Fleš memorija Zahtjev je preusmjeren ovdje Flash kartice... Na temu "Flash kartice".
Specifikacije
Neki uređaji sa fleš memorijom mogu dostići brzinu do 100 Mb/s. U osnovi, fleš kartice imaju širok raspon brzina i obično su označene brzinama standardnog CD drajva (150 KB/s). Dakle, navedena brzina od 100x znači 100 × 150 KB / s = 15.000 KB / s = 14,65 MB / s.
U osnovi, veličina čipa fleš memorije mjeri se od kilobajta do nekoliko gigabajta.
Da bi povećali jačinu zvuka, uređaji često koriste niz od nekoliko čipova. Do 2007. godine, USB uređaji i memorijski stickovi bili su u rasponu veličine od 512 MB do 64 GB. Najveći volumen USB uređaja bio je 4 TB.
Sistemi datoteka
Glavna slaba tačka fleš memorije je broj ciklusa ponovnog pisanja. Situaciju pogoršava i činjenica da OS često upisuje podatke na istu lokaciju. Na primjer, tabela sistema datoteka se često ažurira, tako da će se prvi memorijski sektori potrošiti mnogo ranije. Balansiranje opterećenja može značajno produžiti vijek trajanja memorije.
Za rješavanje ovog problema kreirani su posebni sistemi datoteka: JFFS2 i YAFFS za GNU/Linux i Microsoft Windows.
SecureDigital i FAT.
Aplikacija
Flash memorija je najpoznatija po upotrebi u USB fleš diskovima (eng. USB fleš disk). U osnovi se koristi NAND tip memorije, koji se povezuje preko USB-a preko USB sučelja za masovnu pohranu podataka (USB MSC). Ovo sučelje podržavaju sve moderne verzije OS-a.
Zahvaljujući velikoj brzini, volumenu i kompaktnoj veličini, USB fleš diskovi su u potpunosti zamijenili diskete sa tržišta. Na primjer, kompanija iz 2003. godine prestala je proizvoditi računare sa flopi disk jedinicom.
Trenutno se proizvodi širok asortiman USB fleš diskova, različitih oblika i boja. Na tržištu postoje fleš diskovi sa automatskim šifrovanjem podataka koji su na njih upisani. Japanska kompanija Solid Alliance čak proizvodi štapiće za hranu.
Postoje posebne GNU/Linux distribucije i verzije programa koji mogu raditi direktno sa USB diskova, na primjer, za korištenje njihovih aplikacija u Internet kafiću.
Tehnologija Windows Vista može da koristi USB fleš disk ili specijalnu fleš memoriju ugrađenu u računar radi poboljšanja performansi. Flash memorija je također bazirana na memorijskim karticama kao što su SecureDigital (SD) i Memory Stick, koje se aktivno koriste u prijenosnoj tehnologiji (kamere, mobilni telefoni). Zajedno sa USB uređajima za skladištenje, fleš memorija zauzima veliki deo tržišta prenosivih medija za skladištenje podataka.
NOR tip memorije se češće koristi u BIOS-u i ROM-memoriji uređaja kao što su DSL modemi, ruteri itd. Flash memorija vam omogućava da jednostavno ažurirate firmver uređaja, dok brzina i kapacitet pisanja nisu toliko bitni za takve uređaje .
Aktivno se razmatra mogućnost zamjene tvrdih diskova flash memorijom. Kao rezultat toga, brzina uključivanja računara će se povećati, a odsustvo pokretnih dijelova će povećati vijek trajanja. Na primjer, XO-1, "laptop od 100 dolara" koji se aktivno razvija za zemlje trećeg svijeta, koristit će 1GB fleš memorije umjesto tvrdog diska. Distribucija je ograničena visokom cijenom po GB i kraćim vijekom trajanja od tvrdih diskova zbog ograničenog broja ciklusa pisanja.
Vrste memorijskih kartica
Postoji nekoliko vrsta memorijskih kartica koje se koriste u prijenosnim uređajima:
MMC (MultiMedia Card): Kartica MMC formata je mala - 24 × 32 × 1,4 mm. Zajednički su razvili SanDisk i Siemens. MMC sadrži memorijski kontroler i vrlo je kompatibilan s različitim vrstama uređaja. U većini slučajeva, MMC kartice podržavaju uređaji sa SD utorom.
RS-MMC (multimedijska kartica smanjene veličine): memorijska kartica koja je upola manja od standardne MMC kartice. Njegove dimenzije su 24 × 18 × 1,4 mm, a težina oko 6 g, sve ostale karakteristike se ne razlikuju od MMC-a. Adapter je potreban da bi se osigurala kompatibilnost sa MMC standardom kada se koriste RS-MMC kartice. DV-RS-MMC (multimedijska kartica smanjene veličine dvostrukog napona): DV-RS-MMC memorijske kartice sa dvostrukim napajanjem (1,8 i 3,3 V) imaju manju potrošnju energije, što će omogućiti da mobilni telefon radi malo duže. Kartica ima iste dimenzije kao RS-MMC, 24 × 18 × 1,4 mm. MMCmicro: minijaturna memorijska kartica za mobilne uređaje dimenzija 14 x 12 x 1,1 mm. Mora se koristiti adapter da bi se osigurala kompatibilnost sa standardnim MMC slotom.SD kartica (sigurna digitalna kartica): Podržava Panasonic i: Stare takozvane Trans-Flash SD kartice i novije SDHC (High Capacity) kartice i njihovi čitači razlikuju se po maksimalnom ograničenju kapaciteta pohrane, 2 GB za Trans-Flash i 32 GB za High Capacity. SDHC čitači su kompatibilni sa SDTF unatrag, odnosno SDTF kartica će se čitati bez problema u SDHC čitaču, ali SDTF uređaj će vidjeti samo 2 GB većeg SDHC kapaciteta ili se uopće neće čitati. Pretpostavlja se da će TransFlash format biti u potpunosti zamijenjen SDHC formatom. Oba podformata mogu biti predstavljena u bilo kojem od tri fizička formata. veličine (standardne, mini i mikro). miniSD (Mini Secure Digital Card): Razlikuje se od standardnih Secure Digital kartica u manjim dimenzijama od 21,5 × 20 × 1,4 mm. Da bi se osigurao rad kartice u uređajima opremljenim konvencionalnim SD utorom, koristi se adapter. microSD (Micro Secure Digital Card): su trenutno (2008) najkompaktniji prenosivi fleš memorijski uređaji (11 × 15 × 1 mm). Koriste se prvenstveno u mobilnim telefonima, komunikatorima itd., jer zbog svoje kompaktnosti mogu značajno proširiti memoriju uređaja bez povećanja njegove veličine. Prekidač za zaštitu od pisanja nalazi se na microSD-SD adapteru.
MS Duo (Memory Stick Duo): ovaj memorijski standard je razvila i održavala kompanija
Možda su mnogi obratili pažnju gledajući karakteristike svog pogona da njegov kapacitet ne dostiže onaj koji je naveo proizvođač. Ovo se ne odnosi samo na kapacitet fleš diskova, već na sve digitalne medije: hard diskove i druge u kojima se kapacitet meri u megabajtima, gigabajtima i u najnovijim uređajima terabajtima.
O čemu se tu radi i da li se u tome krije neka obmana? Tako se dogodilo da proizvođači pogona, općenito, kao i proizvođači drugih proizvoda, žele prodati "bombon" s prekrasnim natpisom (kapacitet) za manje novca. Da pobedim na takmičenju. Ali kapacitet naveden na disku je tačan, ali s jedne strane.
Pa zašto 2GB stick zaista ima samo 1,86GB, dok 4GB ima samo 3,72GB.
Odgovor na ovo pitanje proizilazi iz osnova kompjuterske tehnologije, naime: 1 kilobajt sadrži 1024 bajta i tako dalje sa megabajtima, gigabajtima...
stvarni kapacitet ( http://www.ixbt.com/storage/flashdrives/svodka/size.shtml) je malo drugačiji.
Kao rezultat, izrada jednostavne računice: 4.000.000 0000/1024/1024/1024 = 3,72; dobijamo cifru od 3,72 GB.
Za veće pogone, apsolutno odstupanje će biti veće. Na primjer, za tvrdi disk od 1 terabajta, stvarni kapacitet je 931 GB.
Pored toga, upotrebljivi kapacitet skladištenja zavisi od izabranog sistema datoteka: FAT16, FAT32, NTFS. Mediji formatirani na različitim sistemima će imati različite upotrebljive kapacitete. To je zbog činjenice da kada se disk formatira, sistemske informacije o njemu se snimaju na njemu, a različite su za različite FS.
