùng tốc độ trục chính và kích thước đĩa vật lý, ổ SAS nhanh hơn ổ SATA, điều này được giải thích là do mật độ dữ liệu tuyến tính của ổ SAS cao hơn so với ổ SATA.

Mặt khác, ổ đĩa SAS 7’200, 3.5” và SAS 10’000, 2.5” cho kết quả gần như giống hệt nhau. Điều này được giải thích bởi thực tế là lợi thế về tốc độ quay được bù đắp bằng kích thước vật lý nhỏ hơn của các đĩa cứng 2,5”, do đó, với cùng mật độ dữ liệu tuyến tính, tốc độ tuyến tính của các đầu so với các đĩa là xấp xỉ như nhau.

Trong thử nghiệm đọc ngẫu nhiên, đo lường các hoạt động đầu vào/đầu ra mỗi giây (IOPS), các ổ đĩa 2,5" 7'200 RPM hoạt động tốt hơn các ổ đĩa 3,5" có cùng tốc độ vì các ổ đĩa "nhỏ" có ít chuyển động của đầu hơn lĩnh vực mong muốn. Ở đây, ổ đĩa SAS một lần nữa cho kết quả tốt hơn so với ổ đĩa SATA, nhờ tối ưu hóa tốt hơn thứ tự thực hiện các yêu cầu ngẫu nhiên nhờ hỗ trợ độ sâu hàng đợi lớn hơn (64 cho SAS so với 32 cho SATA). Ưu điểm của bộ truyền động SAS 10.000 và 15.000 vòng/phút không chỉ nhờ tốc độ trục chính cao mà còn do chúng có cơ chế định vị đầu tiên tiến hơn với thời gian truy cập ngắn hơn.

Ổ đĩa SAS có cùng lợi thế so với ổ đĩa SATA trong các thao tác ghi ngẫu nhiên cũng như trong các thao tác đọc.

SSD sử dụng bộ nhớ NAND-Flash cố định có tốc độ đọc và ghi ngẫu nhiên nhanh hơn hàng trăm lần so với HDD vì SSD không cần di chuyển đầu từ. Ngoài ra, SSD có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn và không có tiếng ồn khi hoạt động. Nhưng chúng cũng có những nhược điểm, đó là: giá thành cao và dung lượng tương đối nhỏ so với ổ cứng HDD. Trong phân khúc máy tính để bàn, các ổ đĩa như vậy được sử dụng cùng với ổ cứng HDD trong sơ đồ cài đặt hệ điều hành và các chương trình cần thiết nhất trên SSD và tất cả dữ liệu khác được lưu trữ trên ổ cứng HDD. Cách tiếp cận này làm tăng đáng kể tốc độ của máy tính mà không làm tăng đáng kể giá thành của nó. Để thử nghiệm, chúng tôi đã chọn ổ đĩa Intel 520 Series 240GB. Ổ đĩa này được khuyến khích sử dụng trong máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy trạm.

Ở phân khúc máy chủ, tình hình với SSD có sự khác biệt đáng kể. Việc đặt một lượng lớn dữ liệu trên ổ SSD khá tốn kém. Nhưng chúng có thể được sử dụng thành công để lưu vào bộ đệm khi bộ đệm SSD được sử dụng để lưu trữ dữ liệu “nóng”, tức là dữ liệu được truy cập thường xuyên nhất. Điều này mang lại sự gia tăng đáng kể về hiệu suất của hệ thống con đĩa của máy chủ, đặc biệt đối với các hoạt động truy cập ngẫu nhiên. Ổ SSD máy chủ được thử nghiệm là Intel DC S3700 100GB.

Khi đọc tuần tự, ổ đĩa máy tính để bàn và máy chủ hiển thị kết quả gần như giống hệt nhau, nhưng khi ghi tuần tự, ổ SSD loại máy chủ thua cuộc rõ rệt. Điều này là do thực tế là ổ đĩa máy chủ sử dụng bộ nhớ cho phép số chu kỳ ghi lại lớn hơn nhiều, nhưng bản thân các thao tác ghi được thực hiện chậm hơn.

Đối với các thao tác ghi ngẫu nhiên, độ trễ cũng đáng kể, nhưng điều này là do nhu cầu cung cấp tài nguyên ghi lớn hơn nhiều cho ổ đĩa máy chủ.

Ổ eUSB, giống như ổ SSD, cũng sử dụng mô-đun Flash để lưu trữ dữ liệu nhưng chúng được cài đặt trực tiếp vào đầu nối USB trên bo mạch chủ máy chủ. Các ổ đĩa như vậy có một số hạn chế về chức năng và các hạn chế khác do sử dụng cổng USB làm giao diện. Không thể tải phiên bản đầy đủ của hệ điều hành Windows từ ổ đĩa như vậy và tốc độ giao diện (480 Mbit/s) thấp hơn đáng kể so với tốc độ của SATA (6 Gbit/s). Khu vực tối ưu nhất để sử dụng chúng trong máy chủ là sử dụng một hệ điều hành nhỏ làm bộ tải khởi động, chẳng hạn như bộ ảo hóa VMware ESXi.

Trong các máy khách mỏng, các ổ đĩa như vậy được sử dụng để lưu trữ hình ảnh của hệ điều hành Windows Embedded. Ổ đĩa được thử nghiệm là eUSB Transcend 4GB.

Ổ đĩa SATA DOM có nhiều chức năng hơn ổ eUSB. Chúng được kết nối giống như ổ SSD, với đầu nối SATA, nhưng đồng thời chúng “trông” giống ổ USB hơn là ổ cứng.

