ذاكرة فلاش. SSD. أنواع الذاكرة فلاش. بطاقة الذاكرة

ذاكرة فلاش هو نوع من الذاكرة طويلة الأمد لأجهزة الكمبيوتر، والتي محتويات يمكن برمجتها أو إزالة طريقة الكهربائي. وبالمقارنة مع كهربائيا للمسح برمجة مقروءة الإجراءات فقط الذاكرة فوقه لا يمكن أن يؤديها في الكتل التي هي في أماكن مختلفة. ذاكرة فلاش تكلف أقل بكثير من EEPROM، لذلك فقد أصبح التكنولوجيا المهيمنة. وخاصة في الحالات التي تحتاج إلى المحافظة على البيانات ثابت وطويل الأمد. يسمح استخدامها في مجموعة متنوعة من الظروف: في اللاعبين الصوت الرقمي، والكاميرات والهواتف المحمولة والهواتف الذكية، حيث هناك تطبيقات الروبوت الخاصة على بطاقة الذاكرة. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في USB العصا، وتستخدم عادة لتخزين المعلومات ونقلها بين أجهزة الكمبيوتر. حصلت على سمعة سيئة معينة في عالم الألعاب، حيث كثيرا ما يتم تضمينه في زلة لتخزين البيانات على تقدم اللعبة.

وصف عام

ذاكرة فلاش هو نوع قادر على تخزين المعلومات على البطاقة لفترة طويلة دون استخدام القوة. وبالإضافة إلى ذلك تجدر الإشارة إلى أعلى الوصول إلى البيانات بسرعة، وأفضل الحركية مقاومة الصدمات مقارنة مع الأقراص الصلبة. وبفضل هذه الخصائص، فقد أصبح مرجعا لأجهزة شعبية، التي تعمل بالبطاريات وبطاريات. ميزة لا يمكن إنكارها أخرى هي أنه عندما يتم ضغط بطاقة ذاكرة فلاش إلى مادة صلبة، من المستحيل عمليا تدمير بعض الطرق الفيزيائية القياسية، لذلك يمكن أن تصمد أمام المياه وارتفاع ضغط الغليان.

الوصول إلى البيانات على مستوى منخفض

طريقة الوصول إلى البيانات، وتقع في ذاكرة فلاش مختلفة جدا عن تلك المطبقة على الأنواع التقليدية. يتم تنفيذ الوصول على مستوى منخفض من قبل السائق. RAM العادي يستجيب فورا لدعوات قراءة المعلومات والسجلات، والعودة في نتائج تلك العمليات، وجهاز ذاكرة فلاش هو من النوع الذي سوف يستغرق وقتا طويلا للتفكير.

الجهاز ومبدأ العملية

في هذه اللحظة، ذاكرة فلاش المشترك، الذي يهدف إلى odnotranzistornyh العناصر مع بوابة "عائم". من خلال هذا فمن الممكن لتوفير تخزين البيانات كثافة عالية مقارنة مع RAM الحيوية، الأمر الذي يتطلب زوج من الترانزستورات وعنصر مكثف. في لحظة السوق مليء مجموعة متنوعة من التقنيات لبناء العناصر الأساسية لهذا النوع من وسائل الإعلام، والتي صممت من قبل الشركات المصنعة. الفرق هو عدد الطبقات، وطرق الكتابة ومحو المعلومات وتنظيم هيكل، الذي يشار عادة في العنوان.

في هذه اللحظة، هناك بضعة أنواع من الرقائق التي هي الأكثر شيوعا: NOR و NAND. في كل من الترانزستورات في الذاكرة إجراء اتصال إلى خطوط قليلا - بالتوازي وفي السلسلة، على التوالي. النوع الأول من أحجام الخلية هي كبيرة جدا، وهناك إمكانية للوصول عشوائي سريع، مما يسمح لك لتنفيذ البرامج مباشرة من الذاكرة. يتميز الثانية من الأحجام شبكة أصغر، وكذلك وصول متسلسل سريع وهذا هو أكثر ملاءمة عند الحاجة إلى بناء كتلة من نوع الأجهزة التي سيتم تخزين كميات كبيرة من المعلومات.