I poslednja stvar. Postoji takav fenomen kao kineski fleš disk: to je kada se informacija namerno unese u sistemsku particiju fleš diska malog kapaciteta da je njegov kapacitet veliki. Na primjer, od 1 GB možete napraviti 32 GB. U praksi, ako se ovaj fleš disk ubaci u računar, on će pokazati da je njegov kapacitet 32 GB. Kada korisnik u njega upiše podatke u volumenu većem od stvarnog, kopiranje će biti završeno bez grešaka. Ali moći ćete čitati podatke sa takvog medija u količini koja je srazmjerna stvarnom volumenu, tj. ne više od 1 GB za naš primjer.
Flash memorija pripada klasi EEPROM, ali koristi posebnu tehnologiju za konstruisanje ćelija za skladištenje. Brisanje u flash memoriji vrši se odmah za cijelo područje ćelija (u blokovima ili potpuno za cijeli mikro krug). To je omogućilo značajno povećanje produktivnosti u načinu snimanja (programiranja). Flash memorija ima kombinaciju velike gustine pakovanja (njene ćelije su 30% manje od DRAM ćelija), stalne memorije, električnog brisanja i pisanja, niske potrošnje, visoke pouzdanosti i niske cijene... Ovo su uređaji za skladištenje koji se mogu reprogramirati.
Kao RAM, fleš memorija je interno električni modifikovana ali kao ROM, blic neisparljiv i čuva podatke čak i nakon isključivanja. Međutim, za razliku od RAM-a, flash se ne može prepisati bajt... Flash se čita i piše bajt po bajt i postavlja novi zahtjev: mora se izbrisati prije pisanja novih podataka.
Flash memorija je poluvodička memorija posebnog tipa... Ona jedinična ćelija, u kojem je pohranjen jedan bit informacije, nije kondenzator, već tranzistor sa efektom polja sa posebnom električno izoliranom površinom koja se naziva "plutajuća kapija". Električni naboj postavljen u ovom području može se skladištiti dugi niz godina. Prilikom pisanja jednog bita podataka, ćelija se puni - punjenje se stavlja na floating gate, kada se briše - naelektrisanje se uklanja sa floating gate i ćelija se prazni.
Među takvim uređajima razlikuju se krugovi sa specijaliziranim blokovima (asimetrične blok strukture). Pod nazivom takozvani Boot blokovi u kojima su informacije pouzdano zaštićene od slučajnog brisanja nazivaju se uređaji za skladištenje Fleš memorija bloka za pokretanje.
Fleš memorija Tip bloka pokretanja služi za skladištenje ažuriranih programa i podataka u širokom spektru sistema, uključujući mobilne telefone, modeme, BIOS, sisteme za kontrolu motora automobila i još mnogo toga. Koristeći fleš memoriju umesto EEPROM-a za skladištenje parametarskih podataka, programeri nastoje da smanje troškove i poboljšaju pouzdanost svojih sistema.
Prednosti Flash-a u poređenju sa EEPROM-om:
1.
Veća brzina pisanja za sekvencijalni pristup zbog činjenice da se brisanje informacija u flashu vrši u blokovima.
2. Troškovi proizvodnje fleš memorije su niži zbog jednostavnije organizacije.
mana: Sporo snimanje u proizvoljna područja memorije.
Memorija sa sekvencijalnim pristupom Koristi se tamo gdje se podaci mogu staviti u red čekanja.
Flash memorija sa pristupom adresi. Pohranjivanje rijetko promijenjenih podataka. Upisivanje i brisanje vrši procesor poduređaja u normalnom režimu rada. Za ovo, Flash memorija ima dodatnu kontrolu komandne riječi. , upisuje procesor u poseban registar mikrokola. Kada se primeni poseban napon za programiranje, kolo omogućava snimanje i brisanje informacija. Prije programiranja, procesor automatski čita kod iz mikrokola – identifikator koji sadrži kod proizvođača i mikrokolo za koordinaciju algoritama za brisanje i pisanje.
Svi bajtovi memorije ili odabranog bloka se brišu, nakon čega se svi provjeravaju, vrši se drugo brisanje i provjera.
Memorija se programira bajt po bajt, provjerava se upisana informacija. Procesor čita napisani bajt iz memorije i upoređuje ga sa originalnim.
Jedan od blokova je dizajniran za skladištenje BIOS softvera i hardverski je zaštićen od slučajnog brisanja.
Princip rada i uređaj fleš memorije
Memorija također sadrži blokove parametara i glavne blokove, koji nisu zaštićeni od slučajnog brisanja. Glavni blokovi pohranjuju glavne upravljačke programe, a blokovi parametara pohranjuju relativno često mijenjane sistemske parametre.
Datoteka Flash memorija
koristi se za zamjenu tvrdih diskova. Smanjuje potrošnju energije, povećava pouzdanost memorije, smanjuje njihovu veličinu i težinu, te povećava brzinu čitanja podataka. Program može čitati procesor direktno iz datoteke Flash memorije, a rezultati se također upisuju tamo.
Na osnovu datoteke Flash memorije kreiraju se kompaktni prenosivi eksterni uređaji za skladištenje podataka.
ZE - MNOP.
2 smjera praga. Uthr1 - ima malu vrijednost, 1-2 V. Kada se Uthr napaja, m/d kanal se pokreće od strane drejn-izvora. Ako postoje naboji s nitridom i silicijum dioksidom, tada se Uthr povećao na 7V.
Upisivanje (programiranje) fleš memorije- proces zamjene 1 sa 0. Brisanje- zamjena 0 sa 1.
3. Arhitektura PC-a. Računarski procesori. Struktura procesora i njihove glavne karakteristike. Sistemske sabirnice i njihove karakteristike. Lokalni autobusi. Čipseti.
Arhitektura je hijerarhija na više nivoa hardvera i softvera, svaki od nivoa omogućava multivarijantnu konstrukciju i upotrebu.
Struktura je skup elemenata i njihovih veza.
Računar je kompleks hardvera i softvera dizajniran za automatizaciju pripreme i rješavanja korisničkih zadataka.
Arhitektura računara- ovo je opšti opis strukture i funkcija računara na nivou dovoljnom za razumevanje principa rada i kompjuterskog komandnog sistema, koji ne uključuje detalje tehničke i fizičke strukture računara.
Arhitektura uključuje sljedeće principe kompjuterske konstrukcije:
1.struktura memorije računara;
2. načini pristupa memoriji i vanjskim uređajima;
3. mogućnost promjene konfiguracije;
4. komandni sistem;
5. formati podataka;
6. organizacija interfejsa.
Arhitektura savremenih personalnih računara zasnovana je na trunk-modularni princip... Informaciona komunikacija između računarskih uređaja se odvija putem sistemska sabirnica(koji se naziva i okosnica sistema).
Sabirnica je kabl sastavljen od mnogo provodnika. Jedna grupa dirigenata - sabirnica podataka obrađene informacije se prenose, s druge strane - adresna sabirnica- adrese memorije ili eksternih uređaja kojima procesor pristupa. Treći deo autoputa - kontrolna sabirnica, duž njega se prenose upravljački signali (na primjer, signal da je uređaj spreman za rad, signal za početak rada uređaja itd.).
Sistemsku sabirnicu karakteriše frekvencija takta i dubina bita. Poziva se broj bitova koji se istovremeno prenose preko magistrale širina sabirnice. Frekvencija takta karakterizira broj elementarnih operacija prijenosa podataka u sekundi. Širina magistrale se mjeri u bitovima, frekvencija takta - u megahercima.
Sistemska sabirnica
Prijenos informacija između MT i drugih elemenata. Također se vrši adresiranje uređaja i razmjena signala posebnih usluga. Prijenos informacija preko magistrale kontrolira jedan od uređaja koji je na nju povezan ili namjenski čvor, koji se naziva bus arbiter.
ISA autobus(Industry Standard Architecture) ima 36-pinski priključak za kartice za proširenje. Zbog toga je broj adresnih linija - 4, a podataka - 8. Moguće je paralelno prenijeti 16 bitova podataka, a zahvaljujući 24 adresne linije, direktan pristup do 16 MB memorijskih sistema. Broj linija hardverskog prekida - 15.
EISA autobus(Prošireni ISA). pruža najveću moguću količinu adresabilne memorije, 32-bitni prijenos podataka, poboljšani sistem prekida, automatsku konfiguraciju sistema i kartice za proširenje. EISA konektor na matičnoj ploči računara je usklađen sa ISA standardom. EISA magistrala omogućava adresiranje 4GB adresnog prostora. Teorijska maksimalna brzina je 33 MB/s. Sabirnica radi na frekvenciji od oko 8-10 MHz.
