Flash памет. SSD. Видовете флаш памет. карта с памет

Флаш паметта е вид дълготрайна памет за компютри, в които съдържанието може да бъде препрограмирана или премахване на електрически метод. В сравнение с Електрическа изтриваща програмируема памет само за действия над нея може да се извърши в блоковете, които са на различни места. Флаш памет струва много по-малко, отколкото EEPROM, така че той се превърна в доминираща технология. Особено в случаите, когато имате нужда стабилно и дълготрайно съхранение на данни. Използването му е позволено в най-различни обстоятелства: в цифрови аудио плейъри, фотоапарати, мобилни телефони и смартфони, където има специални Android приложения на картата с памет. В допълнение, той се използва в USB-стик, който традиционно се използва за съхраняване на информация и трансфер между компютрите. Тя получи известна слава в света на игрите, където често се включва в един фиш за съхраняване на данни за хода на играта.

общо описание

Флаш паметта е вид, който е в състояние да съхранява информация за вашата карта за дълго време, без да се използва сила. В допълнение може да се отбележи най-голям достъп до данни скорост и по-добре кинетичната удароустойчивост в сравнение с твърдите дискове. Благодарение на тези характеристики, той се превърна в отправна точка за популярни устройства, задвижвани от батерии и акумулатори. Друг безспорно предимство е, че когато карта с флаш памет се пресова на твърдо вещество, практически невъзможно да унищожи някои стандартни физични методи, така че да могат да издържат на вряща вода и високо налягане.

достъп до данни с ниско ниво

метод за достъп до данните, намиращи се в паметта на флаш е много различна от тази, прилагана с конвенционалните видове. достъп ниско ниво се извършва от водача. Нормално RAM веднага отговори на призивите да четат информация и записване, връщайки се на резултатите от тези операции, както и устройство за флаш памет е такава, че това ще отнеме време за размисъл.

Устройството и принципа на действие

В момента общата флаш памет, която има за цел да odnotranzistornyh елементи с "плаващ" порта. Чрез това е възможно да се осигури високо съхранение на данни плътност в сравнение с динамична RAM, което изисква чифт транзистори и кондензатор елемент. В момента на пазара е пълна с най-различни технологии за изграждане на основните елементи на този тип медии, които са разработени от водещи производители. Разликата е броят на слоевете, методи за писане и изтриване на информация и организационна структура, която обикновено се отбелязва в заглавието.

В момента има няколко вида чипове, които са най-често срещаните: NOR и NAND. И в двата паметта транзисторите се прави свързване на битови линии - паралелно и последователно, съответно. Първият тип размери на клетките са доста големи, и има възможност за бързо случаен достъп, което ви позволява да изпълнява програми директно от паметта. Вторият се характеризира с по-малки размери на отворите, както и бърз достъп последователно, че е много по-удобно, когато трябва да се изгради блок тип устройства, които ще се съхраняват големи количества информация.

Повечето преносими устройства SSD използва тип памет NOR. Сега, обаче, тя става все по-популярни устройства с USB интерфейс. Те използват NAND тип памет. Постепенно той замества първия.

Основният проблем - чупливост

Първите образци на флаш памети серийно производство не е угодно на потребителите по-високи скорости. Сега, обаче, скоростта на запис и четене е на ниво, което може да се гледа пълнометражен филм или работи на операционната система на компютъра. Редица производители вече демонстрира машината, където твърдия диск се заменя с флаш памет. Но тази технология е много значителен недостатък, който се превръща в пречка за смяната на носителя на данни от съществуващите магнитни дискове. Поради естеството на флашпамети позволява изтриване и запис на информация с ограничен брой цикли, което е постижимо, дори и за малките и преносими устройства, да не говорим колко често се прави на компютри. Ако използвате този тип медии като твърдотелен диск на компютър, а след това бързо да идва критична ситуация.

Това се дължи на факта, че такава кола е изграден върху имуществото на полеви транзистори да се съхранява в "плаващ" порта електрическия заряд, липса или при наличието на които в транзистора се разглежда като логическа единица или нула в двоичен номер система. Записване и изтриване на данни в електрони NAND-памет тунел, произведени по метода на Фаулър-Нордхайм включваща диелектрик. То не изисква високо напрежение, което ви позволява да направите минимален размер на клетка. Но точно този процес води до физическо увреждане на клетките, тъй като на електрическия ток в този случай води до електроните проникват портата, чупене на бариера диелектрик. Въпреки това, гарантиран срок на годност на такава памет е десет години. Амортизацията чип не е така, защото на четене на информацията, но поради дейността на своята изтриване и пишат, защото четенето не изисква промени в структурата на клетките, а само преминава електрически ток.