معظم SSD الأجهزة المحمولة يستخدم نوع ذاكرة NOR. الآن، ومع ذلك، أصبح من الأجهزة شعبية متزايدة مع واجهة USB. التي يستخدمونها NAND من نوع ذاكرة. تدريجيا فإنه يستبدل الأولى.

المشكلة الرئيسية - هشاشة

لم العينات الأولى من إنتاج محركات أقراص فلاش سلسلة لا يرجى المستخدمين السرعات العالية. الآن، ومع ذلك، وسرعة التسجيل والقراءة على مستوى التي يمكن عرضها فيلم كامل طول أو تعمل على نظام تشغيل الكمبيوتر. وقد أظهر عدد من الشركات المصنعة بالفعل الجهاز، حيث يتم استبدال القرص الصلب من خلال ذاكرة فلاش. ولكن هذه التكنولوجيا لديها عيب كبير جدا، والتي تصبح عقبة في طريق استبدال الناقل البيانات من الأقراص الممغنطة المستخدمة حاليا. نظرا لطبيعة أجهزة ذاكرة فلاش لأنها تتيح محو وكتابة المعلومات على عدد محدود من الدورات، والتي هي قابلة للتحقيق، حتى بالنسبة للأجهزة الصغيرة والمحمولة، ناهيك عن عدد المرات التي يتم القيام به على أجهزة الكمبيوتر. إذا كنت تستخدم هذا النوع من وسائل الإعلام كمحرك أقراص الحالة الصلبة على جهاز الكمبيوتر، ثم سرعان ما يأتي حالة حرجة.

ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مثل هذا القرص هو مبني على الممتلكات من الترانزستورات مجال التأثير لتخزين في "عائم" بوابة الشحنة الكهربائية، وغياب أو وجود والتي ينظر إليها في الترانزستور كما منطقي واحد أو صفر في ثنائي نظام الأرقام. تسجيل ومحو البيانات في الإلكترونات NAND الذاكرة نفق تنتجها طريقة فاولر-نوردهايم تنطوي عازل. أنها لا تتطلب الجهد العالي، و الذي يسمح لك لجعل الحد الأدنى من حجم الخلية. ولكن هذا بالضبط عملية تؤدي إلى التدهور المادي للخلايا، لأن التيار الكهربائي في هذه الحالة يسبب الإلكترونات اختراق البوابة، وكسر حاجز عازل. ومع ذلك، فإن العمر الافتراضي مضمونة مثل هذه الذاكرة هو عشر سنوات. رقاقة الاستهلاك ليس بسبب قراءة المعلومات، ولكن بسبب عمليات المسح والكتابة، لأن القراءة لا تتطلب تغييرات في بنية الخلايا، ولكن لا يمر الا تيار كهربائي.

وبطبيعة الحال، الشركات المصنعة للذاكرة تعمل بنشاط في اتجاه زيادة خدمة الحياة من محركات الأقراص الصلبة من هذا النوع: أنها ثابتة لضمان الاتساق في تسجيل / محو العمليات في الخلايا من مجموعة واحدة لا ترتديه أكثر من غيرها. لمسار البرنامج موازنة تستخدم يفضل. على سبيل المثال، للقضاء على هذه الظاهرة ينطبق على "ارتداء التسوية" التكنولوجيا. البيانات غالبا ما تكون عرضة للتغيير، نقل مساحة العنوان من ذاكرة فلاش، ليتم السجل وفقا لعناوين فيزيائية مختلفة. وقد تم تجهيز كل وحدة تحكم مع خوارزمية المحاذاة الخاصة بها، ولذلك فمن الصعب جدا لمقارنة فعالية نماذج مختلفة كما لم يكشف عن تفاصيل التنفيذ. كما في كل عام حجم ذاكرة فلاش أصبحت أكثر الضروري استخدام خوارزميات أكثر كفاءة التي تساعد على ضمان استقرار أداء الجهاز.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

