فلش مموری درخواست به اینجا هدایت می شود فلش کارت ها. با موضوع "کارت های فلش".

مشخصات

سرعت برخی از دستگاه های دارای حافظه فلش می تواند به 100 مگابایت بر ثانیه برسد. به طور کلی، فلش کارت ها دارای طیف وسیعی از سرعت هستند و معمولاً با سرعت یک درایو CD استاندارد (150 کیلوبایت بر ثانیه) برچسب گذاری می شوند. بنابراین سرعت مشخص شده 100x به معنای 100 × 150 کیلوبایت بر ثانیه = 15000 کیلوبایت بر ثانیه = 14.65 مگابایت بر ثانیه است.

اساساً حجم یک تراشه فلش مموری از کیلوبایت تا چندین گیگابایت اندازه گیری می شود.

برای افزایش صدا، دستگاه ها اغلب از آرایه ای از چندین تراشه استفاده می کنند. تا سال 2007، دستگاه‌های USB و کارت‌های حافظه دارای ظرفیت‌هایی از 512 مگابایت تا 64 گیگابایت بودند. بیشترین ظرفیت دستگاه های USB 4 ترابایت بود.

سیستم های فایل

نقطه ضعف اصلی فلش مموری تعداد چرخه های بازنویسی است. وضعیت همچنین با این واقعیت بدتر می شود که سیستم عامل اغلب داده ها را در یک مکان می نویسد. به عنوان مثال، جدول سیستم فایل به طور مکرر به روز می شود، بنابراین اولین بخش های حافظه ذخیره خود را خیلی زودتر مصرف می کنند. توزیع بار می تواند به طور قابل توجهی عمر حافظه را افزایش دهد.

برای حل این مشکل، فایل سیستم های ویژه ای ایجاد شد: JFFS2 و YAFFS برای گنو/لینوکس و مایکروسافت ویندوز.

SecureDigital و FAT.

کاربرد

فلش مموری بیشتر به دلیل استفاده در درایوهای فلش USB شناخته شده است. فلش درایو USB). نوع اصلی حافظه مورد استفاده NAND است که از طریق USB و از طریق رابط USB ذخیره سازی انبوه (USB MSC) متصل می شود. این رابط توسط تمام سیستم عامل های مدرن پشتیبانی می شود.

درایوهای فلش USB به دلیل سرعت بالا، ظرفیت و اندازه جمع و جور خود به طور کامل جایگزین فلاپی دیسک های بازار شده اند. به عنوان مثال، این شرکت در سال 2003 تولید کامپیوترهایی با فلاپی درایو را متوقف کرد.

در حال حاضر طیف وسیعی از درایوهای فلش USB در اشکال و رنگ های مختلف تولید می شوند. فلش درایوهایی در بازار وجود دارد که اطلاعات ثبت شده روی آنها رمزگذاری خودکار است. شرکت ژاپنی Solid Alliance حتی درایوهای فلش را به شکل غذا تولید می کند.

توزیع‌های گنو/لینوکس و نسخه‌هایی از برنامه‌ها وجود دارد که می‌توانند مستقیماً از درایوهای USB کار کنند، برای مثال، برای استفاده از برنامه‌های کاربردی شما در یک کافی نت.

فناوری ویندوز ویستا می تواند از یک درایو فلش USB یا فلش مموری مخصوص تعبیه شده در رایانه برای افزایش عملکرد استفاده کند. فلش مموری همچنین برای کارت های حافظه مانند SecureDigital (SD) و Memory Stick استفاده می شود که به طور فعال در تجهیزات قابل حمل (دوربین ها، تلفن های همراه) استفاده می شود. همراه با دستگاه های ذخیره سازی USB، حافظه فلش اکثریت بازار رسانه های ذخیره سازی قابل حمل را به خود اختصاص داده است.

نوع حافظه NOR بیشتر در حافظه های بایوس و رام دستگاه ها مانند مودم های DSL، روترها و غیره استفاده می شود. حافظه فلش به شما امکان می دهد به راحتی سیستم عامل دستگاه ها را به روز کنید، در حالی که سرعت و ظرفیت نوشتن برای چنین دستگاه هایی چندان مهم نیست. .

اکنون امکان جایگزینی هارد دیسک با فلش مموری به طور فعال در حال بررسی است. در نتیجه سرعت روشن شدن کامپیوتر افزایش می یابد و عدم وجود قطعات متحرک باعث افزایش طول عمر می شود. به عنوان مثال، XO-1، یک لپ تاپ 100 دلاری که به طور فعال برای کشورهای جهان سوم در حال توسعه است، به جای هارد دیسک از 1 گیگابایت حافظه فلش استفاده می کند. توزیع به دلیل قیمت بالا به ازای هر گیگابایت و ماندگاری کوتاه تر نسبت به هارد دیسک ها به دلیل تعداد محدود چرخه های نوشتن محدود شده است.

انواع کارت حافظه

انواع مختلفی از کارت های حافظه در دستگاه های قابل حمل استفاده می شود:

MMC (کارت چند رسانه ای): یک کارت با فرمت MMC اندازه کوچکی دارد - 24x32x1.4 میلی متر. به طور مشترک توسط SanDisk و Siemens توسعه یافته است. MMC دارای یک کنترلر حافظه است و با دستگاه های مختلف بسیار سازگار است. در بیشتر موارد، کارت های MMC توسط دستگاه هایی با اسلات SD پشتیبانی می شوند.

RS-MMC (کارت چند رسانه ای با اندازه کاهش یافته): کارت حافظه ای که طول آن نصف یک کارت استاندارد MMC است. ابعاد آن 24x18x1.4 میلی متر و وزن آن در حدود 6 گرم است؛ همه مشخصات دیگر با MMC تفاوتی ندارند. برای اطمینان از سازگاری با استاندارد MMC هنگام استفاده از کارت های RS-MMC، آداپتور مورد نیاز است. DV-RS-MMC (کارت چند رسانه ای با اندازه دو ولتاژ کاهش یافته): کارت های حافظه DV-RS-MMC با توان دوگانه (1.8 و 3.3 ولت) مصرف برق کمتری دارند که باعث می شود تلفن همراه شما کمی بیشتر کار کند. ابعاد کارت همانند RS-MMC، 24x18x1.4 میلی متر است. MMCmicro: کارت حافظه مینیاتوری برای دستگاه های تلفن همراه با ابعاد 14x12x1.1 میلی متر. برای اطمینان از سازگاری با اسلات استاندارد MMC باید از آداپتور استفاده شود.

کارت SD (کارت دیجیتال امن): پشتیبانی شده توسط پاناسونیک و: کارت‌های SD قدیمی، به اصطلاح Trans-Flash و کارت‌های جدید SDHC (ظرفیت بالا) و دستگاه‌های خواندن آنها در محدودیت حداکثر ظرفیت ذخیره‌سازی، 2 گیگابایت برای Trans-Flash و 32 گیگابایت برای Trans-Flash متفاوت هستند. ظرفیت بالا. خواننده های SDHC با SDTF سازگار هستند، یعنی کارت SDTF بدون مشکل در یک خواننده SDHC خوانده می شود، اما تنها 2 گیگابایت از ظرفیت یک SDHC بزرگتر در دستگاه SDTF دیده می شود یا اصلا خوانده نمی شود. . فرض بر این است که فرمت TransFlash به طور کامل با فرمت SDHC جایگزین خواهد شد. هر دو فرمت فرعی را می توان در هر یک از سه فرمت فیزیکی ارائه کرد. اندازه (استاندارد، مینی و میکرو). miniSD (مینی کارت دیجیتال امن): Secure Digital با کارت های استاندارد در ابعاد کوچکتر متفاوت است: 21.5x20x1.4 میلی متر. برای اطمینان از کارکرد کارت در دستگاه های مجهز به اسلات SD معمولی، از آداپتور استفاده می شود. کارت حافظه میکرو اس دی (Micro Secure Digital Card): در حال حاضر (2008) فشرده ترین دستگاه های فلش مموری قابل جابجایی (11x15x1 میلی متر) هستند. آنها عمدتاً در تلفن های همراه، ارتباطات و غیره استفاده می شوند، زیرا به دلیل فشرده بودن، می توانند حافظه دستگاه را بدون افزایش اندازه آن به میزان قابل توجهی افزایش دهند. سوئیچ حفاظت از نوشتن روی آداپتور microSD-SD قرار دارد.

MS Duo (Memory Stick Duo): این استاندارد حافظه توسط شرکت توسعه و پشتیبانی شده است

بر کسی پوشیده نیست که در دنیای مدرن، یکی از کالاهای مرتبط، اطلاعات است. و مانند هر محصول دیگری باید ذخیره و منتقل شود. دستگاه های ذخیره سازی قابل حمل برای این منظور ساخته شد. در گذشته نه چندان دور، این نقش توسط فلاپی دیسک ها و سی دی ها ایفا می شد که علیرغم اندازه بزرگ، قادر به ذخیره مقدار بسیار کمی از اطلاعات بودند. با توسعه فناوری رایانه، حجم رسانه های ذخیره سازی به تدریج کاهش یافت، اما حجم داده های ذخیره شده در آنها چندین برابر افزایش یافت. این منجر به ظهور یک دستگاه ذخیره سازی قابل حمل جدید - درایو فلش USB شد.

فلش مموری- نوع خاصی از حافظه نیمه هادی غیر فرار و قابل بازنویسی.

بیایید نگاهی دقیق تر بیندازیم: غیر فرار - برای ذخیره داده ها به انرژی اضافی نیاز ندارد (انرژی فقط برای ضبط مورد نیاز است)، قابل بازنویسی - اجازه می دهد تا داده های ذخیره شده در آن تغییر (بازنویسی) و نیمه هادی (حالت جامد) شوند. این است که شامل قطعات متحرک مکانیکی (مانند هارد دیسک های معمولی یا سی دی) نمی شود که بر اساس مدارهای مجتمع (IC-Chip) ساخته شده است.

به معنای واقعی کلمه در مقابل چشمان ما، فلش مموری از یک وسیله عجیب و غریب و گران قیمت برای ذخیره سازی داده ها به یکی از محبوب ترین رسانه های ذخیره سازی تبدیل شده است. حافظه های حالت جامد از این نوع به طور گسترده در پخش کننده های قابل حمل و رایانه های جیبی، در دوربین ها و درایوهای فلش مینیاتوری استفاده می شود. اولین نمونه‌های تولیدی با سرعت کم کار می‌کردند، اما امروزه سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها در حافظه فلش به شما این امکان را می‌دهد که یک فیلم تمام‌قد ذخیره شده در یک تراشه مینیاتوری را تماشا کنید یا یک سیستم عامل "سنگین" کلاس Windows XP را اجرا کنید.

فلش مموری به دلیل مصرف انرژی کم، اندازه جمع و جور، دوام و عملکرد نسبتاً بالا، برای استفاده به عنوان ذخیره سازی در دستگاه های قابل حمل مانند دوربین های دیجیتال عکس و فیلمبرداری، تلفن های همراه، رایانه های لپ تاپ، پخش کننده های MP3، ضبط کننده های صوتی دیجیتال و غیره ایده آل است. .