Lokalni autobusi su dizajnirani da povećaju brzinu računara, omogućavajući perifernim uređajima (video adapteri, kontroleri za skladištenje podataka) da rade na frekvenciji takta do 33 MHz i više. Konektor je tipa MCA.
PCI autobusi... Između lokalne magistrale procesora i samog PCI-a postoji poseban sklop za usklađivanje
U skladu sa PCI specifikacijom, do 10 uređaja se može povezati na magistralu. PCI magistrala radi na fiksnoj frekvenciji takta od 33 MHz i obezbjeđuje napajanje od 5 V i 3,3 V za kontrolere, plug and play.
PCI-X sabirnica - PCI visokih performansi. je sinhrona, tj. svi podaci se obrađuju istovremeno kada stigne kontrolni signal. Širina magistrale je 32-bitna. Na 33 MHz, teoretski propusni opseg je 132 MB/s.
Sve informacije koje se prenose od procesora do drugih uređaja putem sabirnice podataka su praćene adresa prenosi preko adresne magistrale. To može biti memorijska lokacija ili periferna adresa. Neophodno je da širina magistrale omogući prijenos adrese memorijske ćelije. Dakle, riječima, širina magistrale ograničava količinu računarske RAM memorije, ona ne može biti veća od, gdje je n širina magistrale.
dijagram kompjutera zasnovanog na principu magistrale
Čipset- sa engleskog. "Set čipova" je skup čipova dizajniranih da rade zajedno za obavljanje skupa funkcija. Dakle, u računalima, čipset igra ulogu spojne komponente koja osigurava zajedničko funkcioniranje memorijskih podsistema, CPU-a, I/O i drugih. Čipseti se također nalaze u drugim uređajima, na primjer, u radio jedinicama mobilnih telefona.
Čipset kompjuterskih matičnih ploča sastoji se od dva glavna mikro kola (ponekad su kombinovani u jedan čip):
- MCH - Memory Controller Hub - sjeverni most - obezbjeđuje interakciju centralne procesorske jedinice (CPU) sa memorijom i video adapterom. Noviji skupovi čipova često imaju integrisani video podsistem.
Memorijski kontroler se može integrirati u procesor (npr. Opteron, Nehalem, UltraSPARC T1).
- ICH - I/O Controller Hub - Southbridge - pruža interakciju između CPU-a i tvrdog diska, PCI kartica, IDE, SATA, USB, itd.
Također, ponekad se Super I/O čip naziva čipsetima, koji je povezan sa južnim mostom i odgovoran je za male brzine RS232, LPT, PS/2 portove.
Trenutno, glavni proizvođači čipseta za desktop računare su firme Intel, nVidia, AMD(koji je kupio ATI i trenutno proizvodi čipsete pod svojim imenom), VIA i SIS.
Čvrsto Intel proizvodi čipsetove samo za sopstvene procesore. Za kompanije prerađivače AMD najčešći su čipsetovi nVidia(obično se proizvodi pod zaštitnim znakom nForce) i AMD.
Čipseti firmi VIA i SIS su popularni uglavnom u low-end sektoru, kao iu kancelarijskim sistemima, iako je njihova integrisana grafika znatno inferiornija u 3D mogućnostima u odnosu na nVidia i AMD.
⇐ Prethodno12345678910Sljedeće ⇒
Datum objave: 2015-10-09; Pročitano: 262 | Povreda autorskih prava stranice
Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018.(0.004 s) ...
Poređenje performansi različitih tipova serverskih diskova (HDD, SSD, SATA DOM, eUSB)
U ovom članku ćemo se osvrnuti na moderne serverske modele skladištenja u smislu performansi i optimalnih aplikacija.
Trenutno serveri uglavnom koriste dva tipa uređaja za skladištenje podataka - magnetne čvrste diskove (HDD, hard diskovi) i SSD uređaje (SSD, SSD). Osim toga, koriste se i uređaji kao što su eUSB Flash Module i SATA DOM. Razmotrimo sve ove vrste detaljnije.
Moderni tvrdi magnetni diskovi mogu koristiti jedan od dva interfejsa - SATA (Serial Advanced Technology Attachment) i SAS (Serial Attached SCSI). Trenutna verzija SATA interfejsa pruža propusni opseg od 6 Gb/s. Diskovi sa ovim interfejsom se uglavnom koriste u segmentu desktop personalnih računara, ali se mogu koristiti iu serverima. U segmentu servera takvi diskovi imaju brzinu rotacije vretena od 7'200 o/min. Među diskovima ovog tipa, testiraćemo modele Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SATA 7'200, 2.5″) i Seagate Constellation ES ST1000NM0011 (SATA 7'200, 3.5″).
Pouzdaniji i efikasniji SAS disk interfejs je dizajniran za serverska rešenja i radne stanice. Također ima propusni opseg do 6 Gb/s, ali već u Full Duplex modu, što znači mogućnost istovremenog prijenosa podataka u oba smjera brzinom od 6 Gb/s. Diskovi sa ovim interfejsom imaju veći MTBF (srednje vreme između kvarova). Štaviše, SAS sučelje, za razliku od SATA, koristi drugačiji skup naredbi s podrškom za veću dubinu reda zahtjeva (64 naspram 32, što je veća dubina reda, to je bolja optimizacija redoslijeda izvršavanja zahtjeva) i dvoportnu vezu za moguću toleranciju greške. Važna karakteristika SAS-a je prilagođenije povezivanje SAS drajvova na različite backplane, korpe, ekspandere, RAID i HBA kontrolere, sisteme za skladištenje i druge uređaje, kako preko internih tako i eksternih portova. Trenutno serveri koriste SAS diskove sa brzinama vretena od 7'200, 10'000 i 15'000 o/min.
Brzina 7'200 o/min. u početku je to bilo netipično za serverski segment, ali su proizvođači hard diskova u nekom trenutku odlučili da izdaju diskove sa brzinom rotacije od 7'200 o/min ne samo sa SATA interfejsom, već i sa SAS interfejsom. Po svom "mehaničkom" dijelu ovi diskovi su potpuno isti, razlikuju se samo po načinu povezivanja. Ovaj potez povećao je pristupačnost SAS diskova i omogućio više SAS diskova za serverski segment. Glavno područje primjene takvih diskova su niskobudžetne radne stanice i serveri početnog nivoa. Testirani diskovi ovog tipa su Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SAS 7'200, 2.5″) i Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0023 (SAS 7'200, 3.5″).
SAS diskovi sa brzinom vretena od 10.000 o/min su dobro rešenje za moćne radne stanice i jeftina serverska rešenja poslovne klase. Testirani disk je Seagate Savvio 10K5 ST9900805SS (SAS 10000 2,5 ″).
SAS diskovi sa brzinom vretena od 15.000 o/min su najbolji izbor za korporativne servere, centre za obradu podataka (DPC) i sisteme za skladištenje podataka (SAN). Testirani pogon je Seagate Cheetah 15K7 ST3300657SS (SAS 15000 3.5 ″).
Performanse sekvencijalnih i nasumičnih čitanja/pisanja gornjih drajvova prikazane su na sljedećem dijagramu.
Pri istoj brzini vretena i fizičkoj veličini ploče, SAS diskovi su brži od SATA pogona zbog veće linearne gustine SAS diskova u poređenju sa SATA disk jedinicama.
S druge strane, SAS 7'200, 3,5" i SAS 10'000, 2,5" diskovi pokazuju skoro iste rezultate. To je zbog činjenice da je prednost u brzini rotacije kompenzirana manjom fizičkom veličinom ploča 2,5” diska, zbog čega je, uz istu linearnu gustinu podataka, linearna brzina glava u odnosu na tanjiri je otprilike isti.
U testu slučajnog čitanja, koji mjeri broj ulazno/izlaznih operacija u sekundi (IOPS), 2,5 "7'200 RPM diskovi su bolji od 3,5" drajva pri istoj brzini, jer "mali" pogoni imaju pomicanje glave do željenog sektora je manje. SAS diskovi i ovdje pokazuju veći rezultat u odnosu na SATA diskove, sada zbog bolje optimizacije reda nasumičnih zahtjeva zbog podrške veće dubine reda (64 za SAS naspram 32 za SATA). Prednost SAS diskova od 10'000 i 15'000 o/min ne pruža samo velika brzina vretena, već i činjenica da imaju napredniji mehanizam za pozicioniranje glave sa kraćim vremenom pristupa.
Za nasumično upisivanje, SAS diskovi imaju istu prednost u odnosu na SATA diskove kao i za čitanje.