وقدم واحدة سيلة فعالة للغاية لمكافحة ظاهرة على قدر معين من التكرار الذاكرة، والتي يتم من خلالها ضمان التوحيد للتحميل وتصحيح الخطأ عن طريق خوارزميات خاصة للشحن المنطقي استبدال الكتل البدنية التي تحدث مع الاستخدام المكثف للذاكرة. ولمنع فقدان المعلومات خلية، معيبة، ومنعت أو استبدالها بالنسخة الاحتياطية. هذا البرنامج يجعل من الممكن لمنع توزيع لضمان توحيد الحمل عن طريق زيادة عدد الدورات التي كتبها 3-5 مرات، ولكن هذا لا يكفي.

بطاقة ذاكرة تتميز وغيرها من أجهزة التخزين مماثلة من حقيقة أن يتم تخزينها في منطقة خدمتهم مع جدول نظام الملفات. ويمنع المعلومات قراءة الفشل على المستوى المنطقي، على سبيل المثال، غير صحيحة أو فصل وقف مفاجئ للإمدادات من الطاقة الكهربائية. ومنذ متى باستخدام الأجهزة القابلة للإزالة التي يوفرها نظام التخزين المؤقت، والكتابة فوق المتكررة له تأثير مدمر على تخصيص ملف جدول والدليل المحتويات. وحتى برامج خاصة لبطاقات الذاكرة ليست قادرة على المساعدة في هذه الحالة. على سبيل المثال، لمعالجة مستخدم واحد نسخ آلاف الملفات. وعلى ما يبدو، تطبيق مرة واحدة فقط لتسجيل الكتل التي يتم وضعها. لكن منطقة الخدمة تتوافق مع كل تحديث أي ملف، وهذا هو، خضعت جدول تخصيص هذا الإجراء آلاف المرات. لهذا السبب، في المقام الأول ستفشل كتل من هذه البيانات المحتلة. تكنولوجيا "التسوية ارتداء" يعمل مع هذه الوحدات، ولكن فعاليتها محدودة. وبعد ذلك لا يهم ما كنت تستخدم جهاز الكمبيوتر الخاص بك، وسوف يكون معطوبا محرك أقراص فلاش حتى عندما يتم تقديمها من قبل الخالق.

ومن الجدير بالذكر أن زيادة قدرة هذه الأجهزة أدى إلى رقائق فقط إلى حقيقة أن العدد الإجمالي للدورات الكتابة انخفض، منذ الخلية تصبح أصغر، تتطلب قدرا أقل من الجهد وتتبدد أقسام أكسيد أن عزل "البوابة العائمة." وهنا الوضع هو أن هذه الزيادة في قدرة الأجهزة المستخدمة أصبح تفاقم مشكلة موثوقيتها على نحو متزايد وبطاقة الدرجة هو الآن يعتمد على عوامل كثيرة. يتم تحديد عملية موثوق بها مثل هذا القرار من المميزات التقنية، وكذلك الوضع السائد في السوق في الوقت الراهن. بسبب المنافسة الشرسة أجبرت الشركات المصنعة لقطع تكاليف الإنتاج بأي شكل من الأشكال. بما في ذلك من خلال تبسيط تصميم، واستخدام عناصر من مجموعة أرخص، من أجل السيطرة على تصنيع وضعف بطرق أخرى. على سبيل المثال، بطاقة الذاكرة "سامسونج" سوف تكلف أكثر من نظرائهم الأقل شهرة، ولكن موثوقيتها والقضايا أقل بكثير. ولكن هنا، من الصعب جدا أن نتحدث عن الغياب الكامل للمشاكل، وفقط على أجهزة تماما المصنعين غير معروفة من الصعب أن نتوقع شيئا أكثر من ذلك.