داستان

در ابتدا هارد دیسک های حالت جامد برای سرورهای پرسرعت توسعه یافتند و برای مقاصد نظامی استفاده می شدند، اما همانطور که معمولاً اتفاق می افتد، با گذشت زمان شروع به استفاده از آنها برای رایانه ها و سرورهای غیرنظامی کردند.

دو دسته از دستگاه ها پدید آمدند: در یک مورد، آنها مدارهای پاک کردن را قربانی کردند تا حافظه ای با چگالی بالا به دست آورند و در مورد دیگر، آنها یک دستگاه کاملاً کاربردی با ظرفیت بسیار کمتر ساختند.

بر این اساس، تلاش مهندسان در جهت حل مشکل چگالی مدارهای پاک کننده بود. آنها با اختراع مهندس توشیبا فوجیو ماسوکا در سال 1984 موفق شدند. فوجیو توسعه خود را در نشست بین المللی دستگاه های الکترونیکی در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا ارائه کرد. اینتل به این اختراع علاقه مند بود و چهار سال بعد، در سال 1988، اولین پردازنده تجاری فلش نوع NOR را عرضه کرد. معماری حافظه فلش NAND یک سال بعد توسط توشیبا در سال 1989 در کنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد معرفی شد. تراشه NAND سرعت نوشتن سریع‌تری داشت و سطح مدار کوچک‌تری داشت.

گاهی اوقات استدلال می شود که نام Flash در رابطه با نوع حافظه به "فلش" ترجمه می شود. در واقع، این صحیح نیست. یکی از نسخه‌های ظاهری آن می‌گوید که برای اولین بار در سال‌های 1989-1990، توشیبا از کلمه Flash در زمینه «سریع، فوری» هنگام توصیف تراشه‌های جدید خود استفاده کرد. به طور کلی، اینتل مخترع در نظر گرفته می شود که فلش مموری با معماری NOR را در سال 1988 معرفی کرد.

مزایای فلش کارت های USB نسبت به درایوهای دیگر واضح است:

ابعاد کوچک،

وزن بسیار سبک،

عملیات بی صدا،

امکان بازنویسی،

مقاومت خوب در برابر استرس مکانیکی، بر خلاف سی دی و فلاپی دیسک (5-10 برابر بیشتر از حداکثر مجاز برای هارد دیسک های معمولی)،

مقاومت در برابر تغییرات شدید دما،

بدون قطعات متحرک، که مصرف انرژی را به حداقل می رساند،

بدون مشکل اتصال - خروجی های USB تقریباً در هر رایانه ای در دسترس هستند،

مقدار زیادی حافظه،

ثبت اطلاعات در سلول های حافظه،

دوره ذخیره سازی اطلاعات تا 100 سال است.

فلش مموری در حین کار به میزان قابل توجهی (حدود 10-20 برابر یا بیشتر) انرژی کمتری مصرف می کند.

همچنین لازم به ذکر است که برای کار با فلش درایو USB نیازی به برنامه های شخص ثالث، آداپتورها و غیره ندارید. دستگاه به طور خودکار شناسایی می شود.

اگر روزی 10 بار روی فلش مموری بنویسید، حدود 30 سال دوام می آورد.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

اصل عملکرد فناوری حافظه فلش نیمه هادی مبتنی بر تغییر و ثبت بار الکتریکی در ناحیه ایزوله (جیب) ساختار نیمه هادی است.

تغییر شارژ ("نوشتن" و "پاک کردن") با اعمال پتانسیل بالا بین گیت و منبع انجام می شود به طوری که قدرت میدان الکتریکی در دی الکتریک نازک بین کانال ترانزیستور و جیب برای ایجاد یک اثر تونل سازی کافی است. برای تقویت اثر تونل زنی الکترون در حین نوشتن، شتاب جزئی الکترون ها با عبور جریان از کانال ترانزیستور اثر میدان اعمال می شود.

نمایش شماتیک یک ترانزیستور دروازه شناور.

بین دروازه کنترل و کانالی که از طریق آن جریان از منبع به تخلیه جریان می یابد، همان دروازه شناور را قرار می دهیم که توسط یک لایه نازک دی الکتریک احاطه شده است. در نتیجه، هنگامی که جریان از طریق چنین ترانزیستور اثر میدان "تغییر یافته" جریان می یابد، برخی از الکترون های پرانرژی از طریق دی الکتریک تونل می کنند و به درون دروازه شناور ختم می شوند. واضح است که در حین تونل زدن و سرگردانی الکترون ها در داخل این دروازه، مقداری از انرژی خود را از دست داده و عملاً نمی توانند به عقب برگردند. دستگاه های SLC و MLC

دستگاه‌هایی وجود دارند که سلول ابتدایی یک بیت و چندین اطلاعات را در آنها ذخیره می‌کند. در سلول های تک بیتی، تنها دو سطح شارژ روی دروازه شناور وجود دارد. چنین سلول هایی سلول های تک سطحی نامیده می شوند. سلول تک سطحی SLC). در سلول‌های چند بیتی، سطوح شارژ بیشتری مشخص می‌شود؛ به آن‌ها چند سطحی می‌گویند. سلول چند سطحی، MLC). دستگاه های MLC ارزان تر و ظرفیت بیشتری نسبت به دستگاه های SLC دارند، اما زمان دسترسی و تعداد بازنویسی ها بدتر است.

حافظه صوتی

توسعه طبیعی ایده سلول‌های MLC، ایده ثبت سیگنال آنالوگ در سلول بود. چنین تراشه های فلش آنالوگ بیشترین کاربرد را در تولید صدا دارند. چنین ریز مدارهایی به طور گسترده در انواع اسباب بازی ها، کارت های صدا و غیره استفاده می شود.

نه فلش مموری

طرح NORاز یک ماتریس کلاسیک دو بعدی از هادی ها ("ردیف ها" و "ستون ها") استفاده می کند که در آن یک سلول در محل تقاطع نصب شده است. در این حالت هادی ردیف ها به درن ترانزیستور و هادی ستون ها به دروازه دوم متصل می شد. منبع به یک بستر مشترک برای همه متصل شد. با این طراحی، خواندن وضعیت یک ترانزیستور خاص با اعمال ولتاژ مثبت به یک ستون و یک ردیف آسان بود.

این نوع حافظه فلش بر اساس الگوریتم NOR است، زیرا در یک ترانزیستور دروازه شناور، ولتاژ گیت بسیار کم به معنای یک است. این نوع ترانزیستور از دو گیت شناور و کنترل تشکیل شده است. دروازه اول کاملاً عایق است و توانایی حفظ الکترون ها را تا ده سال دارد. سلول همچنین از یک زهکش و یک منبع تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ به گیت کنترل اعمال می شود، میدان الکتریکی ایجاد می شود و به اصطلاح اثر تونل سازی رخ می دهد. بیشتر الکترون ها از طریق لایه عایق منتقل می شوند (تونل می شوند) و وارد دروازه شناور می شوند. بار روی دروازه شناور ترانزیستور باعث تغییر "عرض" منبع تخلیه و رسانایی کانال می شود که برای خواندن استفاده می شود. سلول های نوشتن و خواندن در مصرف انرژی بسیار متفاوت هستند: به عنوان مثال، درایوهای فلش هنگام نوشتن نسبت به هنگام خواندن (مصرف انرژی بسیار کمی) جریان بیشتری مصرف می کنند. برای حذف (پاک کردن) داده ها، یک ولتاژ منفی به اندازه کافی بالا به گیت کنترل اعمال می شود که منجر به اثر معکوس می شود (الکترون ها از دروازه شناور با استفاده از اثر تونل به منبع منتقل می شوند). در معماری NOR نیاز به اتصال یک کنتاکت به هر ترانزیستور وجود دارد که اندازه پردازنده را بسیار افزایش می دهد. این مشکل با استفاده از معماری جدید NAND حل شده است.

بسیاری از کارشناسان موافقند که یکی از دلایل اصلی تقاضای بی سابقه برای حافظه فلش، توسعه بازار ارتباطات تلفن همراه بود، اگرچه نه تنها این. همانطور که می دانید فلش مموری یکی از انواع حافظه های غیر فرار است. عملکرد یک سلول ذخیره سازی این نوع حافظه بر اساس اثر فیزیکی فاولر-نوردهایم مرتبط با تزریق بار بهمنی در ترانزیستورهای اثر میدانی است. همانطور که در مورد EEPROM، محتویات حافظه فلش به صورت الکتریکی برنامه ریزی شده است، اما مزیت اصلی آن نسبت به همان EEPROM سرعت دسترسی بالا و پاک کردن نسبتاً سریع اطلاعات است. اعتقاد بر این است که نام "فلش" در رابطه با نوع حافظه به "فلش" ترجمه شده است. در واقع، این صحیح نیست. یک نسخه از ظاهر این اصطلاح این است که برای اولین بار در سال 90-1989. متخصصان توشیبا هنگام توصیف تراشه های جدید خود از کلمه فلش به معنای "سریع، فوری" استفاده کردند.

در حال حاضر، دو ساختار اصلی برای ساخت حافظه فلش وجود دارد: حافظه مبتنی بر سلول های NOR (عملکرد NOR منطقی) و NAND (عملکرد NAND منطقی). ساختار NOR متشکل از سلول های ذخیره سازی اطلاعات ابتدایی موازی متصل است (شکل 1). این سازماندهی سلول ها دسترسی تصادفی به داده ها و ثبت بایت به بایت اطلاعات را فراهم می کند. ساختار NAND بر اساس اصل اتصال متوالی سلول های ابتدایی است که گروه ها را تشکیل می دهند (16 سلول در یک گروه)، که در صفحات و صفحات به بلوک ها ترکیب می شوند (شکل 2). با این ساخت آرایه حافظه، دسترسی به سلول های جداگانه غیرممکن است. برنامه نویسی به طور همزمان تنها در یک صفحه انجام می شود و هنگام پاک کردن، دسترسی به بلوک ها یا گروه هایی از بلوک ها اتفاق می افتد.

برنج. 1. معماری NOR.	برنج. 2. معماری NAND.

یک سلول حافظه فلش سنتی یک ترانزیستور با دو دروازه عایق است: یک گیت کنترل و یک دروازه شناور. یکی از ویژگی های مهم دومی، توانایی نگه داشتن الکترون ها، یعنی بار است. علاوه بر این، سلول حاوی الکترودهایی به نام‌های «تخلیه» و «منبع» است. هنگام برنامه ریزی بین آنها، به دلیل تأثیر یک میدان مثبت بر دروازه کنترل، یک کانال ایجاد می شود - یک جریان الکترون. برخی از الکترون ها به دلیل وجود انرژی بالاتر بر لایه عایق غلبه کرده و بر روی دروازه شناور می افتند. آنها را می توان برای چندین سال روی آن ذخیره کرد. محدوده معینی از تعداد الکترون‌ها (بار) در یک دروازه شناور با یک منطقی مطابقت دارد و هر چیزی بیشتر از این برابر با صفر است. هنگام خواندن، این حالت ها با اندازه گیری ولتاژ آستانه ترانزیستور تشخیص داده می شوند. برای پاک کردن اطلاعات، یک ولتاژ منفی بالا به گیت کنترل اعمال می شود و الکترون ها از دروازه شناور (تونل) به سمت منبع حرکت می کنند. در فناوری‌های سازنده‌های مختلف، این اصل عملکرد ممکن است در نحوه تامین جریان و خواندن داده‌ها از سلول متفاوت باشد.