SSD-ovi koji koriste nepromjenjivu NAND-Flash memoriju imaju stotine puta brže nasumično čitanje i upisivanje od tvrdih diskova jer SSD-ovi ne moraju pomicati magnetnu glavu. Osim toga, SSD ima manju potrošnju energije i nema buke pri radu. Ali oni imaju i nedostatke, a to su: visoka cijena i relativno mali volumen u odnosu na HDD. U segmentu desktop računara, takvi drajvovi se koriste u kombinaciji sa HDD-ovima prema šemi kada su operativni sistem i najpotrebniji programi instalirani na SSD, a svi ostali podaci se pohranjuju na HDD. Ovaj pristup značajno povećava brzinu računara bez značajnog povećanja njegove cijene. Za testiranje smo odabrali Intel 520 Series disk od 240 GB. Ovaj disk se preporučuje za upotrebu na stonim računarima, prenosivim računarima i radnim stanicama.
U segmentu servera situacija sa SSD-om je značajno drugačija. Prilično je skupo postaviti velike količine podataka na SSD. Ali mogu se uspješno koristiti za keširanje, kada se SSD keš koristi za smještaj "vrućih" podataka, odnosno podataka kojima se najčešće pristupa. Ovo daje ogromno povećanje performansi podsistema serverskog diska, posebno na operacijama slučajnog pristupa. Testirani serverski SSD je Intel DC S3700 100GB.
Sa sekvencijalnim čitanjem, desktop i serverski diskovi pokazuju gotovo iste rezultate, ali sa sekvencijalnim upisivanjem, tip servera SSD značajno gubi. To je zbog činjenice da serverska memorija koristi memoriju koja omogućava red veličine više ciklusa ponovnog pisanja, ali su same operacije pisanja sporije.
Kod nasumičnih operacija pisanja, kašnjenje je takođe značajno, ali to je zbog potrebe da se obezbedi mnogo veći resurs pisanja za diskove servera.
EUSB diskovi, poput SSD-ova, također koriste Flash module za pohranu podataka, ali se priključuju direktno u USB konektor na ploči servera. Takvi pogoni imaju niz funkcionalnih i drugih ograničenja zbog korištenja USB porta kao sučelja. Učitavanje pune verzije Windows OS-a ne radi sa takvog diska, a brzina interfejsa (480 Mbit / s) je mnogo niža od SATA (6 Gb / s). Najoptimalnije područje njihove upotrebe na serverima je korištenje malog operativnog sistema kao pokretača, na primjer, hipervizora VMware ESXi.
U tankim klijentima, takvi diskovi se koriste za skladištenje slike operativnog sistema Windows Embedded. Testirani disk je eUSB Transcend 4GB.
SATA DOM diskovi su funkcionalniji od eUSB diskova. Povezani su na isti način kao i SSD diskovi, na SATA konektor, ali u isto vrijeme više "liče" na USB disk nego na hard disk.
Uređaj i princip rada fleš diska
Instaliraju se direktno u SATA konektore na matičnoj ploči računara ili servera. Pogodno je kada takav konektor ima ugrađeno napajanje, inače se mora osigurati preko dodatnog kabela. S obzirom na to da su ovi drajdovi povezani na standardne SATA konektore, BIOS matične ploče radi sa njima kao sa običnim HDD ili SSD diskovima, što omogućava instalaciju pune verzije operativnog sistema Windows za pokretanje na SATA DOM. Na serveru, ovo oslobađa prostor u kontejneru podsistema diska tako da se može koristiti za RAID disk. Osim toga, SATA DOM disk se nalazi unutar serverske platforme, što isključuje slučajno uklanjanje diska iz instaliranog OS-a. Takvi diskovi se mogu koristiti u segmentima desktopa i servera, kao i u tankim klijentima, instalirajući bilo koji operativni sistem ili hipervizor za virtuelizaciju. Testirani disk je SATA DOM Innodisk 8 GB.
Rezultati testova za eUSB-Flash i SATA DOM uređaje su u skladu sa performansama njihovih interfejsa. Prema USB 2.0 specifikaciji, brzina je 25 - 480 Mbit/s, a za SATA 3.0 - 6'000 Mbit/s, što već čini izbor u korist uređaja sa SATA interfejsom. Na grafikonu vidimo 2,5x superiornost u sekvencijalnim operacijama čitanja i pisanja SATA DOM Innodiska u odnosu na eUSB-Flash.
U testu nasumičnih operacija čitanja situacija se ne menja, SATA DOM takođe prednjači. Oba diska imaju isto nasumično pisanje na vrlo niskom nivou, ali nisu namijenjeni za ove operacije.
Podaci o performansama najboljih predstavnika svake vrste pogona iz našeg testiranja prikazani su na sljedećim dijagramima. Očigledni lider je SSD uređaj iz Intela.
Nadamo se da će vam naš članak pomoći da odlučite o izboru određenog pogona. I zaista ima mnogo toga za izabrati. Proizvođači nude širok izbor uređaja, ali za najbolje rezultate morate pravilno planirati svoje potrebe i očekivanja za skladištenje.
Mjerenja za HDD i SSD obavljena su na istom Intel RS25DB080 kontroleru. Testiranje je obavljeno pomoću programa IOmeter sa sljedećim parametrima: deaktivirani kontroler i disk keš, dubina reda naredbi - 256, veličina trake - 256KB, veličina bloka podataka - 256KB za sekvencijalne operacije i 4KB za nasumične operacije. Brzina sekvencijalnih operacija mjerena je u MB/s, nasumične - u IOPS (broj ulazno/izlaznih operacija u sekundi).
Inženjer odjela za serversku opremu Andrej Leontijev
03.06.13
Mach Xtreme Technology, firma za SSD uređaje sa sjedištem u Tajvanu specijalizirana za PC komponente visokih performansi i blisko povezana kompanija SSD uređaja, počela je prodavati obećavajuće rješenje za skladištenje nazvano PCIe SSD MX-EXPRESS.
Fleš memorija. Prošlost, sadašnjost i budućnost
Novitet je niskoprofilnog dizajna, karakterišu ga sledeće ukupne dimenzije: 152,5 x 19 x 69 mm, težina - 125 grama, povezuje se sa računarom preko PCI-Express 2.0 x2 slota, koristi još neimenovani dualni kontroler i dostupan je u četiri verzije u smislu zapremine: 128 GB, 256 GB, 512 GB i 1 TB.
Disk ima ROHS, CE i FCC sertifikat i ne zahteva nikakve drajvere za instalaciju. Brzina prijenosa podataka razlikuje se ovisno o kapacitetu diskova. Dakle, za rješenja od 512 GB i 1 TB, sekvencijalna brzina čitanja je 850 MB/s, a brzina pisanja je 800 MB/s, nivo performansi je oko 100.000 IOPS, a vrijeme pristupa je 0,1 ms.
Diskovi serije MX-Express imaju ogroman životni vijek od 2,5 miliona sati, mogu raditi na temperaturama okoline od nula do 70 stepeni Celzijusa i podržavaju TRIM, DuraClass, DuraWrite, RAISE i Garbage Collector. Dodatno, novi proizvod dolazi sa niskoprofilnim PCI utikačem.
Model od 128 GB koštaće svakog 309,90 evra, 256 GB - 379,90 evra, 512 GB - 669,90 evra i 1 TB - 1449,90 evra. Garancija proizvođača na kvalitet uređaja je 2 godine.
Stalno se suočavam sa zbrkom pojma fleš disk, često postaje uzrok nesporazuma između kupca i prodavca pri odabiru potrebnog medija za skladištenje. Dakle, "među širokim masama" postoje sljedeća glavna tumačenja riječi fleš disk: USB fleš disk(UES-B fleš disk), memorijska kartica microSD(čitaj micro-eS-Di), općenito, bilo koja memorijska kartica, općenito, bilo koji flash-nosač informacija. Ovdje ispod riječi blic(čitaj flash) Mislim na tehnologiju fleš memorije i koristim engleski izraz kako ne bi došlo do zabune. Štaviše, ponekad vidim da ljudi u svakodnevnom životu mogu istovremeno bilo koji od ovih uređaja nazvati fleš diskom, oslanjajući se na to da će njihov sagovornik shvatiti o čemu se radi iz konteksta ili uz pomoć telepatije!
Neću se raspravljati o tome koji je termin ispravniji, a još više ću preskočiti pitanje kako pravilno "flash" ili "flash" (zapravo, oba se pravopisa koriste barem isto, i tu se ništa ne može učiniti to). Umjesto nepotrebnih sporova, jednostavno ću opisati sve uređaje koji se nazivaju ovom riječju, i sve riječi kojima se nazivaju, a onda definitivno možete kupiti upravo ono što vam treba!