Естествено, производителите на памет активно се работи в посока на увеличаване на срока на експлоатация на твърди дискове от този тип: те са фиксирани за да се осигури еднаквост на записа / изтриване процеси в клетките на масива до една не носят повече от другите. За програма път балансиране на натоварването за предпочитане се използват. Например, за да се премахне това явление се отнася и за "износване изравняване" технология. Данните често са обект на промяна, преместване на адресното пространство на флаш паметта, тъй като записът се извършва в съответствие с различни физически адреси. Всеки контролер е оборудван със собствен алгоритъм изравняване, така че е много трудно да се сравни ефективността на различните модели като подробностите по изпълнението не бяха оповестени. Както всяка година стават все по-необходимо да се използва по-ефективни алгоритми, които помагат да се гарантира стабилността на устройство ефективност на обема на флаш памети.

отстраняване на неизправности

Един много ефективен начин за борба с това явление е дадено определено количество памет съкращение, с които се гарантира единството на товара и корекция на грешки с помощта на специални алгоритми за логично спедиция смяна физически блокове, настъпили с интензивно използване на флаш памет. И за да се предотврати загубата на клетъчната информация, дефектен, блокирани или заменени от архива. Такъв софтуер позволява да се блокира разпределение да се осигури еднаквост на натоварването чрез увеличаване на броя на циклите от 3-5 пъти, но това не е достатъчно.

Карта с памет и други подобни устройства за съхранение, се характеризират с факта, че в техния район услуга се съхранява с таблицата на файловата система. Предотвратява информация прочетете неуспехи в логическото ниво, например, грешни или изключвате внезапното прекратяване на доставките на електрическа енергия. И тъй като при използване на сменяеми устройства, предоставени от системата за кеширане, честото записване върху има най-разрушителен ефект върху маса и директория съдържанието на разпределение файл. И дори специални програми за карти с памет не са в състояние да ви помогне в тази ситуация. Така например, за един ползвател копирани хиляди файлове. И, както изглежда, само веднъж приложен към блоковете за запис, в която са поставени. Но сервизната зона отговаряше с всяка актуализация на всеки файл, който е, маса за разпределяне са преминали през тази процедура хиляди пъти. Поради тази причина, на първо място ще се провалят блокове, заети от тези данни. Технологии "износване изравняване" работи с такива единици, но ефективността му е ограничен. И тогава няма значение какво използвате компютъра си, флаш устройството ще се повреди, дори когато това е предвидено от създателя.

Заслужава да се отбележи, че увеличаването на капацитета на такива устройства е довело чипове само на факта, че общият брой на запис цикли са намалели, тъй като клетката стават по-малки, изисква по-малко напрежение и да се разсее оксид прегради, които изолират "плаващ порта." И тук ситуацията е такава, че увеличаването на капацитета на устройствата, използвани на проблема с тяхната надеждност става все по-утежнени и клас карта сега зависи от много фактори. Надеждна работа на такова решение се определя от неговите технически характеристики, както и цялостната пазарна ситуация в момента. Благодарение на силната конкуренция принуди производителите да намалят производствените разходи в никакъв начин. Включително чрез опростяване на проектирането, използването на компоненти на по-евтин комплект, че за контрола на производство и отслабване и по други начини. Например, картата с памет "Samsung" ще струва повече, отколкото по-малко известни колеги, но надеждността му е много по-малко проблеми. Но тук, е твърде трудно да се говори за пълната липса на проблеми, и то само в устройствата изцяло непознати производители е трудно да се очаква нещо повече.

перспективи за развитие

Макар че има очевидни предимства, има редица недостатъци, които характеризират SD карта-памет, предотвратяване на по-нататъшно разширяване на неговото прилагане. Поради това се поддържа постоянно търсене на алтернативни решения в тази област. Разбира се, на първо място се опита да подобри съществуващите видове флаш памет, която не води до някои фундаментални промени в съществуващия производствен процес. Така че няма съмнение, само едно: компании, занимаващи се производство на тези видове дискове, ще се опитат да използват пълния си потенциал, преди да преминат към друг тип продължаващото подобряване на традиционната технология. Например, Sony Memory Card понастоящем се произвежда в широка гама от обеми, затова се предполага, че това е и ще продължи да се продава активно.

Въпреки това, към днешна дата, на промишлената прилагането на прага е цяла гама от алтернативни технологии за съхранение, някои от които могат да бъдат изпълнени веднага след настъпването на благоприятни пазарни условия.