تفاوت در سازماندهی ساختاری بین حافظه های NOR و NAND در ویژگی های آنها منعکس می شود. هنگام کار با مجموعه داده های نسبتاً بزرگ، فرآیندهای نوشتن/پاک کردن در حافظه NAND بسیار سریعتر از حافظه NOR هستند. از آنجایی که 16 سلول حافظه NAND مجاور به صورت سری و بدون شکاف تماسی به هم متصل می شوند، تراکم بالایی از سلول ها روی تراشه به دست می آید که امکان ظرفیت بیشتر با استانداردهای تکنولوژیکی مشابه را فراهم می کند. سازماندهی متوالی سلول ها درجه بالایی از مقیاس پذیری را فراهم می کند، که فلش NAND را به یک رهبر در رقابت برای افزایش ظرفیت حافظه تبدیل می کند. برنامه نویسی حافظه فلش NAND بر اساس فرآیند تونل زنی الکترون است. از آنجایی که تونل سازی در کل ناحیه کانال سلول اتفاق می افتد، حافظه NAND نسبت به سایر فناوری های حافظه فلش نرخ شارژ کمتری در واحد سطح دارد و در نتیجه تعداد چرخه های برنامه/پاک کردن بیشتر می شود. و از آنجایی که تونل سازی هم برای برنامه نویسی و هم برای پاک کردن استفاده می شود، مصرف انرژی تراشه حافظه کم است. برنامه نویسی و خواندن به صورت بخش به بخش یا صفحه به صفحه در بلوک های 512 بایتی انجام می شود تا اندازه بخش رایج درایوهای دیسک را شبیه سازی کند.

توجه به این نکته نیز خالی از لطف نیست که در ساختار فلش مموری تنها از یک عنصر (ترانزیستور) برای ذخیره 1 بیت اطلاعات استفاده می شود، در حالی که در انواع حافظه های فرار این کار به چندین ترانزیستور و یک خازن نیاز دارد. این امر باعث می شود تا اندازه ریز مدارهای تولید شده به میزان قابل توجهی کاهش یابد، فرآیند تکنولوژیکی ساده شود و در نتیجه هزینه ها کاهش یابد. اما 1 بیت با محدودیت فاصله زیادی دارد. در سال 1992، تیمی از مهندسان اینتل شروع به توسعه یک دستگاه حافظه فلش کردند که تک سلولی آن بیش از یک بیت اطلاعات را ذخیره می کرد. قبلاً در سپتامبر 1997 ، یک تراشه حافظه Intel StrataFlash با ظرفیت 64 مگابیت معرفی شد که یک سلول آن می تواند 2 بیت داده را ذخیره کند. علاوه بر این، امروزه نمونه هایی با سلول های 4 بیتی وجود دارد. این حافظه از فناوری سلول چند سطحی استفاده می کند. آنها ساختار معمولی دارند، اما تفاوت آنها در این است که شارژ آنها به چندین سطح تقسیم می شود که به هر یک از آنها ترکیب خاصی از بیت ها اختصاص داده شده است. از نظر تئوری، بیش از 4 بیت را می توان خواند/نوشتن، اما در عمل مشکلاتی با حذف نویز و نشت تدریجی الکترون ها در طول ذخیره سازی طولانی مدت وجود دارد.

بزرگترین تولید کنندگان فلش مموری عبارتند از: سامسونگ الکترونیک، توشیبا، اسپانشن (AMD-Fujitsu)، اینتل و STMicroelectronics. یکی از زمینه های بهبود محصولات آنها کاهش مصرف برق و اندازه و افزایش همزمان حجم و سرعت فلش مموری است. در سال‌های آینده، تولیدکنندگان حافظه‌های فلش NAND قصد دارند بازار تراشه‌های خود را گسترش دهند و آن‌ها را در دستگاه‌هایی پر کنند که در حال حاضر از هارد دیسک یا انواع دیگر حافظه استفاده می‌کنند. در نتیجه می توان چندین ساعت فیلم را در حافظه تلفن همراه ضبط کرد و عمر باتری لپ تاپ ها دو برابر یا بیشتر می شود. این امکان وجود دارد که تا پایان دهه، عناصر NAND، به لطف ظرفیت رو به رشد خود، به طور کامل جایگزین هارد دیسک های برخی از مدل های مینی لپ تاپ شوند.

تکامل NAND از قانون مور پیروی می کند، یعنی هر دو سال تعداد ترانزیستورهای یک تراشه دو برابر می شود. در واقع، تکنولوژی حتی سریعتر در حال توسعه است. در حالی که چند سال پیش سلول‌های NAND در خطوط تولید قدیمی تولید می‌شدند، اکنون تولیدکنندگان این فرآیند را به سمت تجهیزات پیشرفته سوق داده‌اند و توسعه محصول را تسریع می‌کنند. اکنون ظرفیت آنها هر سال دو برابر می شود: برای مثال، تراشه های NAND 4 گیگابیتی از سال 2005 به دنبال تراشه های NAND 8 و 16 گیگابیتی قرار گرفتند.

عامل محرک برای توسعه این فناوری هزینه است: عناصر NAND حدود 35-45٪ در سال ارزان تر می شوند. سال گذشته، 1 گیگابایت حافظه فلش برای سازندگان دستگاه حدود 45 دلار هزینه داشت. کارشناسان معتقدند که امسال قیمت آن به 30 دلار، در سال 2008 به 20 دلار و تا سال 2009 به 9 دلار کاهش می یابد. با قیمت 45 دلار در 1 گیگابایت، حافظه فلش تقریباً کاهش می یابد. صد برابر گران تر از حافظه هارد دیسک است که سازندگان می توانند آن را با حدود 65 سنت در هر گیگابایت خریداری کنند. بنابراین، در حال حاضر، حتی تحت مطلوب ترین شرایط مقایسه برای فناوری فلاش، به ناچار هزینه آن را از دست می دهد. از سوی دیگر، این حافظه افزایش قابل توجهی در مصرف فضا و انرژی ایجاد می کند.

تکنولوژی رابسون در پایان سال گذشته، متخصصان شرکت اینتل (http://www.intel.сom) فناوری Robson را نشان دادند که زمان بارگذاری سیستم و برنامه را کاهش می دهد. رایانه ای با این فناوری داده ها و برنامه ها را نه از هارد دیسک، بلکه از کارت حافظه فلش اختیاری و نرم افزار اینتل بازیابی می کند. حافظه فلش سریعتر از هارد دیسک است، بنابراین زمان بوت شدن سریعتر است. در عین حال، لپ تاپ ها باید عمر باتری بیشتری داشته باشند، زیرا موتور هارد دیسک کمتر کار می کند. اعتقاد بر این است که رابسون زمان انتظار را از لحظه فشار دادن دکمه پاور روی رایانه شخصی تا زمانی که می توانید روی آن شروع کنید و همچنین زمان انتقال رایانه از حالت آماده به کار به حالت فعال و زمان را کاهش می دهد. برای راه اندازی برنامه ها لازم است. کارت رابسون می تواند از 64 مگابایت تا 4 گیگابایت حافظه را در خود جای دهد. هرچه ظرفیت بیشتر باشد، داده ها یا برنامه های بیشتری را می توان برای زمان دانلود سریعتر روی کارت ذخیره کرد. اینتل نرم افزار را برای رابسون توسعه داده است، اما خود تراشه ها توسط سازندگان شخص ثالث عرضه خواهند شد. رابسون از حافظه های فلش NAND ساخته شده توسط سامسونگ، توشیبا و سایر شرکت ها استفاده می کند. خود اینتل هنوز هم حافظه فلش NOR را تولید می کند که برای عملیات خواندن، نوشتن و پاک کردن از این نوع استفاده نمی شود.

Spansion Flash Memory

به طور کلی، Spansion (http://www.spansion.com) برند مشهور جهانی FASL LLC است، شرکتی که به طور مشترک توسط AMD و Fujitsu برای توسعه و تولید حافظه های فلش ایجاد شده است. امروزه FASL LLC بزرگترین تولید کننده حافظه فلش NOR در جهان است. راه حل های حافظه فلش اسپانشن در محصولات AMD و فوجیتسو در سراسر جهان استفاده می شود. دستگاه‌های حافظه فلش Spansion (شکل 3) طیف وسیعی از چگالی‌ها و خواص را پوشش می‌دهند و در صنایع مختلف از جمله پیشروان در بازارهای بی‌سیم، تلفن همراه، خودرو، شبکه، مخابرات و لوازم الکترونیکی مصرفی مورد تقاضا هستند. بسیاری از محصولات Spansion Flash در دسترس هستند، از جمله فناوری پیشرفته MirrorBit، محصولات برنده جایزه خواندن/نوشتن همزمان (SRW)، دستگاه های فلش مموری 1.8 ولت ولتاژ فوق العاده پایین، و دستگاه های حافظه دسته ای و صفحه. به یاد بیاوریم که این متخصصان شرکت AMD بودند که اولین کسانی بودند که تراشه های حافظه فلش را توسعه دادند که امکان نوشتن و خواندن همزمان اطلاعات را فراهم می کرد. این کار با تقسیم کریستال به دو بانک حافظه مستقل امکان پذیر شد. هنگام استفاده از این نوع حافظه، می توانید کدهای کنترل را در یک بانک و داده ها را در بانک دیگر ذخیره کنید. در این صورت، در صورت نیاز به انجام عملیات پاک کردن یا نوشتن در بانک اطلاعات، نیازی به قطع برنامه نیست.

فناوری Spansion MirrorBit (شکل 4) اجازه می دهد تا دو بیت داده در یک سلول حافظه ذخیره شود و در نتیجه چگالی حافظه فیزیکی دو برابر شود. این فناوری تولید را ساده می کند و در نتیجه هزینه های کمتر و بازدهی را افزایش می دهد. حداقل 10 درصد از کل مراحل فرآیند تولید و 40 درصد از مراحل مهم تولید در مقایسه با فناوری MLC NOR حذف شده است.

برنج. 4. معماری MirrorBit.

در اوایل سال گذشته، نسل دوم فناوری MirrorBit معرفی شد که برای استفاده در راه‌حل‌های بی‌سیم 1.8 ولت بهینه‌سازی شده بود. این فناوری به عنوان بهترین راه‌حل قیمت/عملکرد صنعت و همچنین ارائه گسترده‌ترین طیف فناوری‌های فلش معرفی شد. مجموعه عملکردی NOR و بالاترین شاخص های تراکم. گفته می‌شود که این فناوری امکان ایجاد محصولات غنی از ویژگی‌هایی را فراهم می‌کند که از عملیات خواندن/نوشتن همزمان، رابط انفجاری با سرعت بالا، حفاظت بخش پیشرفته و مصرف انرژی بسیار کم پشتیبانی می‌کنند.