Pa počnimo sa USB fleš disk... Upravo je za ovaj uređaj, koji je univerzalni medij koji sadrži fleš memoriju i povezan direktno na USB konektor, fiksirana riječ fleš disk na ruskom. Međutim, popularna je i riječ flashdrive ili flashdrive, izvedena iz engleskog Flash Drive, kao i službeniji fleš disk (ili fleš disk). Budući da je nemoguće smisliti razuman prijevod ove fraze (pa, ne nazvati fleš disk "treperavim drajverom"!), riječi fleš disk ili fleš disk treba prepoznati kao najbolji izraz. Evo nekoliko tipičnih primjera fleš diskova:
Flash diskovi se uglavnom koriste za prijenos informacija između računala. Ili da pohranite informacije koje uvijek želite imati sa sobom. Pošto je riječ o tipologiji, napominjem da su se nedavno pojavili fleš diskovi sa vezom USB3.0... Šta to znači? To znači da ako računar ima USB3.0 interfejs (njegova najuočljivija spoljna razlika je plava boja), USB3.0 fleš disk će moći da radi brže. Ako ga povežete na tradicionalni USB2.0 (koji je dostupan na svakom računaru), tada će njegova brzina biti uporediva sa brzinom konvencionalnog fleš diska. Ovako izgledaju USB3.0 i USB2.0: 
Sada druga kategorija uređaja koji se nazivaju fleš diskovi: microSD memorijske kartice(ili microSDHC, njihovi neposredni nasljednici) 
Po mom zapažanju, fleš diskovima ih zovu ili oni koji u rukama nisu držali nijedan drugi fleš medij (i to nije ni čudo, jer se microSD / microSDHC koriste u skoro svim telefonima, plejerima i svim vrstama gadžeta), ili oni koji imaju druga imena za sve ove "sitnice" ne znaju. Oni takođe sadrže fleš memoriju, što znači da imaju pravo da se zovu fleš diskovi. Ali za razumijevanje među ljudima, poželjno je nekako razlikovati pojmove, pa će "memorija" zvučati poželjnije, pogotovo ako prodavaču treba objasniti šta vam je potrebno. Također je važno znati da se memorijske kartice razlikuju! Stoga je dobra ideja dodati „tako malu memorijsku karticu“, ali ovdje možete upasti u nered: postoje M2 memorijske kartice, koje su vrlo slične veličine. Na sreću, koriste se samo u Sony proizvodima. Spomenut ćemo ih u nastavku. Ali ipak, bolje je zapamtiti čarobne riječi microSD i microSDHC (čitajte microesDe i microeSDeHaTse). U kolokvijalnom govoru, inače, najčešće se prva riječ (microSD) koristi za označavanje obje vrste kartica (i microSD i microSDHC). Nema ništa loše u tome.
Šta trebate znati o microSD i microSDHC memorijskim karticama? Prvo, po čemu se razlikuju? microSDHC je noviji standard koji podržava više od 4 GB memorije. Sve memorijske kartice preko 4 GB mogu biti samo microSDHC, a manje od 4 samo microSD. Ali 4 GB nema sreće: može biti ovo ili ono! Međutim, microSD od 4 GB je rijedak. Sada najvažnije pitanje: kako odabrati onaj koji odgovara vašem uređaju? Postoje dva pravila: prvo morate odrediti maksimalnu količinu memorijske kartice s kojom vaš uređaj može raditi (da biste to učinili, otvorite upute za nju ili koristite internet pretragu). Drugo, morate kupiti karticu jednaku ili manju od maksimalnog volumena. Štaviše, svi uređaji koji podržavaju microSDHC će raditi sa bilo kojom microSD karticom bilo koje veličine. Postoji samo jedno upozorenje: ako vaš uređaj navodi da podržava karticu od najviše 4 GB, onda to može značiti da ne podržava nijednu microSDHC karticu i podržava bilo koju microSD karticu, uključujući 4 GB. Ili to može značiti da podržava bilo koje 4 GB kartice, i microSD i microSDHC, ali ne podržava microSDHC kartice od 8 GB i više. Ovo je aritmetika. A ako upute ne daju nikakva pojašnjenja po ovom pitanju, onda ćete morati upotrijebiti dobru staru "metodu znanstvenog bockanja".
E sad, još jedna bitna karakteristika koja kupce često zanima: kakva Klasa specificirano za microSDHC kartice? Označen je brojem unutar engleskog slova C. 
Moram odmah reći da ovo nije sorta kao što je recimo paradajz. Klasa memorijske kartice je njegova sposobnost snimanja informacija određenom minimalnom zagarantovanom brzinom. Što je klasa veća, to je veća brzina. Štaviše, to je upravo zagarantovana najmanja brzina, dok maksimalna i prosječna brzina mogu biti znatno veće. Dvije kartice različitih klasa često mogu imati praktički istu prosječnu i maksimalnu brzinu pisanja, ali ako jedna od njih ima "padove" brzine, odnosno ponekad piše sporije, tada će imati nižu klasu. Drugim riječima: klasa garantuje da brzina kartice u bilo kojem dijelu snimanja ne padne ispod određenog praga. Zašto je to potrebno? Klasa je potrebna za uređaje koji brzo pišu informacije i ne mogu čekati. To su uglavnom video kamere koje treba da snimaju video, jer ako memorijska kartica nema vremena da snimi kadar tokom snimanja, tada će "voz otići": morat će se napisati sljedeći kadar, sljedeći će imati biti izbačen nakon toga, a dio informacija će morati da izbaci kamera. », što će loše uticati na kvalitet snimanja. Dakle, opet, uzimamo instrukciju i vidimo šta piše o klasi memorijske kartice. Ako ništa - možete uštedjeti novac, ako je klasa navedena - uzmite navedenu ili iznad.
Konačno, posljednja stvar na koju se trebate odlučiti prilikom kupovine microSD/microSDHC memorijske kartice je adapter ili adapter za SD... To je takva stvar 4 puta veća od same kartice, uz pomoć koje se vaša mikro kartica pretvara u "veliku" SD/SDHC karticu (pogledajte ih u nastavku). Neke kartice se prodaju sa adapterom, neke bez. 
Procijenite da li vam je potreban takav adapter, uzimajući u obzir uređaje koje imate: kamere, stare e-knjige itd. Takođe ne zaboravite na čitač kartica: možda on ne čita direktno mikro kartice i tada vam adapter neće nimalo smetati. Općenito, adapter proširuje vaše mogućnosti ako se nešto dogodi. S druge strane: hoćete li ga pronaći kada vam zatreba u svom stolu? Izbor je na vama.
Sada idemo na SD/SDHC mape. 
Neću puno o njima: ovo su starija braća microSD/microSDHC kartica. Sve što je o njima rečeno važi i za ove prerasle (mada je verovatnije da su "mikro" kartice premale, jer su u početku, naprotiv, bile velike, a onda su se pojavile njihove manje pandane). Jedino što nemaju adaptere, jer ih ne morate prilagođavati sebi, pa, koriste se u obimnijim uređajima - to su, prije svega, sapunice i sve vrste e-knjiga (međutim , u potonjem se sve više ugrađuju microSDHC kartice).
M2. Puno ime Memory Stick micro M2- ovo su kartice vrlo slične microSD / microSDHC. 
Razlikuju se po tome što se koriste u telefonima i plejerima kompanije Sony Ispravnije bi bilo reći “rabljeni”, jer je Sony konačno shvatio da “nije ratnik u polju” i počeo je koristiti formate SD linije. Ako ste sretni vlasnik Sony-a, budite oprezni, provjerite koju karticu imate! Ove kartice nemaju nijednu klasu.
Posljednja karta koju ćemo pogledati je Compact Flash(na ruskom se izgovara "compact flash", ali se skoro uvek piše na engleskom, verovatno zato što nekako nije književno pisati "compact" o najvećoj kartici danas na tržištu :-). 
Ove kartice, zbog svoje pristojne veličine, imaju svoje nesumnjive prednosti: kapacitet je višestruko veći od ostalih kartica i brzina koja je do sada nedostižna za SDHC memorijske kartice. Stoga se koriste u velikim "naprednim" kamerama i drugim zahtjevnim uređajima. Ostaje dodati da je brzina (ovaj put bez "zamršenosti" sa zagarantovanim minimumom) označena brojem i slovom X. Na primjer: 133x, 266x, 300x. Broj pokazuje koliko je puta data kartica brža od neke minimalne standardne brzine CD-ROM-a.