Thiết kế và nguyên lý hoạt động của ổ đĩa flash

Chúng được cài đặt trực tiếp vào đầu nối SATA trên bo mạch chủ của máy tính hoặc máy chủ. Thật thuận tiện khi đầu nối như vậy có nguồn điện tích hợp, nếu không nó phải được cung cấp thông qua cáp bổ sung. Xem xét rằng các ổ đĩa này được kết nối với các đầu nối SATA tiêu chuẩn, BIOS bo mạch chủ hoạt động với chúng giống như với các ổ đĩa HDD hoặc SSD thông thường, điều này giúp cài đặt phiên bản khởi động đầy đủ của hệ điều hành Windows trên SATA DOM. Trong máy chủ, điều này giải phóng không gian trong giỏ hệ thống con đĩa, cho phép nó được sử dụng cho đĩa mảng RAID. Ngoài ra, ổ đĩa SATA DOM được đặt bên trong nền tảng máy chủ, giúp ngăn chặn việc vô tình tháo đĩa có hệ điều hành đã cài đặt. Các ổ đĩa như vậy có thể được sử dụng trong các phân khúc máy tính để bàn và máy chủ, cũng như trong các máy khách mỏng, cài đặt bất kỳ hệ điều hành hoặc bộ ảo hóa nào để ảo hóa. Ổ đĩa được thử nghiệm là SATA DOM Innodisk 8 GB.

Kết quả thử nghiệm đối với ổ eUSB-Flash và SATA DOM tương ứng với hiệu suất giao diện của chúng. Theo thông số kỹ thuật của USB 2.0, tốc độ được quy định ở mức 25 - 480 Mbit/s và đối với SATA 3.0 - 6’000 Mbit/s, điều này đã nghiêng về sự lựa chọn có lợi cho các thiết bị có giao diện SATA. Trong biểu đồ, chúng ta thấy hoạt động đọc và ghi tuần tự của SATA DOM Innodisk vượt trội hơn 2,5 lần so với eUSB-Flash.

Trong thử nghiệm hoạt động đọc ngẫu nhiên, tình hình không thay đổi; SATA DOM cũng dẫn đầu. Việc ghi ngẫu nhiên trên cả hai ổ đĩa đều ở mức rất thấp như nhau, nhưng chúng không dành cho những hoạt động này.

Dữ liệu hiệu suất của các đại diện tốt nhất cho từng loại ổ đĩa từ thử nghiệm của chúng tôi được hiển thị trong sơ đồ sau. Người dẫn đầu rõ ràng là SSD của Intel.

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết của chúng tôi sẽ giúp bạn quyết định lựa chọn một ổ đĩa cụ thể. Và thực sự có rất nhiều để lựa chọn. Các nhà sản xuất cung cấp rất nhiều loại ổ đĩa, nhưng để đạt được kết quả tốt nhất, bạn cần lập kế hoạch hợp lý cho nhu cầu và mong đợi của mình từ các hệ thống con lưu trữ.

Các phép đo cho ổ cứng HDD và SSD được thực hiện trên cùng một bộ điều khiển Intel RS25DB080. Thử nghiệm được thực hiện bằng chương trình IOmeter với các tham số sau: bộ điều khiển và bộ đệm đĩa bị vô hiệu hóa, độ sâu hàng đợi lệnh - 256, tham số Kích thước dải - 256KB, kích thước khối dữ liệu - 256KB cho các hoạt động tuần tự và 4KB cho các hoạt động ngẫu nhiên. Tốc độ của các hoạt động tuần tự được đo bằng MB/s, ngẫu nhiên - tính bằng IOPS (hoạt động đầu vào/đầu ra mỗi giây).

Kỹ sư bộ phận phần cứng máy chủ Andrey Leontyev
03.06.13

Công ty Mach Xtreme Technology của Đài Loan, chuyên sản xuất linh kiện hiệu năng cao cho máy tính và liên quan chặt chẽ đến việc sản xuất ổ cứng thể rắn, đã bắt đầu bán lẻ giải pháp lưu trữ dữ liệu đầy hứa hẹn mang tên PCIe SSD MX-EXPRESS.

Bộ nhớ flash. Quá khứ, hiện tại và tương lai

Sản phẩm mới có thiết kế cấu hình thấp, nổi bật với kích thước tổng thể như sau: 152,5 x 19 x 69 mm, nặng 125 gram, kết nối với máy tính qua khe cắm PCI-Express 2.0 x2, sử dụng bộ điều khiển kép chưa được đặt tên và có bốn phiên bản về dung lượng: 128 GB, 256 GB, 512 GB và 1 TB.

Ổ đĩa hỗ trợ các chứng chỉ ROHS, CE và FCC và không yêu cầu bất kỳ trình điều khiển nào để cài đặt vào hệ thống. Tốc độ truyền dữ liệu khác nhau tùy thuộc vào dung lượng của ổ đĩa. Do đó, đối với các giải pháp 512 GB và 1 TB, tốc độ đọc tuần tự là 850 MB/s và tốc độ ghi là 800 MB/s, mức hiệu suất nằm trong vùng 100.000 IOPS và thời gian truy cập là 0,1 ms.

Ổ đĩa dòng MX-Express có tuổi thọ sử dụng rất lớn là 2,5 triệu giờ, có thể hoạt động ở nhiệt độ môi trường xung quanh từ 0 đến 70 độ C và hỗ trợ TRIM, DuraClass, DuraWrite, RAISE và Garbage Collector. Ngoài ra, sản phẩm mới còn đi kèm một phôi PCI cấu hình thấp.

Model 128 GB sẽ có giá 309,90 euro, 256 GB - 379,90 euro, 512 GB - 669,90 euro và 1 TB - 1449,90 euro. Đảm bảo chất lượng của nhà sản xuất cho các thiết bị là 2 năm.