آفاق التنمية

في حين أن هناك مزايا واضحة، وهناك عدد من العيوب التي تميز بطاقة SD الذاكرة، ومنع مزيد من التوسع في تطبيقه. ولذلك حافظت على البحث المستمر عن حلول بديلة في هذا المجال. بالطبع، أولا وقبل كل محاولة لتحسين أنواع الحالية من ذاكرة فلاش، والتي لا تؤدي إلى بعض التغييرات الأساسية في عملية الإنتاج القائمة. لذلك لا شك واحدة فقط: الشركات العاملة تصنيع هذه الأنواع من الأقراص، وسيحاول استخدام كامل إمكاناتها، قبل أن ينتقل إلى نوع مختلف من الاستمرار في تحسين التكنولوجيا التقليدية. على سبيل المثال، أنتجت سوني بطاقة الذاكرة حاليا في مجموعة واسعة من وحدات التخزين، لذا فمن المفترض أنه وستستمر ليتم بيعها بنشاط.

ومع ذلك، حتى الآن، عن تنفيذ الصناعي للعتبة هو مجموعة كاملة من تقنيات التخزين البديلة، وبعضها يمكن تنفيذها على الفور عند وقوع ظروف السوق المواتية.

RAM متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف (فرام)

يقترح مبدأ تكنولوجيا التخزين متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف (متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف ذاكرة الوصول العشوائي، فرام) لبناء قدرة الذاكرة غير المتقلبة. ويعتقد أن آلية من التكنولوجيا المتاحة، والتي تتمثل في الكتابة فوق البيانات في عملية القراءة للجميع التعديلات من المكونات الأساسية، يؤدي إلى احتواء معين من إمكانات الأجهزة عالية السرعة. A فرام - الذاكرة، وتتميز بالبساطة، وموثوقية عالية وسرعة العملية. هذه الخصائص هي الآن سمة من DRAM - ذاكرة الوصول العشوائي متقلبة موجود في الوقت الراهن. ولكن بعد أكثر ستضاف، وإمكانية التخزين على المدى الطويل من البيانات، والتي تتميز بطاقة الذاكرة SD. ومن مزايا هذه التكنولوجيا يمكن أن تكون المقاومة المتميزة لأنواع مختلفة من الإشعاع اختراق قد ادعى في الأجهزة الخاصة التي تستخدم للعمل في ظروف زيادة النشاط الإشعاعي أو في أبحاث الفضاء. ويتحقق آلية تخزين المعلومات عن طريق تطبيق تأثير متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف. ذلك يعني أن المواد غير قادرة على الحفاظ على الاستقطاب في غياب الحقل الكهربائي الخارجي. ويتكون كل خلية ذاكرة فرام عن طريق وضع فيلم سامسونج المواد متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف في شكل بلورات بين زوج من أقطاب معدنية مسطحة تشكيل مكثف. يتم الاحتفاظ البيانات في هذه الحالة داخل التركيب البلوري. هذا يمنع تأثير تسرب تهمة، والذي يسبب فقدان المعلومات. يتم الاحتفاظ البيانات في فرام الذاكرة حتى لو الجهد السلطة.

RAM المغناطيسي (MRAM)

نوع آخر من الذاكرة، والذي يعتبر اليوم واعدة جدا، هو MRAM. ويتميز هذا الأداء سرعة عالية نسبيا وغير التقلب. الخلية وحدة في هذه الحالة هو فيلم المغناطيسي رقيقة وضعت على ركيزة السيليكون. MRAM هو ذاكرة ساكنة. أنها لا تحتاج إلى إعادة كتابة دورية، ولن يتم فقدان المعلومات عند تشغيل التيار الكهربائي. حاليا، يتفق معظم الخبراء على أن هذا النوع من الذاكرة يمكن أن يطلق عليه تكنولوجيا الجيل القادم كما يوضح النموذج الموجود عالية الأداء إلى حد ما سرعة. ميزة أخرى لهذا الحل هو انخفاض تكلفة من رقائق البطاطس. يتم ذاكرة فلاش وفقا لعملية CMOS المتخصصة. ويمكن تصنيع رقاقة MRAM بواسطة عملية التصنيع القياسية. وعلاوة على ذلك، يمكن للمواد بمثابة تلك المستخدمة في وسائل الإعلام المغناطيسية التقليدية. إنتاج دفعات كبيرة من هذه الرقائق هي أرخص بكثير من كل الآخرين. مهمة ميزة MRAM الذاكرة هي القدرة على تمكين حظة. وهذا أمر مهم خاصة بالنسبة للأجهزة المحمولة. في الواقع، في هذا النوع من الخلايا يتم تحديدها من قبل القيمة مقابل المغناطيسي، وليس الكهربائية، كما هو الحال في ذاكرة فلاش التقليدية.