Ako u ovoj recenziji niste naišli na svoju omiljenu praistorijsku kartu - nemojte se uzrujati! Sigurno ćete ga naći na Wikipediji. Namjerno sam se ograničio samo na tipove fleš medija koji su danas rasprostranjeni, kako ne bih nikome punio glavu nepotrebnim informacijama i ne bih pretvorio članak u arhivara. Dakle, sada ste naoružani znanjem, a odabir pravog fleš diska vam neće predstavljati problem. Uživajte u kupovini!
Predgovor
Nova godina je prijatan, vedar praznik u kojem svi sumiramo rezultate protekle godine, sa nadom gledamo u budućnost i dajemo poklone. S tim u vezi, želim da se zahvalim svim stanovnicima Habra na podršci, pomoći i interesovanju za moje članke (,,,). Da niste podržali prvi, ne bi bilo ni sljedećih (već 5 članaka)! Hvala! I, naravno, želim napraviti poklon u vidu naučno-popularnog i obrazovnog članka o tome kako je moguće koristiti analitičku opremu, koja se na prvi pogled čini prilično gruba, na zabavan, zanimljiv i koristan način ( i lične i javne). Danas, pred Novu godinu, na svečanom operacionom stolu su: USB-Flash disk kompanije A-Data i SO-DIMM SDRAM modul kompanije Samsung.Teorijski dio
Pokušaću da budem što kraći da svi imamo vremena da pripremimo salatu Olivier sa marginom za svečani sto, pa će deo materijala biti u vidu linkova: ako želite, pročitajte u slobodno vreme ...Kakva je to vrsta sjećanja?
Trenutno postoji mnogo opcija za pohranjivanje informacija, neke od njih zahtijevaju stalno dopunjavanje električne energije (RAM), neke su zauvijek "ušivene" u kontrolna mikro kola okolne tehnologije (ROM), a neke kombiniraju kvalitete tih i drugih. (Hibrid). Potonji, posebno, uključuje blic. Čini se da je to nepromjenjiva memorija, ali zakone fizike je teško ukinuti, a i dalje morate s vremena na vrijeme prepisivati informacije na fleš diskovima.Jedina stvar koja, možda, može ujediniti sve ove vrste memorije je manje-više isti princip rada. Postoji neka dvodimenzionalna ili trodimenzionalna matrica, koja se puni 0 i 1 na približno isti način i iz koje naknadno možemo ili čitati ove vrijednosti ili ih zamijeniti, tj. sve je to direktan analog njegovog prethodnika - memorije na feritnim prstenovima.
Šta je fleš memorija i kakva je (NOR i NAND)?
Počnimo sa fleš memorijom. Nekada davno, na poznatom ixbt-u, dosta je objavljivano o tome šta je Flash i koje su 2 glavne vrste ove vrste memorije. Konkretno, postoji NOR (logičko ne-ili) i NAND (logičko ne-i) Flash memorija (sve je takođe detaljno opisano), koje se donekle razlikuju po svojoj organizaciji (na primjer, NOR je dvodimenzionalan, NAND može biti trodimenzionalni), ali imaju jedan zajednički element - tranzistor s plutajućim vratima.
Šematski prikaz tranzistora s plutajućim vratima.
Pa kako ovo inženjersko čudo funkcionira? Zajedno sa nekim fizičkim formulama, ovo je opisano. Ukratko, između kontrolne kapije i kanala kroz koji struja teče od izvora do odvoda, postavljamo istu plutajuću kapiju, okruženu tankim slojem dielektrika. Kao rezultat toga, kada struja teče kroz takav "modificirani" tranzistor s efektom polja, neki od visokoenergetskih elektrona tuneliraju kroz dielektrik i završavaju unutar plutajuće kapije. Jasno je da su elektroni, dok su tunelirali i lutali unutar ove kapije, izgubili dio svoje energije i praktično se ne mogu vratiti nazad.
NB:“Praktično” je ključna riječ, jer bez ponovnog pisanja, bez ažuriranja ćelija barem jednom u nekoliko godina, Flash se “resetuje” na isti način kao RAM nakon što se računar isključi.
Opet imamo dvodimenzionalni niz koji treba popuniti sa 0 i 1. Budući da je potrebno dosta vremena da se akumulira naboj na plutajućoj kapiji, u slučaju RAM-a koristi se drugačije rješenje. Memorijska ćelija se sastoji od kondenzatora i konvencionalnog tranzistora sa efektom polja. U ovom slučaju, sam kondenzator ima, s jedne strane, primitivan fizički uređaj, ali je, s druge strane, netrivijalno implementiran u hardveru:
RAM ćelijski uređaj.
Još jednom, ixbt ima dobar, posvećen DRAM-u i SDRAM-u. Nije, naravno, tako svježe, ali su osnovne stvari vrlo dobro opisane.
Jedino pitanje koje me muči je: može li DRAM imati, kao flash, ćeliju na više nivoa? Čini se da da, ali ipak...
Praktični dio
Flash
Oni koji već duže vrijeme koriste fleš diskove vjerovatno su već vidjeli "goli" disk, bez kućišta. Ali ipak ću ukratko spomenuti glavne dijelove USB fleš diska:
Glavni elementi USB-Flash drajva: 1. USB-konektor, 2. kontroler, 3. PCB-višeslojna štampana ploča, 4. NAND memorijski modul, 5. kristalni oscilator referentne frekvencije, 6. LED indikator (sada , međutim, na mnogim fleš diskovima ga nema), 7. prekidač za zaštitu od pisanja (slično, mnogi fleš diskovi ga nemaju), 8. prostor za dodatni memorijski mikrokolo.
Idemo od jednostavnog ka složenom. Kvarcni oscilator (više o tome kako radi). Na moju veliku žalost, tokom perioda poliranja i sama kvarcna ploča je nestala, tako da možemo samo da se divimo kućištu.
Kućište kvarcnog oscilatora
Igrom slučaja sam u međuvremenu otkrio kako izgleda armaturno vlakno unutar tekstolita i kuglica, od kojih je uglavnom tekstolit. Usput, vlakna su ipak položena s uvijanjem, to se jasno vidi na gornjoj slici:
Vlakna za ojačanje unutar tekstolita (crvene strelice označavaju vlakna okomita na rez), od kojih se većina tekstolita sastoji
A evo i prvog važnog dijela fleš diska - kontrolera:
Kontroler. Gornja slika je dobijena kombinovanjem nekoliko SEM fotomikrografija.
Da budem iskren, nisam baš razumio ideju inženjera, koji su postavili neke dodatne provodnike u sam čip. Možda je, sa stanovišta tehnološkog procesa, to lakše i jeftinije učiniti.
Nakon obrade ove slike, povikao sam: "Yayayayaz!" i trčao po sobi. Dakle, vašoj pažnji je procesna tehnologija od 500 nm u svoj svojoj slavi sa savršeno ucrtanim granicama odvoda, izvora, kontrolne kapije, pa čak i kontakti su očuvani u relativnom integritetu:
"Ide!" mikroelektronika - procesna tehnologija kontrolera 500 nm sa savršeno ucrtanim odvojenim drenovima (Drain), izvorima (Source) i kontrolnim kapijama (Gate)
A sada idemo na desert - memorijski čipovi. Počnimo s kontaktima koji hrane ovu memoriju u pravom smislu te riječi. Pored glavnog (na slici "najdebljeg" kontakta), ima i mnogo malih. Usput, "debeli"< 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:
SEM slike kontakata koji napajaju memorijski čip
Ako govorimo o samoj memoriji, onda ćemo i ovdje biti uspješni. Uspjeli smo gađati pojedinačne blokove čije su granice označene strelicama. Gledajući sliku s maksimalnim uvećanjem, pokušajte napregnuti pogled, ovaj kontrast je zaista teško razlikovati, ali je na slici (radi jasnoće, označio sam zasebnu ćeliju linijama):
Memorijske ćelije 1. Granice bloka su označene strelicama. Linije označavaju pojedinačne ćelije
U početku mi se činilo kao artefakt slike, ali nakon obrade svih fotografija kuće, shvatio sam da su to ili kontrolne kapije proširene duž vertikalne ose sa SLC ćelijom, ili je to nekoliko ćelija sakupljenih u MLC. Iako sam gore spomenuo MLC, to je još uvijek pitanje. Za referencu, "debljina" ćelije (tj. udaljenost između dvije svjetlosne tačke na donjoj slici) je oko 60 nm.