برتری قیمت/عملکرد فناوری MirrorBit از طریق مزایای اساسی آن نسبت به فناوری MLC دروازه شناور، افزایش خروجی، کیفیت عالی و توان بالای خط تولید حاصل می شود. بازده تراشه های با چگالی بالا (ظرفیت 128 تا 512 مگابیت) در مقایسه با فناوری MLC دروازه شناور تقریباً 30 درصد افزایش یافته است که ساختار هزینه محصولات مستقل و چند تراشه را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. کاهش 40 درصدی تعداد سطوح ماسک بحرانی حساسیت به عیوب در فرآیند تولید را کاهش می دهد و کیفیت محصول نهایی را بهبود می بخشد. در نهایت، با ساده‌سازی و ساده‌سازی فرآیند تولید، توان تولید در خطوط تولید کارخانه 10 درصد افزایش یافت.

فناوری MirrorBit توسط Spansion به طور خاص برای مشتریانی که خواستار حداکثر قیمت/عملکرد در طیف کاملی از برنامه‌های حافظه فلش هستند توسعه یافته است. در نتیجه، سازندگان دستگاه به طور فزاینده ای آی سی های دروازه شناور را با سلول های تک بیتی یا چند سطحی در تلفن های همراه پیشرفته، PDA، دوربین های دیجیتال، سرورها، ست تاپ باکس ها، چاپگرها، تجهیزات شبکه و مخابرات، سیستم های بازی و ... جایگزین می کنند. دستگاه های ناوبری

دستگاه‌های بی‌سیم خط Spansion GL با ولتاژ تغذیه 1.8 ولت و 3 ولت برای ذخیره داده‌ها و اجرای برنامه‌ها در تلفن‌های همراه سطح پایه، میان‌رده و بالا استفاده می‌شوند. دستگاه‌های بی‌سیم PL 3V نیز در بسیاری از تلفن‌های همراه، از مدل‌های ساده گرفته تا تلفن‌های قدرتمند با نمایشگرهای رنگی با وضوح بالا، استفاده می‌شوند.

دستگاه‌های بی‌سیم خط Spansion WS برای تلفن‌های همراه رده بالایی که از آهنگ‌های زنگ پلی‌فونیک پشتیبانی می‌کنند، به نمایشگرهای رنگی و دوربین‌های با وضوح بالا و همچنین حافظه داخلی بزرگ برای ذخیره اطلاعات چندرسانه‌ای، کلیپ‌های ویدیویی و عکس‌ها بهینه شده‌اند. خط WS شامل آی سی های 1.8 ولتی با کارایی بالا با دسترسی پشت سر هم، پشتیبانی همزمان خواندن/نوشتن و حفاظت از بخش پیشرفته است. ظرفیت این دستگاه ها از 64 تا 256 مگابیت است. می توان از آنها برای ذخیره داده ها و اجرای برنامه ها استفاده کرد.

خط GL-N Spansion ظرفیت بالا را با توان عملیاتی و ایمنی بالا ترکیب می کند. آنها برای نسل بعدی لوازم الکترونیکی خانگی و خودرو، تجهیزات ارتباطات و شبکه و دستگاه های تلفن همراه ایده آل هستند. خط GL-N در ماژول های 512، 256 و 128 مگابیت موجود است که یک پلت فرم واحد را برای یکپارچه سازی حافظه فلش در دستگاه های مختلف تشکیل می دهد. سازگاری در نرم‌افزار، ردپاها و رابط فیزیکی هزینه‌های توسعه و ارتقای محصول را کاهش می‌دهد، زیرا نیازی به تغییر بردهای مدار چاپی یا تطبیق نرم‌افزار برای تغییر به ماژول‌های با ظرفیت بالاتر نیست.

Spansion LLC و تایوان Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, http://www.tsmc.com) برای شروع تولید انبوه تراشه های مبتنی بر فناوری MirrorBit 110 نانومتری Spansion توافق نامه ای امضا کردند. طبق شرایط این قرارداد، TSMC تسهیلات تولیدی را برای تولید دستگاه‌های بی‌سیم سری GL، PL و WS اسپانژن و همچنین دستگاه‌های یکپارچه سری GL ارائه می‌کند. TSMC در حال اجرای فرآیند تولید 110 نانومتری Spansion در تاسیسات خود به طور خاص برای تولید محصولات خود است. فناوری 110 نانومتری Spansion MirrorBit در ابتدا روی ویفرهای سیلیکونی 200 میلی متری اعمال می شود.

در اوایل پاییز گذشته، Spansion اعلام کرد که نمونه‌ای از محصولات حافظه فلش Package-on-Package (PoP) را برای تلفن‌های همراه، PDA، دوربین‌های دیجیتال و پخش‌کننده‌های MP3 مینیاتوری و در عین حال غنی از امکانات ارائه می‌کند. راه حل جدید PoP Spansion یک ماژول حافظه فشرده با یک کنترلر یکپارچه است که دارای تعداد پین کم، سهولت یکپارچه سازی و عملکرد بالا است. این دستگاه ها در درجه اول توسط سازندگان تلفن همراه مورد قدردانی قرار گرفتند، زیرا توانستند دامنه عملکردهای مدل های جدید را بدون افزایش وزن و اندازه خود گسترش دهند.

ارتفاع دستگاه های جدید PoP Spansion که از یک ماژول حافظه و یک کنترلر در طرح عمودی تشکیل شده است، تنها 1.4 میلی متر است. دستگاه های PoP بسیار انعطاف پذیر هستند - ترکیب هر ماژول حافظه با هر کنترل کننده ای به معنای واقعی کلمه چند هفته طول می کشد. راه‌حل‌های PoP به شما امکان می‌دهند ترکیب حافظه و کنترل‌کننده ایده‌آل را برای هر برنامه انتخاب کنید، و آزمایش ساده به معنای صرفه‌جویی در هزینه‌های اضافی است. Spansion یک رویکرد سیستماتیک برای توسعه و انتشار حافظه های فلش و استانداردسازی دستگاه های PoP دارد، به طور فعال در انجمن JEDEC مشارکت دارد و گروه JC11.2 را رهبری می کند که مسئول دستورالعمل های توسعه دستگاه های PoP است. علاوه بر این، این شرکت تمام تلاش خود را برای توزیع دستگاه های PoP انجام می دهد و همچنین برای اطمینان از سازگاری بین آنها با سازندگان چیپست همکاری نزدیکی دارد.

سال گذشته ظرفیت تولید اسپانژن برای تولید ماژول های یکپارچه 8 تراشه با پایه 128 پین در فرمت 12x12 میلی متر با گام 0.65 میلی متر طراحی شد. با استفاده از طول‌های ردیابی کوتاه و ظرفیت باس کم، دستگاه‌های PoP بر خلوص سیگنال و محدودیت‌های زمان 133 مگاهرتز DDR غلبه می‌کنند. معماری انتخاب شده توسط Spansion اجازه می دهد تا پین های کمتر و عدم انتقال داده بین ماژول حافظه و کنترل کننده در امتداد سطح برد مدار چاپی وجود داشته باشد که ساختار دستگاه یکپارچه را بسیار ساده می کند.

دستگاه های Spansion PoP نیز از فناوری MirrorBit استفاده می کنند. معماری ORNAND فرصت های جدیدی را برای توسعه این فناوری باز می کند. این به طور خاص برای دستگاه های بی سیم و پردازنده های پشتیبانی که به مقادیر زیادی داده و کنترلرهای بهینه شده برای کارهای خاص نیاز دارند، طراحی شده است.

اولین نمونه از دستگاه های حافظه فلش گیگابیتی تک ماژول برای سیستم های تعبیه شده در اکتبر سال گذشته ظاهر شد. ماژول‌های Gigabit MirrorBit GL اولین دستگاه‌هایی بودند که با استفاده از فناوری MirrorBit 90 نانومتری تولید شدند و در زمان عرضه، ظرفیت ویژه‌ای در بین دستگاه‌های حافظه فلش تک ماژول NOR داشتند. آنها می توانند برای ذخیره داده ها و کدهای اجرایی در انواع سیستم های تعبیه شده مانند سیستم های ناوبری خودرو، دستگاه های ارتباطی، دستگاه های بازی و روبات های صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

دستگاه‌های MirrorBit GL Gigabit بخشی از خط تولید تنها ماژول‌های حافظه فلش NOR با ظرفیت ۵۱۲ مگابیت در جهان هستند. انتقال فناوری MirrorBit به فرآیند تولید 90 نانومتری و دو برابر شدن چگالی حافظه فلش NOR به Spansion اجازه داده است تا هزینه قطعات را کاهش دهد، زیرا طراحان سیستم جاسازی شده اکنون می توانند به جای چندین دستگاه مستقل یا دستگاه های چند لایه گران قیمت، به یک دستگاه تک ماژول بسنده کنند. با چندین ماژول کم ظرفیت با توجه به این واقعیت که محصول جدید خط تولید دستگاه های موجود را ادامه می دهد، برای مشتریان Spansion بسیار آسان است که به ماژول های جدید روی بیاورند، این نیازی به تغییر در معماری سیستم های تعبیه شده از قبل توسعه یافته ندارد.

ماژول های گیگابیتی Spansion MirrorBit متعلق به خانواده Spansion GL می باشد که شامل ماژول هایی با ظرفیت های 16 تا 512 مگابیت می باشد. با عرضه دستگاه گیگابیتی، Spansion محدوده محصولات خود را از ظرفیت 1 مگابیت به ظرفیت 1 گیگابیت افزایش داده است. تمامی محصولات جدید در سطح رابط نرم افزاری، رابط سخت افزاری و ردپای با ماژول های نسل های قبلی (حداکثر 2 مگابیت) سازگار هستند که امکان نصب آنها را در بردهای قدیمی فراهم می کند. ماژول های Gigabit MirrorBit GL در رابط سخت افزاری و سطح ردپایی با همه دستگاه های MirrorBit GL-M (230 نانومتر)، MirrorBit GL-A (200 نانومتر) و MirrorBit GL-N (110 نانومتر) و همچنین فوجیتسو و قدیمی تر سازگار هستند. دستگاه های AMD LV تا دستگاه هایی که با فرآیند 320 نانومتر تولید می شوند. طراحی فیزیکی ماژول ها مطابق با الزامات استانداردهای JEDEC است. ولتاژ کاری ماژول های MirrorBit GL گیگابیتی 3 ولت، سرعت دسترسی تصادفی در هنگام خواندن 110 ns، سرعت دسترسی متوالی در هنگام خواندن 25 ns و ظرفیت بافر صفحه 8 کلمه است.

ماژول های Gigabit MirrorBit GL به شما این امکان را می دهند که کد را مستقیماً از حافظه فلش اجرا کنید یا آن را با سرعت بالا در RAM کپی کنید. آنها بر اساس یک معماری NOR هستند که هیچ بخش بدی را تضمین نمی کند، نیاز به بررسی برابری ECC را از بین می برد و از یک رابط موازی استاندارد پشتیبانی می کند. این ماژول ها می توانند ساختار را به طور قابل توجهی ساده کرده و هزینه سیستم های تعبیه شده را کاهش دهند. برای برنامه‌هایی که الزامات امنیتی خاصی دارند، مهم است که ماژول‌های مگابیت MirrorBit GL از فناوری ASP (محافظت بخش پیشرفته) پشتیبانی کنند. فناوری ASP به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا به طور قابل اعتمادی از الگوریتم ها و پارامترهای نرم افزار با یک کلید 64 بیتی محافظت کنند. حفاظت را می توان به صورت جداگانه برای هر بخش با کد یا داده تنظیم کرد. علاوه بر این، ماژول ها را می توان شماره سریال الکترونیکی (ESN) اختصاص داد. شماره‌های ESN برای شناسایی دستگاه از راه دور، مدیریت سطح خدمات، و ثبت دسترسی برای صورت‌حساب بعدی مفید هستند. این حفاظت ها به محافظت از دستگاه ها در برابر کدهای مخرب و ویروس ها و همچنین دسترسی غیرمجاز کمک می کند.