Фероелектричен RAM (FRAM)

принцип технологии фероелектричен съхранение (фероелектричен RAM, FRAM) се предлага да се изгради енергонезависима памет. Смята се, че механизмът на наличната технология, която се състои в презаписване на данните в процеса на четене за всички модификации на основните компоненти, води до известно ограничаване на потенциала високоскоростни устройства. А FRAM - памет, характеризиращ се с простота, висока надеждност и скорост на работа. Тези свойства са сега характерни DRAM - летливи RAM, която съществува в момента. Но тогава още ще бъде добавена и възможност за дългосрочно съхранение на данни, което се характеризира с карта SD памет. Сред предимствата на тази технология могат да се разграничат устойчивост на различни видове проникваща радиация, които могат да бъдат заявени в специални устройства, които се използват, за да работят в условия на повишена радиоактивност или в космическите изследвания. механизъм за съхранение на информация се осъществява чрез прилагане на фероелектричният ефект. Това означава, че материалът е в състояние да поддържа поляризация в отсъствие на външно електрическо поле. Всяка клетка памет FRAM се формира чрез поставяне на ултратънък филм фероелектричен материал под формата на кристали между двойка плоски метални електроди, които кондензатор. Данните в този случай се съхраняват в рамките на кристалната структура. Това не позволява изтичане на ефекта на зареждане, което води до загуба на информация. Данните в FRAM-памет се запазват, ако захранващото напрежение.

Магнитно RAM (MRAM)

Друг тип памет, която днес се счита, че е много обещаващо, е MRAM. Тя се характеризира с относително висока производителност скорост и без колебания. Единична клетка в този случай е тънък магнитен филм поставя върху силициева подложка. MRAM е статична памет. Тя не се нуждае от периодична пренаписване, и информацията, няма да бъдат загубени, когато властта е изключен. В момента повечето експерти са съгласни, че този тип памет може да се нарече следващото поколение технологии, тъй като действащото прототип показва сравнително висока производителност скорост. Друго предимство на това решение е ниската цена на чипове. Флаш паметта е направена в съответствие с процеса на специализиран CMOS. А MRAM чипове могат да бъдат произведени чрез стандартен производствен процес. Освен това, материалите, могат да служат като тези, използвани в конвенционалните магнитен носител. Изработване на големи партиди на тези чипове е много по-евтино, отколкото всички останали. Важна особеност MRAM-памет е способността да се даде възможност за миг. Това е особено важно за мобилни устройства. Наистина, в този тип клетки се определя от стойността на магнитен заряд, а не електрически, като по конвенционален флаш памет.

Ovonic Unified Memory (Ум)

Друг вид на памет, на която много компании работят активно - това е твърдотелен диск-базирани аморфни полупроводници. В основата му лежи технология фазов преход, който е подобен на принципа на запис на конвенционалните дискове. Тук държавата фаза на веществото в електрическо поле се променя от кристална до аморфна. И тази промяна се съхранява при липса на напрежение. От конвенционални оптични дискове , такива устройства се характеризират с това, че нагряване се извършва чрез действието на електрически ток, не лазер. Четене се извършва в този случай поради разликата в отразяващи способност вещества в различни състояния, което се възприема от сензора за задвижване. Теоретично, това решение има за съхранение на данни с висока плътност и максимална надеждност, както и повишена скорост. Висока цифра е максималният брой на запис цикли, който използва компютър, флаш памет, в този случай изостава от няколко порядъка.

Халкогенидни RAM (CRAM) и с промяна на фазата на паметта (PRAM)

Тази технология се основава също на базата на фазови преходи, когато една фаза вещество, използвано в носителят служи като непроводим аморфен материал, и втори проводник е кристален. Преходът на клетката памет от едно състояние в друго се извършва от електрическото поле и отопление. Тези чипове се характеризират с устойчивост на йонизиращо лъчение.

Информационно-многослойна отпечатано карта (Info-MICA)

Работни устройства, изградени на базата на тази технология, въз основа на принципа на тънкослойни холографията. Информацията се записва по следния начин: първо формира двуизмерен образ предава на холограмата на ТЕЦ технология. Четене на данни се дължи на фиксиране на лазерния лъч на ръба на един от слоевете на запис, служителите на оптични вълноводи. Светлината се разпространява по протежение на ос, която е разположена успоредно на равнината на слоя, образувайки изображението изход, съответстваща на информацията, записана предварително. Първоначалните данни могат да се получат по всяко време чрез обратна алгоритъм за кодиране.

Този тип памет благоприятно с полупроводника се дължи на факта, че осигурява висока плътност данни, ниска консумация на енергия и ниска цена на носителя, безопасността на околната среда и защита срещу непозволено използване. Но пренаписване информация за картата като памет, не позволява, следователно, може да служи само като по-продължително съхранение, сменете носителя на хартия или друг алтернативен оптични дискове за разпространение на мултимедийно съдържание.