Da ne bi kvarili - evo sličnih fotografija sa druge polovine fleš diska. Potpuno slična slika:
Memorijske ćelije 2. Granice bloka su označene strelicama. Linije označavaju pojedinačne ćelije
Naravno, sam čip nije samo skup takvih memorijskih ćelija, unutar njega se nalaze još neke strukture čije vlasništvo nisam mogao utvrditi:
Druge strukture unutar NAND memorijskih čipova
DRAM
Naravno, nisam isekao celu SO-DIMM ploču od Samsunga, već sam samo "odspojio" jedan od memorijskih modula uz pomoć pištolja za vrući vazduh. Vrijedi napomenuti da je jedan od savjeta predložen nakon prve objave ovdje dobro došao - rezati pod kutom. Stoga, za detaljno uranjanje u ono što je vidio, potrebno je uzeti u obzir ovu činjenicu, pogotovo jer je rez na 45 stupnjeva omogućio da se dobiju, takoreći, "tomografski" dijelovi kondenzatora.Međutim, po tradiciji, krenimo od kontakata. Bilo je lijepo vidjeti kako izgleda BGA "čip" i kakvo je lemljenje:
"Cipped" BGA lemljenje
A sada je vrijeme da po drugi put viknemo: "Ide!", jer smo uspjeli vidjeti pojedinačne solid-state kondenzatore - koncentrične krugove na slici, označene strelicama. Oni su ti koji pohranjuju naše podatke dok kompjuter radi u obliku naboja na njihovim pločama. Sudeći po fotografijama, dimenzije takvog kondenzatora su oko 300 nm širine i oko 100 nm debljine.
Zbog činjenice da je čip rezan pod uglom, neki kondenzatori su uredno izrezani u sredini, dok su kod drugih odsječene samo "strane":
DRAM memorija u svom najboljem izdanju
Ako neko sumnja da su ove strukture kondenzatori, onda možete vidjeti "profesionalniju" fotografiju (iako bez oznake mjerila).
Jedini momenat koji me je zbunio je to što su kondenzatori smješteni u 2 reda (fotografija donja lijevo), tj. ispostavilo se da postoje 2 bita informacije po ćeliji. Kao što je već spomenuto, informacije o višebitnom snimanju su dostupne, ali koliko je ova tehnologija primjenjiva i korištena u modernoj industriji ostaje pitanje za mene.
Naravno, pored samih memorijskih ćelija, unutar modula postoje i neke pomoćne strukture, čiju svrhu mogu samo nagađati:
Druge strukture unutar DRAM čipa
Pogovor
Pored linkova koji su razbacani po tekstu, po meni je ova recenzija dosta interesantna (doduše iz 1997. godine), sam sajt (i foto galerija, i chip-art, i patenti i mnogo, mnogo stvari) i ovaj ured, koji se zapravo bavio obrnutim inženjeringom.Nažalost, nismo uspjeli pronaći veliki broj video zapisa o proizvodnji Flash-a i RAM-a, tako da se morate zadovoljiti samo sastavljanjem USB-Flash diskova:
P.S.: Još jednom, sve uz nadolazeću Novu godinu crnog vodenog zmaja !!!
Ispada čudno: htio sam jedan od prvih napisati članak o Flashu, ali sudbina je odlučila drugačije. Držimo palčeve, nadajmo se da će sljedeća, barem 2, članka (o biološkim objektima i prikazima) ugledati svjetlo dana početkom 2012. godine. U međuvremenu, sjeme je karbonska traka:
Karbonska traka na koju su fiksirani ispitni uzorci. Mislim da i obična selotejp izgleda isto.
Moderna osoba voli biti mobilna i uz sebe ima razne high-tech gadgete (engleski gadget - uređaj) koji olakšavaju život, ali šta se tu krije, čineći ga bogatijim i zanimljivijim. A pojavili su se za samo 10-15 godina! Minijaturni, lagani, praktični, digitalni... Sve ove spravice su postigli zahvaljujući novim mikroprocesorskim tehnologijama, ali je ipak veći doprinos dala jedna divna tehnologija skladištenja podataka o kojoj ćemo danas govoriti. Dakle, fleš memorija.
Postoji mišljenje da se naziv FLASH u odnosu na vrstu memorije prevodi kao "fleš". U stvari, to nije istina. Jedna od verzija njegovog izgleda kaže da je Toshiba prvi put 1989-90. koristila reč Flash u kontekstu "brz, trenutni" kada je opisivao svoja nova mikro kola. Generalno, Intel se smatra pronalazačem, koji je uveo fleš memoriju sa NOR arhitekturom 1988. godine. Godinu dana kasnije, Toshiba je razvila NAND arhitekturu, koja se i danas koristi zajedno sa istim NOR-om u flash čipovima. Zapravo, sada možemo reći da su to dvije različite vrste memorije, koje imaju donekle sličnu tehnologiju proizvodnje. U ovom članku pokušat ćemo razumjeti njihovu strukturu, kako funkcioniraju, a također ćemo razmotriti različite mogućnosti za praktičnu upotrebu.
NOR
Uz pomoć njega, ulazni naponi se pretvaraju u izlazne napone koji odgovaraju "0" i "1". Oni su neophodni jer se različiti naponi koriste za čitanje/upisivanje podataka u memorijsku ćeliju. Izgled ćelije je prikazan na donjoj slici.
Karakterističan je za većinu flash čipova i predstavlja tranzistor sa dva izolirana gejta: kontrolnim i plutajućim. Važna karakteristika potonjeg je sposobnost zadržavanja elektrona, odnosno naboja. Takođe u ćeliji postoje takozvani "odvod" i "izvor". Prilikom programiranja između njih, zbog utjecaja pozitivnog polja na kontrolnu kapiju, stvara se kanal - protok elektrona. Neki od elektrona, zbog prisustva više energije, savladavaju sloj izolatora i ulaze u plutajuću kapiju. Na njemu se mogu čuvati nekoliko godina. Određeni raspon broja elektrona (naboja) na plutajućoj kapiji odgovara logičkoj jedinici, a sve što je veće od nje odgovara nuli. Kada se čitaju, ova stanja se prepoznaju mjerenjem graničnog napona tranzistora. Za brisanje informacija, visoki negativni napon se primjenjuje na kontrolnu kapiju, a elektroni iz plutajuće kapije prolaze (tunel) do izvora. U tehnologijama različitih proizvođača, ovaj princip rada može se razlikovati u načinu snabdijevanja strujom i očitavanju podataka iz ćelije. Također bih želio skrenuti vašu pažnju na činjenicu da se u strukturi flash memorije samo jedan element (tranzistor) koristi za pohranjivanje 1 bita informacije, dok je kod nestabilnih tipova memorije potrebno nekoliko tranzistora i kondenzator. To vam omogućava da značajno smanjite veličinu proizvedenih mikro krugova, pojednostavite tehnološki proces i, posljedično, smanjite troškove. Ali jedan bit je daleko od granice: Intel već izdaje StrataFlash memoriju, čija svaka ćelija može pohraniti 2 bita informacija. Takođe, postoje prototipovi, sa 4, pa čak i 9-bitnim ćelijama! Takva memorija koristi ćelijsku tehnologiju na više nivoa. Imaju uobičajenu strukturu, a razlika je u tome što je njihov naboj podijeljen na nekoliko nivoa, od kojih je svakom dodijeljena određena kombinacija bitova. Teoretski, više od 4 bita se može čitati/pisati, međutim, u praksi se javljaju problemi s eliminacijom šuma i postupnim curenjem elektrona tokom dugotrajnog skladištenja. Generalno, memorijski čipovi koji danas postoje za ćelije karakteriziraju vrijeme skladištenja informacija mjereno u godinama i broj ciklusa čitanja/pisanja - od 100 hiljada do nekoliko miliona. Među nedostacima, posebno u flash memoriji s NOR arhitekturom, vrijedi napomenuti lošu skalabilnost: nemoguće je smanjiti površinu čipova smanjenjem veličine tranzistora. Ova situacija je povezana sa načinom organizovanja matrice ćelija: u NOR arhitekturi, pojedinačni kontakt mora biti povezan sa svakim tranzistorom. NAND fleš memorija je mnogo bolja u tom pogledu.
NAND
Uređaj i princip rada ćelija je isti kao kod NOR-a. Iako, osim logike, postoji još jedna bitna razlika - arhitektura smještaja ćelija i njihovih kontakata. Za razliku od gore opisanog slučaja, postoji kontaktna matrica na čijim se presecima redova i kolona nalaze tranzistori. Ovo je uporedivo sa pasivnom matricom u displejima :) (i NOR - sa aktivnim TFT-om). U slučaju memorije, takva organizacija je nešto bolja - površina mikrokola može se značajno smanjiti zbog veličine ćelija. Nedostaci (koji mogu biti i bez njih) su niža brzina rada u operacijama slučajnog pristupa bajtovima u odnosu na NOR.
Postoje i takve arhitekture kao što su: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi) itd. One ne predstavljaju ništa suštinski novo, već samo kombinuju najbolja svojstva NAND-a i NOR-a.