فلش مموری سامسونگ

Samsung Electronics (http://www.samsung.com) با داشتن موقعیت پیشرو در بازار حافظه های فلش NAND از سال 2002، به افزایش سرمایه گذاری در این زمینه ادامه می دهد. هدف اصلی این سرمایه‌گذاری‌ها دوبرابر کردن سالانه ظرفیت رسانه‌های ذخیره‌سازی است که به ما امکان می‌دهد همچنان جایگاه پیشرو خود را حفظ کرده و بازار را در جهت افزایش ظرفیت حافظه و ارائه قیمت مناسب‌تر برای محصولات تحریک کنیم. این شرکت انتظار دارد که در آینده از حافظه های فلش NAND نه تنها در دوربین های دیجیتال، پخش کننده های MP3 و تلفن های 3G، بلکه در سایر محصولات موبایل و لوازم الکترونیکی مصرفی دیجیتال استفاده شود. این به دلیل این واقعیت است که فلش مموری از این نوع به عنوان قابل اعتمادترین رسانه برای ذخیره داده های با ظرفیت بالا شناخته می شود و بیشترین نیازهای مصرف کننده را برآورده می کند. فناوری OneNAND سلول های حافظه فلش NAND، یک بافر SRAM پرسرعت و یک رابط منطقی را در یک تراشه واحد ترکیب می کند و تنها نوع حافظه NAND است که برای ارتباط با حافظه فلش NOR طراحی شده است. علاوه بر این، این طراحی از دست دادن داده های ذخیره شده در هنگام قطع برق را به حداقل می رساند.

Samsung Electronics نوع جدیدی از تراشه‌های حافظه فلش را در نوامبر 2004 منتشر کرد که با سرعت خواندن بالا و قابلیت‌های ذخیره‌سازی اطلاعات افزایش یافته بود. و NOR. نوع جدید سرعت بالای خواندن و نوشتن داده ها را از حافظه NOR به ارث برده است. علاوه بر این، OneNAND به شما امکان می دهد کدهای اجرایی را ذخیره و به سرعت در RAM کپی کنید، که برای تراشه های NAND معمول است. بیایید به یاد بیاوریم که یک اصل مشابه زیربنای کریستال های ORNAND توسعه یافته توسط Spansion است. Samsung Electronics کریستال های OneNAND را به سمت تلفن های هوشمند مجهز به دوربین داخلی و قابلیت اجرای برنامه ها هدف قرار داد.

بهار گذشته، این شرکت از ایجاد یک ماژول حافظه فلش OneNAND 4 گیگابیتی که برای تلفن های چند رسانه ای طراحی شده است، خبر داد. علاوه بر ظرفیت بالا، با ابعاد فوق العاده فشرده، عملکرد بالا و مصرف انرژی کم مشخص می شود. تراشه جدید OneNAND دارای ولتاژ تغذیه 1.8 ولت است و مصرف انرژی آن در مقایسه با سایر انواع حافظه که با ولتاژ 3.3 ولت کار می کنند تقریباً نصف کمتر است. ابعاد تراشه جدید - 11x13x1.4 میلی متر - به طور قابل توجهی کوچکتر از دستگاه های حافظه موبایل رقیب با همان ظرفیت است. این تراشه ها دارای سرعت خواندن بالای 108 مگابایت بر ثانیه هستند که چهار برابر سریعتر از حافظه NAND معمولی است و سرعت نوشتن 10 مگابایت بر ثانیه که 60 برابر سریعتر از سرعت نوشتن حافظه فلش NOR است. به عنوان مثال: یک ماژول 4 گیگابیتی می تواند 250 عکس گرفته شده با استفاده از دوربین تلفن همراه 5 مگاپیکسلی یا بیش از 120 فایل موسیقی را ذخیره کند.

از نقطه نظر فنی، حافظه 4 گیگابیت OneNAND شامل چهار قالب حافظه OneNAND با ظرفیت 1 گیگابیت بود که در یک بسته چهار لایه (بسته چهارگانه) مونتاژ شده بودند. کریستال ها با استفاده از فناوری فرآیند 90 نانومتری تولید شدند که در نوامبر 2004 راه اندازی شد. تقریباً در همان زمان، شرکت کره جنوبی شروع به کار خط جدیدی را برای تولید تراشه های حافظه فلش NAND اعلام کرد. ظرفیت خط 14 که یک ماه زودتر از موعد مقرر راه اندازی شد، برای تولید ماژول های 4 گیگابیتی با استفاده از فناوری 70 نانومتری و همچنین ماژول های 2 گیگابیتی با استفاده از فناوری 90 نانومتری در نظر گرفته شده بود.

به گفته نمایندگان سامسونگ، اندازه سلول تراشه های حافظه تولید شده با فناوری 70 نانومتر تنها 0.025 میلی متر مربع است. در عین حال، سرعت نوشتن متوالی تقریباً 50٪ بیشتر از تراشه های 2 گیگابیتی است که با استفاده از فناوری فرآیند 90 نانومتری تولید می شوند. بنابراین، در تئوری، تراشه‌های حافظه فلش NAND 4 گیگابیتی جدید می‌توانند برای ضبط ویدیوی با کیفیت بالا در زمان واقعی استفاده شوند. خط جدید در مرحله اولیه امکان تولید حدود 4 هزار ویفر در ماه را فراهم کرد و تا پایان سال گذشته حجم تولید ماهانه 15 هزار ویفر بود. بر اساس گزارش گارتنر دیتاکوست، سهم تراشه‌های 4 گیگابیتی NAND تا پایان سال حدود 30 درصد از کل بازار حافظه‌های NAND بوده که حدود 8 میلیارد دلار تخمین زده می‌شود.قابل ذکر است که سامسونگ هر سال ظرفیت تراشه‌های NAND را دو برابر کرده است. از سال 1999.

نرم افزار XSR (eXtended Sector Remapper) که توسط Samsung Electronics توسعه یافته است، عملکرد دستگاه های حافظه فلش OneNAND را برای تلفن های 3G، PDA، سیستم های بازی قابل حمل و دوربین های دیجیتال بهینه می کند. پنج برنامه مختلف توسعه داده شده است که هر کدام متناسب با محیط عملیاتی خود هستند که سه مورد از آنها بر اساس Samsung XSR هستند. PocketStore II استفاده از OneNAND را در محیط موبایل مایکروسافت بهینه می کند، Unistore در پلتفرم Symbian استفاده می شود و TFS4 (Transactional File System 4) برای سیستم عامل های Real Time طراحی شده است. علاوه بر این، سامسونگ برنامه RFS (سیستم فایل قوی) را برای لینوکس و همچنین نسخه ای از TFS-4-Light را برای پخش کننده های MP3 ارائه می دهد. به لطف استفاده از Samsung XSR، سرعت خواندن اطلاعات به 30 مگابایت بر ثانیه و سرعت نوشتن به 9 مگابایت بر ثانیه می رسد. این نرم افزار فرآیند توسعه سیستم های چند رسانه ای قابل حمل با کارایی بالا، کم هزینه و مقرون به صرفه را ساده می کند.

تابستان گذشته، Samsung Electronics توسعه اولین هارد درایو حالت جامد (Solid State Disk، SSD) را بر اساس حافظه فلش NAND، برای استفاده در رایانه های شخصی و موبایل تکمیل کرد (شکل 5). همانطور که می دانید درایوهای حالت جامد مبتنی بر حافظه فلش NAND رسانه ذخیره سازی هستند که با مصرف انرژی کم و وزن کم مشخص می شوند و برای لپ تاپ ها، ساب نوت بوک ها و رایانه های لوحی طراحی شده اند. سامسونگ الکترونیکس با استفاده از تراشه های حافظه فلش NAND 8 گیگابیتی خود، بالاترین تراکم تولید شده توسط صنعت نیمه هادی در جهان در آن زمان، توانست هارد دیسک های حالت جامد تا ظرفیت 16 گیگابایت را ایجاد کند (برای مقایسه: بیشترین ظرفیت رایج هارد دیسک های اسپیندل در لپ تاپ ها 40 گیگابایت است.

مصرف برق SSD کمتر از 5 درصد هارد دیسک های سنتی است که عمر باتری لپ تاپ ها را بیش از 10 درصد افزایش می دهد. همچنین لازم به ذکر است که SSD های مبتنی بر حافظه فلش NAND تقریباً نصف وزن هارد دیسک های معمولی هستند. عملکرد SSD بیش از 150 درصد بهتر از هارد دیسک‌های اسپیندل با اندازه قابل مقایسه است. سرعت خواندن از چنین دیسکی 57 مگابایت بر ثانیه و سرعت نوشتن روی آن 32 مگابایت بر ثانیه است.

به دلیل عدم وجود قطعات متحرک، SSD های سامسونگ کمترین نویز و تولید گرما را دارند. علاوه بر این، SSD ها قابلیت اطمینان فوق العاده بالایی در ذخیره سازی داده ها ارائه می دهند و خود را در شرایط دما و رطوبت شدید ثابت کرده اند، که امکان استفاده از چنین درایوهایی را در صنعت و تجهیزات نظامی فراهم می کند.

برای سازگاری، هارد دیسک های حالت جامد در محفظه هایی طراحی شده اند که شبیه هارد دیسک های معمولی هستند. سامسونگ خط کاملی از درایوهای حالت جامد را منتشر کرد: SSD های 2.5 اینچی دارای 16 حافظه فلش NAND با ظرفیت 4 گیگابیت یا 8 گیگابیت بودند و به ترتیب فضای ذخیره سازی 8 یا 16 گیگابایتی را ارائه می کردند. درایوهای 1.8 اینچی نیز در دو نسخه - 4 و 8 گیگابایتی منتشر شدند. هارد دیسک‌های حالت جامد، جایگاه‌های جدیدی را در صنعت ذخیره‌سازی به‌ویژه برای دستگاه‌های موبایلی که به ظرفیت بالایی نیاز ندارند، باز کرده‌اند.