Ovonic الذاكرة الموحدة (OUM)

نوع آخر من الذاكرة، والتي العديد من الشركات تعمل بنشاط - ذلك هو أشباه الموصلات غير متبلور على أساس محرك الحالة الصلبة. تقع عند قاعدته التكنولوجيا مرحلة انتقالية مشابه لمبدأ التسجيل على الأقراص التقليدية. هنا يتم تغيير حالة مرحلة من هذه المادة في حقل كهربائي من البلورية إلى غير متبلور. ويتم تخزين هذا التغيير في غياب التيار الكهربائي. من التقليدية الأقراص الضوئية ، وتتميز هذه الأجهزة في ذلك التدفئة يحدث بفعل التيار الكهربائي، وليس الليزر. يتم تنفيذ القراءة في هذه الحالة نظرا إلى اختلاف في المواد قدرة عاكسة في ولايات مختلفة، والذي يعتبر من مستشعر محرك الأقراص. من الناحية النظرية، فإن مثل هذا الحل لديه التخزين عالية الكثافة البيانات والحد الأقصى من الموثوقية، فضلا عن زيادة السرعة. رقم مرتفع هو الحد الأقصى لعدد دورات الكتابة، والذي يستخدم محرك الكمبيوتر، فلاش، في هذه الحالة تتخلف عدة أوامر من حجمها.

RAM اعتماد chalcogenide (الالزام) والمرحلة تغيير الذاكرة (PRAM)

وتستند هذه التقنية أيضا على أساس التحولات المرحلة عند واحد مادة تستخدم في مرحلة الناقل بمثابة مواد غير متبلور غير موصل، وموصل الثاني هو البلورية. ويتم الانتقال من خلية ذاكرة من دولة واحدة إلى آخر من خلال المجال الكهربائي والتدفئة. وتتميز هذه الرقائق المقاومة للإشعاع المؤين.

معلومات متعدد الطبقات مطبوع بطاقة (معلومات-ميكا)

أجهزة العمل مبنية على أساس هذه التكنولوجيا، استنادا إلى مبدأ السند الخطي الأغشية الرقيقة. يتم تسجيل المعلومات على النحو التالي: أولا تشكيل صورة ثنائية الأبعاد تنتقل إلى صورة ثلاثية الأبعاد للتكنولوجيا [ك]. قراءة البيانات ومن المقرر أن التثبيت من شعاع الليزر على حافة واحدة من تسجيل طبقات، والدليل الموجي الموظفين البصرية. ضوء تنتشر على طول محور التي يتم ترتيب موازية لطائرة من طبقة، وتشكيل الناتج صورة الموافق المعلومات المسجلة سابقا. ويمكن الحصول على البيانات الأولية في أي لحظة من خلال خوارزمية الترميز عكسية.

هذا النوع من الذاكرة ايجابيا مع أشباه الموصلات يرجع ذلك إلى حقيقة أن يضمن كثافة عالية البيانات، وانخفاض استهلاك الطاقة وانخفاض تكلفة الناقل، سلامة البيئة وحمايتها من الاستخدام غير المصرح به. ولكن إعادة كتابة معلومات بطاقة هذه الذاكرة لا يسمح لذلك، يمكن أن تكون فقط للتخزين على المدى الطويل، واستبدال ورقة متوسطة أو الأقراص الضوئية بديلة لتوزيع محتوى الوسائط المتعددة.