Pa ipak, kako god bilo, NOR i NAND se danas proizvode ravnopravno i praktički se ne natječu jedni s drugima, jer se zbog svojih kvaliteta koriste u različitim područjima skladištenja podataka. O tome će se dalje razgovarati...
Gdje je potrebna memorija...
Opseg primjene bilo koje vrste flash memorije ovisi prvenstveno o brzini i pouzdanosti pohranjivanja informacija. Adresni prostor NOR memorije omogućava vam rad sa pojedinačnim bajtovima ili riječima (2 bajta). U NAND-u ćelije su grupirane u male blokove (slično klasteru tvrdog diska). Iz ovoga slijedi da će NAND imati prednost u brzini pri sekvencijalnom čitanju i pisanju. Međutim, s druge strane, NAND značajno gubi u operacijama slučajnog pristupa i ne dozvoljava direktan rad sa bajtovima informacija. Na primjer, promjena jednog bajta zahtijeva:
- pročitajte u bafer blok informacija u kojem se nalazi
- promijenite traženi bajt u baferu
- upišite blok sa promijenjenim bajtom nazad
Ako dodamo kašnjenja za dohvaćanje bloka i pristup vremenu izvršenja gore navedenih operacija, dobićemo indikatore koji nikako nisu konkurentni NOR-u (imajte na umu da je to za slučaj pisanja bajtova). Sekvencijalno čitanje/pisanje je druga stvar - ovdje NAND, naprotiv, pokazuje znatno veće karakteristike brzine. Stoga, a i zbog mogućnosti povećanja količine memorije bez povećanja veličine mikrokola, NAND-flash je našao primjenu kao skladište velikih količina informacija i za njihov prijenos. Najčešći uređaji koji se sada baziraju na ovoj vrsti memorije su fleš diskovi i memorijske kartice. Što se tiče NOR flash-a, čipovi sa takvom organizacijom koriste se kao čuvari programskog koda (BIOS, RAM džepnih računara, mobilnih telefona itd.), ponekad se implementiraju u obliku integrisanih rješenja (RAM, ROM i procesor na jednoj mini ploči, ili čak u jednom čipu). Uspješan primjer za to je Gumstix projekat: jednostruki računar veličine gumenog štapića. NOR čipovi su ti koji pružaju potreban nivo pouzdanosti skladištenja informacija za takve slučajeve i fleksibilnije opcije za rad s njima. Volumen NOR-flash-a se obično mjeri u jedinicama megabajta i rijetko prelazi desetine.
I biće bljesak...
Naravno, blic je tehnologija koja obećava. Međutim, uprkos snažnom rastu obima proizvodnje, uređaji za skladištenje podataka koji se baziraju na njemu su i dalje dovoljno skupi da se takmiče sa hard diskovima za desktop ili laptop računare. U osnovi, dominacija flash memorije sada je ograničena na mobilne uređaje. Kao što možete zamisliti, ovaj segment informacione tehnologije nije tako mali. Osim toga, prema proizvođačima, ekspanzija Flasha neće stati na tome. Dakle, koji su glavni razvojni trendovi u ovoj oblasti?
Prvo, kao što je već spomenuto, veliki je naglasak na integriranim rješenjima. Štoviše, projekti poput Gumstixa su samo međufaze na putu implementacije svih funkcija u jednom mikrokolu.
Do sada su takozvani on-chip (single-chip) sistemi kombinacije u jednom flash memorijskom čipu sa kontrolerom, procesorom, SDRAM-om ili posebnim softverom. Na primer, Intel StrataFlash u kombinaciji sa Persistent Storage Manager (PSM) softverom omogućava da se količina memorije istovremeno koristi i za skladištenje podataka i za izvršavanje koda. PSM je u suštini sistem datoteka koji podržava Windows CE 2.1 i noviji. Sve ovo ima za cilj smanjenje broja komponenti i smanjenje veličine mobilnih uređaja uz povećanje njihove funkcionalnosti i performansi. Ništa manje zanimljiv i relevantan je razvoj Renesas - superAND flash memorije s ugrađenim kontrolnim funkcijama. Do sada su bili implementirani zasebno u kontroleru, a sada su integrisani direktno u čip. To su funkcije praćenja loših sektora, ispravljanje grešaka (ECC - error check and correct), ujednačenost trošenja ćelija (izravnavanje habanja). Pošto su prisutni u nekim varijacijama u većini drugih brendiranih firmvera eksternih kontrolera, pogledajmo ih na brzinu. Počnimo sa lošim sektorima. Da, nalaze se i u flash memoriji: čipovi s prosječno do 2% neradnih ćelija silaze s proizvodne trake - to je uobičajeni tehnološki standard. Ali s vremenom se njihov broj može povećati (okolina nije posebno kriva za to - elektromagnetski, fizički (tresanje, itd.) utjecaj flash čipa nije zastrašujući). Stoga, kao i kod tvrdih diskova, postoji rezervni kapacitet u fleš memoriji. Ako se pojavi loš sektor, kontrolna funkcija zamjenjuje njegovu adresu u tablici alokacije datoteka s adresom sektora iz rezervnog područja.
 |
 |
Zapravo, ECC algoritam se bavi otkrivanjem loših - uspoređuje snimljene informacije sa stvarno snimljenim. Takođe, zbog ograničenog resursa ćelija (reda nekoliko miliona ciklusa čitanja/pisanja za svaku), važno je imati funkciju koja vodi računa o ujednačenosti habanja. Navest ću tako rijedak, ali uobičajen slučaj: privjesak za ključeve sa 32 MB, od čega je 30 MB zauzeto, a stalno se nešto upisuje i briše u slobodni prostor. Ispostavilo se da neke ćelije miruju, dok druge intenzivno troše svoje resurse. Kako se to ne bi dogodilo, u brendiranim uređajima, slobodni prostor je uvjetno podijeljen na sekcije, za svaku od kojih se prati i bilježi broj operacija pisanja.
Čak i složenije sve-u-jednom konfiguracije sada su široko zastupljene od strane kompanija kao što su, na primjer, Intel, Samsung, Hitachi, itd. Njihovi proizvodi su multifunkcionalni uređaji implementirani u samo jednom mikrokolu (ima procesor kao standard, flash memoriju i SDRAM). Fokusirani su na aplikacije u mobilnim uređajima, gdje su važne visoke performanse uz minimalnu veličinu i nisku potrošnju energije. To uključuje: PDA, pametne telefone, telefone za 3G mreže. Navest ću primjer takvog razvoja - čip kompanije Samsung koji kombinuje ARM procesor (203 MHz), 256 MB NAND memorije i 256 SDRAM. Kompatibilan je sa uobičajenim OS: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux i ima USB podršku. Tako je na njegovoj osnovi moguće kreirati multifunkcionalne mobilne uređaje sa niskom potrošnjom energije, sposobne za rad sa video, zvukom, glasom i drugim aplikacijama koje zahtijevaju velike resurse.
Još jedno područje poboljšanja flash-a je smanjenje potrošnje energije i veličine uz povećanje kapaciteta memorije i performansi. To se u većoj mjeri tiče mikrokola sa NOR arhitekturom, budući da će razvojem mobilnih računara koji podržavaju rad u bežičnim mrežama upravo NOR flash, zbog svoje male veličine i male potrošnje energije, postati univerzalno rješenje za pohranjivanje i izvršavanje programskog koda. Uskoro će 512 Mbit NOR čipovi istog Renesa biti pušteni u masovnu proizvodnju. Napon napajanja će im biti 3,3 V (da vas podsjetim da mogu pohranjivati informacije bez napajanja strujom), a brzina u operacijama pisanja je 4 MB/sec. Istovremeno, Intel već predstavlja svoj StrataFlash bežični memorijski sistem (LV18 / LV30), svestrani sistem fleš memorije za bežične tehnologije. Zapremina njegove memorije može dostići 1 Gbit, a radni napon je 1,8 V. Tehnologija proizvodnje čipova je 0,13 nm, a planira se prelazak na 0,09 nm tehnički proces. Među inovacijama ove kompanije, vredi istaći i organizaciju batch načina rada sa NOR memorijom. Omogućuje vam čitanje informacija ne jedan po bajt, već blokove od 16 bajtova: koristeći sabirnicu podataka od 66 MHz, brzina razmjene podataka s procesorom dostiže 92 Mbit / s!
Pa, kao što vidite, tehnologija ubrzano napreduje. Sasvim je moguće da će do objavljivanja ovog članka biti još nešto novo. Dakle, ako ništa - ne izvinjavajte me :) Nadam se da vam je materijal bio zanimljiv.