Samsung Electronics برای اولین بار در سپتامبر 2003 اعلام کرد که حافظه فلش 4 گیگابایتی NAND از بین می رود. به دنبال مدل رشد ظرفیت ماژول حافظه (دوبرابر شدن ظرفیت هر 12 ماه) که توسط دکتر چانگ کیو هوانگ، رئیس و مدیر عامل نیمه هادی سامسونگ الکترونیکس معرفی شد، پنج عدد متوالی عرضه شد. نسل های حافظه فلش NAND: 256 مگابیت در سال 1999، 512 مگابیت در سال 2000، 1 گیگابیت در سال 2001، 2 گیگابیت در سال 2002، 4 گیگابیت در سال 2003، 8 گیگابیت در سال 2004 و 16 گیگابیت در سال 2005. استفاده از یک فرآیند فناوری nm 70 در تولید تراشه‌های حافظه فلش NAND 4 گیگابیتی به شرکت اجازه می‌دهد تا کوچک‌ترین سلول‌های حافظه را با مساحت 0.025 میکرون 2 تولید کند. توسعه موفقیت‌آمیز فناوری فرآیند 70 نانومتری موفقیت آن را مدیون استفاده از تجهیزات لیتوگرافی است که از منابع نوری موج کوتاه مبتنی بر آرگون فلوراید (ArF) استفاده می‌کند که امکان دستیابی به دقت لازم را در قرار دادن عناصر روی تراشه فراهم می‌کند.

تراشه های تولید شده با استفاده از فناوری 70 نانومتر ویژگی های سرعت بالایی را نشان می دهند: سرعت نوشتن آنها 16 مگابایت بر ثانیه است، 50 درصد بهتر از تراشه های مدرن 2 گیگابیتی ساخته شده با فناوری 90 نانومتر، که امکان استفاده از این نوع حافظه را برای ضبط در زمان واقعی بالا فراهم می کند. سیگنال ویدیویی تعریف سامسونگ الکترونیکس همچنین از عرضه اولین ویفر سیلیکونی 300 میلی متری در خط تولید جدید N14 یک ماه زودتر از موعد مقرر خبر داد. این خط برای تولید کریستال های حافظه فلش NAND 4 گیگابیت (فناوری 70 نانومتر) و 2 گیگابیت (90 نانومتر) طراحی شده است. در پایان سال 2005، این شرکت فرآیند فناوری را در استانداردهای 50 نانومتری برای تولید کریستال‌های حافظه فلش NAND 16 گیگابیتی آزمایش کرد. تولید انبوه این ماژول ها برای نیمه دوم سال جاری برنامه ریزی شده است.

فلش مموری اینتل

فلش مموری NOR که توسط اینتل در سال 1988 ساخته شد، یک تراشه حافظه غیر فرار و قابل بازنویسی است که به طور گسترده در تلفن های همراه استفاده می شود. در سال 2003، اینتل یک فناوری حافظه فلش جدید را معرفی کرد که نام کامل آن StrataFlash Wireless Memory System بود. کاهش حجم ماژول های حافظه مورد استفاده در PDA و تلفن های همراه و همچنین کاهش مصرف برق و هزینه فلش مموری در دستگاه های مذکور را ممکن ساخت. فناوری StrataFlash از عناصر دو نوع حافظه فلش مختلف استفاده می کند: NAND و NOR. همانطور که می دانید فناوری NAND برای ذخیره داده ها بر روی فلش کارت های خارجی در نظر گرفته شده است و NOR برای ذخیره برنامه های کوچک برای دستگاه های تلفن همراه مناسب است. حافظه فلش NOR بدون بررسی خطا قابل دسترسی است زیرا ضروری نیست. حافظه فلش NAND مانند حافظه NOR قابلیت اطمینان ندارد، اما ساخت آن ارزان تر است و فلش NAND اطلاعات را بسیار سریعتر از NOR flash می خواند و می نویسد. این عملکرد با استفاده از ماژول های RAM همراه با این حافظه بیشتر افزایش می یابد. در StrataFlash، مهندسان اینتل دو نوع حافظه فلش را ترکیب کردند و آن را هم برای ذخیره سازی داده ها و هم برای ضبط برنامه بهینه کردند. اولین ماژول حافظه StrataFlash از چندین کریستال تشکیل شده بود که برخی از آنها ماژول های RAM و برخی دیگر خود حافظه فلش بودند.

در ابتدای سال گذشته اولین نمونه از محصولات سیبلی در نظر گرفته شده برای بازار تلفن همراه ارائه شد. توجه داشته باشید که طبق پیش بینی iSuppli، فروش سالانه گوشی های 3G تا سال 2008 با رشد سالانه 87 درصدی به 240 میلیون دستگاه خواهد رسید. Sibley نام رمز اولین ماژول حافظه فلش چند سطحی (MLC) NOR است که با استفاده از فناوری ساخت 90 نانومتری اینتل تولید شده است. خانواده Sibley برای ارائه سرعت خواندن بالا با کدگذاری "صفر صبر کنید" در 108 مگاهرتز طراحی شده است. علاوه بر این، سرعت نوشتن چنین حافظه هایی به 500 کیلوبایت در ثانیه می رسد که برای ذخیره تصاویر چندرسانه ای در تلفن های همراه مدرن مهم است. خانواده محصول جدید تراکم حافظه فلش NOR را با استفاده از یک ماژول 512 مگابایتی افزایش می دهد. پشتیبانی از رابط های حافظه مختلف ارائه شده است که به سازندگان تلفن همراه انعطاف پذیری بیشتری در طراحی می دهد.

نسل چهارم فلش مموری چند سطحی اینتل (شکل 6) برای OEM های یکپارچه ای طراحی شده است که به دستگاه های فلش مموری فشرده و با کارایی بالا نیاز دارند. این ترکیب برای انواع پلتفرم ها - از دوربین های دیجیتال و لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا روترهای شبکه، سوئیچ ها و PDA ها ضروری است.

برنج. 6. معماری سلولی چند سطحی.

پاییز گذشته، اینتل شروع به تحویل انبوه اولین ماژول های حافظه فلش MLC NOR تولید شده با فناوری 90 نانومتری را اعلام کرد. ماژول‌های جدید Intel StrataFlash Cellular Memory (M18) نسبت به ماژول‌های قبلی تولید شده با فناوری 130 نانومتری، عملکرد بالاتر، فشرده‌تر و مصرف انرژی کمتری را ارائه می‌دهند، که با نیازهای توسعه‌دهندگان تلفن‌های همراه مجهز به دوربین با صفحه‌نمایش‌های رنگی که از مرورگرهای اینترنتی، ویدئو پشتیبانی می‌کنند، بهتر جواب می‌دهد. پخش و غیره

ماژول‌های M18 دارای سرعت خواندن بسیار بالایی هستند و به آن‌ها اجازه می‌دهند از اتوبوسی استفاده کنند که با فرکانس مشابه چیپ‌ست‌های تلفن همراه نسل بعدی (تا 133 مگاهرتز) کار می‌کند. این سرعت برنامه های کاربر را افزایش می دهد زیرا چیپست و حافظه سریعتر از ماژول های 130 نانومتری تعامل دارند. با سرعت نوشتن تا 0.5 مگابایت بر ثانیه، ماژول های M18 از دوربین های 3 مگاپیکسلی و پخش ویدئو MPEG4 پشتیبانی می کنند. OEM ها از این ماژول ها سود می برند زیرا می توان آنها را سه برابر سریعتر از ماژول های 130 نانومتری در کارخانه برنامه ریزی کرد و هزینه های تولید را کاهش داد. برنامه نویسی ماژول های M18 و پاک کردن داده های ثبت شده در آنها به ترتیب سه و دو برابر انرژی کمتری نسبت به ماژول های نسل قبل مصرف می کند و همچنین از حالت عملیاتی جدید Deep Power Down پشتیبانی می کند که باعث افزایش طول عمر دستگاه بدون شارژ مجدد می شود. باتری علاوه بر این، ماژول‌های M18 با افزایش تراکم بسته‌بندی متمایز می‌شوند: اینتل تراشه‌های حافظه با ظرفیت‌های 256 و 512 مگابیت و همچنین راه‌حل‌های استاندارد پشته با ظرفیت‌های تا 1 گیگابیت را ارائه می‌دهد. پشته‌های استاندارد اینتل، فناوری‌های NOR و RAM و پشتیبانی از معماری‌های اتوبوس متعدد را با هم ترکیب می‌کنند و به OEMها اجازه می‌دهند دستگاه‌های جدید را سریع‌تر توسعه دهند.

اینتل برای کمک به توسعه دهندگان در تسریع ادغام دستگاه های دستی جدید، نسل بعدی نرم افزار Intel Flash Data Integrator (Intel FDI) را به صورت رایگان ارائه می کند. نرم افزار Intel FDI v7.1 یک معماری باز ارائه می دهد که ادغام یک سیستم فایل فلش با یک سیستم عامل بلادرنگ را آسان تر می کند و سه ویژگی جدید که قابلیت های توسعه دهنده را افزایش می دهد: USB قابل نصب، پشتیبانی چند جلدی و پشتیبانی بافر RAM.

همچنین یادآور می‌شویم که اینتل اولین شرکتی بود که در صنعت تولید تراشه‌های حافظه فلش چند سطحی NOR با ظرفیت 1 گیگابیت برای دستگاه‌های تلفن همراه را با استفاده از فناوری ساخت پیشرفته 65 نانومتری راه‌اندازی کرد.

اینتل و میکرون به هم پیوستند شرکت Intel و Micron Technology (http://www.micron.com) یک شرکت جدید برای تولید حافظه فلش NAND ایجاد کرده اند. اینتل و میکرون انتظار دارند با ترکیب تخصص و فناوری‌های تولید، رقابت خود را در بازار پر سود حافظه‌های فلش NAND تقویت کنند و قبلاً از اولین مشتری بزرگ خود، شرکت رایانه‌ای اپل، سفارش داده‌اند. ماژول های حافظه فلش NAND همچنان در تقاضای زیادی هستند زیرا در طیف گسترده ای از دستگاه های الکترونیکی از جمله پخش کننده های موسیقی و دوربین های دیجیتال استفاده می شوند. این شرکت جدید که IM Flash Technologies نام دارد، حافظه فلش را برای اینتل و میکرون تولید خواهد کرد که بازارهای لوازم الکترونیکی مصرفی، ذخیره سازی قابل جابجایی و ارتباطات دستی را هدف قرار می دهد. اینتل و میکرون هر کدام تقریباً 1.2 میلیارد دلار در ایجاد این سرمایه گذاری مشترک جدید سرمایه گذاری کردند و این شرکت ها قصد دارند در سه سال آینده به همین میزان سرمایه گذاری کنند. ایجاد IM Flash برنامه ریزی شده است تا پایان سال تکمیل شود. اینتل و میکرون قبلاً قراردادهای بلندمدت جداگانه ای را برای عرضه مقادیر قابل توجهی حافظه فلش NAND به اپل منعقد کرده اند که توسط شرکت جدید منتشر خواهد شد. طبق گزارش ها، 51 درصد از سهام IM Flash متعلق به Micron و 49 درصد در اختیار اینتل خواهد بود. اولین دسته از ماژول های حافظه فلش NAND در کارخانه های Boise (آیداهو)، Manassas (ویرجینیا) و Lehi (یوتا) عرضه خواهند شد.

فلش مموری چیست؟ | فلش مموری(به انگلیسی. فلش مموری) یا درایو فلش- نوعی حافظه نیمه هادی حالت جامد غیر فرار و قابل بازنویسی.

این نوع حافظه را می توان تعداد زیادی بار در دوره ذخیره سازی اطلاعات، معمولا بین 10 تا 100 سال خواند. اما نوشتن در حافظه فقط می تواند تعداد محدودی بار انجام شود (معمولاً در منطقه یک میلیون چرخه). عمدتاً فلش مموری در جهان گسترده است و می تواند حدود صد هزار چرخه بازنویسی را تحمل کند، که بسیار بیشتر از تحمل یک فلاپی دیسک معمولی یا دیسک CD-RW است.
برخلاف هارد دیسک (HDD)، فلش مموری حاوی قطعات مکانیکی متحرک نیست، بنابراین به عنوان یک نوع ذخیره سازی قابل اعتمادتر و فشرده تر به حساب می آید.
بنابراین، به دلیل فشرده بودن، ارزان بودن نسبی و مصرف انرژی بسیار کم، درایوهای فلش به طور گسترده در تجهیزات قابل حمل دیجیتال - دوربین های فیلمبرداری و عکس، ضبط صوت، پخش کننده های MP3، PDA، تلفن های همراه، تلفن های هوشمند و ارتباطات استفاده می شوند. علاوه بر این، از این نوع حافظه برای ذخیره نرم افزارهای تعبیه شده در تجهیزات مختلف (مودم، PBX، اسکنر، چاپگر، روتر) استفاده می شود.
اخیراً، درایوهای فلش با ورودی USB (معمولاً "درایو فلش" یا دیسک USB نامیده می شود) به طور گسترده ای جایگزین فلاپی دیسک ها و سی دی ها شده اند.
امروزه، نقطه ضعف اصلی دستگاه های مبتنی بر درایوهای فلش، نسبت قیمت به حجم بسیار بالا است که بسیار بیشتر از هارد دیسک ها بین 2 تا 5 برابر است. بنابراین حجم درایوهای فلش خیلی زیاد نیست اما در این مسیرها کار در حال انجام است. با کاهش هزینه فرآیند فناوری و تحت تأثیر رقابت، بسیاری از شرکت ها قبلاً از عرضه درایوهای SSD با ظرفیت 512 گیگابایت یا بیشتر خبر داده اند. به عنوان مثال، در فوریه 2011، OCZ Technology یک درایو SSD PCI-Express با ظرفیت 1.2 ترابایت و قادر به تولید 10 میلیون چرخه نوشتن ارائه کرد.
درایوهای SSD مدرن بر اساس کنترل‌کننده‌های چند کاناله توسعه داده می‌شوند که خواندن یا نوشتن موازی را از چندین ریزپردازنده حافظه فلش به طور همزمان فراهم می‌کنند. در نتیجه، سطح عملکرد آنقدر افزایش یافته است که توان عملیاتی رابط SATA II به عامل محدودکننده تبدیل شده است.

حافظه فلش چگونه کار می کند

فلش درایو داده ها را در آرایه ای از ترانزیستورهای دروازه شناور به نام سلول ذخیره می کند. در دستگاه‌های معمولی با سلول‌های تک سطحی، هر یک از آن‌ها می‌توانند تنها یک بیت داده را «به خاطر بسپارند». اما برخی از تراشه‌های جدیدتر با سلول‌های چند سطحی (به انگلیسی سلول چند سطحی یا سلول سه‌سطحی) می‌توانند بیش از یک بیت را «به خاطر بسپارند». در مورد دوم می توان از بار الکتریکی متفاوتی بر روی دروازه شناور ترانزیستور استفاده کرد.

نه حافظه فلش

این نوع حافظه فلش بر اساس الگوریتم NOR است، زیرا در یک ترانزیستور دروازه شناور، ولتاژ گیت بسیار کم به معنای یک است.
این نوع ترانزیستور از دو گیت شناور و کنترل تشکیل شده است. دروازه اول کاملاً عایق است و توانایی حفظ الکترون ها را تا ده سال دارد. سلول همچنین از یک زهکش و یک منبع تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ به گیت کنترل اعمال می شود، میدان الکتریکی ایجاد می شود و به اصطلاح اثر تونل سازی رخ می دهد. بیشتر الکترون ها از طریق لایه عایق منتقل می شوند (تونل می شوند) و وارد دروازه شناور می شوند. بار روی دروازه شناور ترانزیستور باعث تغییر "عرض" منبع تخلیه و رسانایی کانال می شود که برای خواندن استفاده می شود.
سلول های نوشتن و خواندن در مصرف انرژی بسیار متفاوت هستند: به عنوان مثال، درایوهای فلش هنگام نوشتن نسبت به هنگام خواندن (مصرف انرژی بسیار کمی) جریان بیشتری مصرف می کنند.
برای حذف (پاک کردن) داده ها، یک ولتاژ منفی به اندازه کافی بالا به گیت کنترل اعمال می شود که منجر به اثر معکوس می شود (الکترون ها از دروازه شناور با استفاده از اثر تونل به منبع منتقل می شوند).
در معماری NOR نیاز به اتصال یک کنتاکت به هر ترانزیستور وجود دارد که اندازه پردازنده را بسیار افزایش می دهد. این مشکل با استفاده از معماری جدید NAND حل شده است.

حافظه فلش NAND

معماری NAND بر اساس الگوریتم AND-NOT (به انگلیسی NAND) است. اصل عملکرد مشابه نوع NOR است و فقط در محل سلول ها و تماس های آنها متفاوت است. دیگر نیازی به اتصال یک مخاطب به هر سلول حافظه نیست، بنابراین هزینه و اندازه پردازنده NAND به طور قابل توجهی کمتر است. با توجه به این معماری، ضبط و پاک کردن به طور قابل توجهی سریعتر است. با این حال، این فناوری مانند NOR اجازه دسترسی به یک منطقه یا سلول دلخواه را نمی دهد.
برای دستیابی به حداکثر تراکم و ظرفیت، درایو فلش ساخته شده با فناوری NAND از عناصری با حداقل ابعاد استفاده می کند. بنابراین، برخلاف درایو NOR، وجود سلول های بد (که مسدود شده اند و در آینده نباید استفاده شوند) مجاز است، که کار با چنین فلش مموری را به طور قابل توجهی پیچیده می کند. علاوه بر این، بخش های حافظه در NAND به یک تابع CRC برای تأیید یکپارچگی آنها مجهز شده اند.
در حال حاضر، معماری های NOR و NAND به صورت موازی وجود دارند و به هیچ وجه با یکدیگر رقابت نمی کنند، زیرا حوزه های کاربردی متفاوتی دارند. NOR برای ذخیره سازی ساده داده های کوچک استفاده می شود، NAND برای ذخیره داده های بزرگ استفاده می شود.

تاریخچه درایوهای فلش

فلش مموری اولین بار در سال 1984 توسط مهندس فوجیو ماسوکا اختراع شد و سپس برای توشیبا کار می کرد. نام "فلش" توسط همکار فوجیو، شوجی آرییزومی، ابداع شد، زیرا فرآیند پاک کردن داده ها از حافظه او را به یاد فلاش عکاسی می انداخت. فوجیو توسعه خود را در نشست بین المللی دستگاه های الکترونیکی در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا ارائه کرد. اینتل به این اختراع علاقه مند بود و چهار سال بعد، در سال 1988، اولین پردازنده تجاری فلش نوع NOR را عرضه کرد.
معماری حافظه فلش NAND یک سال بعد توسط توشیبا در سال 1989 در کنفرانس بین المللی مدارهای حالت جامد معرفی شد. تراشه NAND سرعت نوشتن سریع‌تری داشت و سطح مدار کوچک‌تری داشت.
در پایان سال 2010، پیشروان در تولید درایوهای فلش سامسونگ (32٪ از بازار) و توشیبا (17٪ از بازار) هستند.
استانداردسازی پردازنده های حافظه فلش NAND توسط گروه ONFI (گروه کاری رابط فلش ​​NAND) انجام می شود. این استاندارد به عنوان مشخصات ONFI 1.0 در نظر گرفته می شود که در 28 دسامبر 2006 منتشر شد. استاندارد ONFI در تولید پردازنده های NAND توسط شرکت هایی مانند سامسونگ، توشیبا، اینتل، هاینیکس و غیره پشتیبانی می شود.

ویژگی های ذخیره سازی فلش

در حال حاضر ظرفیت درایوهای فلش از کیلوبایت تا صدها گیگابایت متغیر است.

در سال 2005، دو شرکت، توشیبا و سان دیسک، پردازنده‌های 1 گیگابایتی NAND را با استفاده از فناوری سلول‌های چند سطحی معرفی کردند (یک ترانزیستور می‌تواند چند بیت داده را با استفاده از بارهای الکتریکی مختلف روی یک دروازه شناور ذخیره کند).

در سپتامبر 2006، سامسونگ یک تراشه 4 گیگابایتی را معرفی کرد که با استفاده از فناوری فرآیند 40 نانومتری ساخته شده بود.

در پایان سال 2007، سامسونگ از ایجاد اولین تراشه NAND جهان با استفاده از فناوری سلول چند سطحی خبر داد که قبلاً با استفاده از فناوری فرآیند 30 نانومتری با ظرفیت ذخیره سازی 8 گیگابایت ساخته شده بود.

در دسامبر 2009، توشیبا اعلام کرد که تراشه 64 گیگابایتی NAND در حال ارسال به مشتریان بوده و تولید انبوه آن در سه ماهه اول سال 2010 آغاز شده است.

در 16 ژوئن 2010، توشیبا اولین پردازنده 128 گیگابایتی را معرفی کرد که از شانزده ماژول 8 گیگابایتی تشکیل شده بود.
برای افزایش مقدار حافظه فلش، دستگاه ها اغلب از یک آرایه پیچیده متشکل از چندین پردازنده استفاده می کنند.

در آوریل 2011، اینتل و میکرون یک تراشه فلش 8 گیگابایتی MLC NAND را معرفی کردند که با استفاده از فناوری فرآیند 20 نانومتری تولید شده بود. اولین پردازنده 20 نانومتری NAND دارای مساحت 118 میلی متر است که 35 تا 40 درصد کوچکتر از تراشه های 25 نانومتری 8 گیگابایتی موجود است. تولید سریال این تراشه در پایان سال 2011 آغاز خواهد شد.

انواع و اقسام کارت حافظه و فلش مموری

CF(به انگلیسی. فلش فشرده): یکی از قدیمی ترین استانداردهای نوع حافظه. اولین فلش کارت CF توسط SanDisk Corporation در سال 1994 تولید شد. این فرمت حافظه در زمان ما بسیار رایج است. اغلب از آن در تجهیزات حرفه ای فیلم و عکس استفاده می شود، زیرا به دلیل اندازه بزرگ آن (43x36x3.3 میلی متر)، اسلات Compact Flash از نظر فیزیکی برای نصب در تلفن های همراه یا پخش کننده های MP3 دشوار است. علاوه بر این، هیچ کارتی نمی تواند از چنین سرعت، حجم و قابلیت اطمینان برخوردار باشد. حداکثر ظرفیت Compact Flash در حال حاضر به 128 گیگابایت رسیده است و سرعت کپی اطلاعات به 120 مگابایت بر ثانیه افزایش یافته است.

MMC(به انگلیسی. کارت چند رسانه ای): یک کارت با فرمت MMC در اندازه کوچک است - 24x32x1.4 میلی متر. به طور مشترک توسط SanDisk و Siemens توسعه یافته است. MMC دارای یک کنترلر حافظه است و با دستگاه های مختلف بسیار سازگار است. در بیشتر موارد، کارت های MMC توسط دستگاه هایی با اسلات SD پشتیبانی می شوند.

RS-MMC(به انگلیسی. کارت چند رسانه ای با اندازه کاهش یافته): کارت حافظه ای که طول آن نصف یک کارت استاندارد MMC است. ابعاد آن 24x18x1.4 میلی متر و وزن آن حدود 6 گرم است؛ تمام مشخصات و پارامترهای دیگر با MMC تفاوتی ندارند. برای اطمینان از سازگاری با استاندارد MMC هنگام استفاده از کارت های RS-MMC، آداپتور مورد نیاز است.

DV-RS-MMC(به انگلیسی. کارت چند رسانه ای با اندازه کاهش یافته ولتاژ دوگانه: کارت های حافظه DV-RS-MMC با توان دوگانه (1.8 و 3.3 ولت) مصرف برق کمتری دارند که باعث می شود تلفن همراه شما کمی بیشتر کار کند. ابعاد کارت همانند RS-MMC، 24x18x1.4 میلی متر است.

MMCmicro: کارت حافظه مینیاتوری برای دستگاه های تلفن همراه با ابعاد 14x12x1.1 میلی متر. برای اطمینان از سازگاری با اسلات استاندارد MMC، باید از آداپتور مخصوص استفاده شود.

کارت SD(به انگلیسی. کارت دیجیتال امن): پشتیبانی شده توسط SanDisk، Panasonic و Toshiba. استاندارد SD توسعه بیشتر استاندارد MMC است. از نظر اندازه و ویژگی ها، کارت های SD بسیار شبیه به MMC هستند، فقط کمی ضخیم تر (32x24x2.1 میلی متر). تفاوت اصلی با MMC در فناوری حفاظت از حق چاپ است: کارت دارای محافظت رمزنگاری در برابر کپی غیر مجاز، افزایش حفاظت از اطلاعات در برابر پاک شدن یا تخریب تصادفی و یک سوئیچ مکانیکی محافظت از نوشتن است. با وجود شباهت استانداردها، کارت های SD را نمی توان در دستگاه های دارای اسلات MMC استفاده کرد.

SDHC(به انگلیسی. SD ظرفیت بالا, SD با ظرفیت بالا: کارت‌های SD قدیمی (SD 1.0، SD 1.1) و SDHC جدید (SD 2.0) و خوانندگان آنها در محدودیت حداکثر ظرفیت ذخیره‌سازی متفاوت هستند، 4 گیگابایت برای SD و 32 گیگابایت برای SDHC. خواننده های SDHC با SD سازگار هستند، به این معنی که کارت SD بدون مشکل در یک خواننده SDHC خوانده می شود، اما کارت SDHC اصلا در دستگاه SD خوانده نمی شود. هر دو گزینه را می توان در هر یک از سه فرمت اندازه فیزیکی (استاندارد، مینی و میکرو) ارائه کرد.

miniSD(به انگلیسی. مینی کارت دیجیتال امن): آنها با کارت های Secure Digital استاندارد در ابعاد کوچکتر متفاوت هستند: 21.5x20x1.4 میلی متر. برای اطمینان از کارکرد کارت در دستگاه های مجهز به اسلات SD معمولی، از آداپتور استفاده می شود.

microSD(به انگلیسی. کارت دیجیتال Micro Secure): در سال 2011 آنها جمع و جورترین دستگاه های فلش مموری قابل جابجایی (11x15x1 میلی متر) هستند. آنها عمدتاً در تلفن های همراه، ارتباطات و غیره استفاده می شوند، زیرا به دلیل فشرده بودن، می توانند حافظه دستگاه را بدون افزایش اندازه آن به میزان قابل توجهی افزایش دهند. سوئیچ حفاظت از نوشتن روی آداپتور microSD-SD قرار دارد. حداکثر ظرفیت یک کارت microSDHC که توسط SanDisk در سال 2010 منتشر شد، 32 گیگابایت است.

Memory Stick Duo: این استاندارد حافظه توسط سونی توسعه یافته و پشتیبانی می شود. کیس کاملا بادوام است. در حال حاضر، این گرانترین خاطره از همه ارائه شده است. Memory Stick Duo بر اساس استاندارد Memory Stick پرکاربرد همان سونی توسعه یافته است و با ابعاد کوچک (20x31x1.6 میلی متر) متمایز می شود.

Memory Stick Micro (M2): این فرمت رقیبی برای فرمت میکرو اس دی (از لحاظ اندازه) با حفظ مزیت های کارت حافظه سونی است.

کارت xD-Picture: این کارت در دوربین های دیجیتال Olympus، Fujifilm و برخی دیگر استفاده می شود.

علیرغم پیشرفت فناوری رایانه، فقط 3-4 سال پیش بسیاری از رایانه های جدید (و حتی بیشتر از آن قدیمی تر) دارای یک درایو فلاپی بودند. کاهش قابل توجه در هزینه درایوهای نوری و سی دی ها نتوانسته است جایگزین فلاپی دیسک های 3.5 اینچی شود. استفاده از رسانه های نوری ناخوشایند است و بس. در حالی که خواندن داده ها از آنها ناراحتی خاصی ایجاد نمی کند، نوشتن و حذف آنها قبلاً به زمان نیاز دارد. و قابلیت اطمینان دیسک ها، اگرچه چندین برابر بیشتر از فلاپی دیسک ها است، اما پس از مدتی، به ویژه پس از استفاده فعال، همچنان شروع به کاهش می کند. مثل همیشه، در نامناسب ترین لحظه، درایو به دلیل کهولت سن (خود یا دیسک) "لگد" می کند و می گوید که دیسک در افق قابل توجه نیست.

به همین دلیل است که فلاپی دیسک ها عمر طولانی دارند. هنوز هم می توان چیزهای کوچکی مانند اسناد یا کدهای منبع برنامه ها را روی آنها حمل کرد. اما در حال حاضر حتی برای این نوع داده ها گاهی اوقات 1.38 مگابایت فضای خالی کافی نیست.

مدتی است که راه حل این مشکل در نظر گرفته شده است. اسمش فلش مموری هست در دهه 80 قرن گذشته اختراع شد، اما تا پایان دهه 90 به محصولات انبوه واقعی رسید. و در ابتدا به عنوان کارت حافظه در دسترس ما بود و سپس به صورت پخش کننده های MP3 که امروزه قبلاً مخفف MP3 را به عنوان مغرورتر و کلی تر "دیجیتال" تغییر داده اند.

این امر با ظهور درایوهای فلش USB دنبال شد. روند نفوذ آنها در ابتدا سریعترین نبود. با ظهور راه حل های 16-64 مگابایتی شروع شد. اکنون این بسیار کوچک است، اما 8 سال پیش، در مقایسه با یک فلاپی دیسک، عجب بود. و به این موارد سهولت استفاده، سرعت خواندن/نوشتن بالا و البته قیمت بالا اضافه شد. در آن زمان، چنین درایوهای فلش گرانتر از درایوهای نوری بودند که خود حدود 100 دلار ارزش داشتند.

با این حال، راحتی درایوهای فلش تأثیر تعیین کننده ای بر انتخاب مصرف کننده داشته است. در نتیجه، یک رونق واقعی در سال 2005 آغاز شد. هزینه فلش مموری بارها کاهش یافته و در کنار آن ظرفیت دستگاه های ذخیره سازی افزایش یافته است. در نتیجه، امروز می توانید یک درایو فلش 32 گیگابایتی را فقط با 2000-2500 روبل خریداری کنید، در حالی که یک سال پیش تقریباً دو برابر قیمت داشت.

پیشرفت در زمینه حافظه های فلش به قدری موفقیت آمیز بوده است که امروزه شروع به رقابت با هارد دیسک ها کرده است. تاکنون فقط در زمینه سرعت خواندن/نوشتن و زمان دسترسی و همچنین عملکرد انرژی و دوام، اما پیروزی در ظرفیت در سال های آینده نیز قابل رد نیست. تنها مزیت HDD قیمت آن است. یک گیگابایت "سخت" هزینه بسیار کمتری دارد. اما این فقط موضوع زمان است.

بنابراین، فلش مموری یکی از امیدوارکننده ترین فناوری های کامپیوتری برای ذخیره سازی داده ها است. اما از کجا آمده است و محدودیت ها و معایب احتمالی آن چیست؟ این مقاله دقیقاً به این سؤالات پاسخ می دهد.

گذشته

در حالی که حمل‌کننده‌های ژاپنی در حال تخلیه یکی از اولین محموله‌های رایانه‌های اپل بودند که به دلیل وجود سیب روی جعبه‌ها به یخچال‌ها رسید، یک دانشمند ژاپنی به نام فوجیو ماسووکی در حال کار بر روی نوع جدیدی از حافظه در آزمایشگاه تحقیقاتی توشیبا بود. آنها بلافاصله نامی برای آن اختراع نکردند، اما دانشمند از همان ابتدا چشم انداز اختراع را دید.

با این حال، نام بسیار سریع تصمیم گیری شد. همکار فوجیو، آقای شوجی آریزومی، پیشنهاد داد که این حافظه جدید را «فلش» بنامیم. یکی از ترجمه های این کلمه به معنای فلاش دوربین (و اصولاً هر فلاش نور دیگری) است. این ایده با روش پاک کردن داده ها به شوجی پیشنهاد شد.

این فناوری جدید در سال 1984 در سانفرانسیسکو در رویدادی به نام نشست بین المللی دستگاه های الکترونیکی که توسط IEEE برگزار شد، ارائه شد. بلافاصله توسط شرکت های بسیار بزرگ مورد توجه قرار گرفت. به عنوان مثال، اینتل اولین تراشه تجاری NOR خود را در سال 1988 منتشر کرد.

پنج سال بعد، در سال 1989، توشیبا فناوری حافظه فلش NAND را در رویدادی مشابه معرفی کرد. امروزه این نوع در اکثریت قریب به اتفاق دستگاه ها استفاده می شود. دقیقاً در بخش بعدی دلیل آن را به شما خواهیم گفت.

NOR و NAND

حافظه NOR کمی زودتر معرفی شد زیرا ساخت آن کمی ساده تر است و ترانزیستورهای آن از نظر ساختار شبیه ترانزیستور معمولی MOSFET (ترانزیستور اثر میدان تک قطبی کانالی) هستند. تنها تفاوت این است که در حافظه NOR، ترانزیستور، علاوه بر گیت کنترل، دارای یک گیت دوم، "شناور" است. دومی، با کمک یک لایه عایق مخصوص، می تواند الکترون ها را برای سال های زیادی حفظ کند و ترانزیستور را تخلیه نکند.

به طور کلی، حافظه NOR به این دلیل نام خود را گرفت که به عنوان یک دروازه NOR کار می کند (NOR یک عملیات NOR منطقی است؛ فقط زمانی مقدار "true" را می گیرد که هر دو ورودی "نادرست" باشند). بنابراین سلول خالی حافظه NOR با مقدار منطقی "1" پر می شود. به هر حال، همین امر در مورد حافظه NAND نیز صدق می کند. و همانطور که ممکن است حدس بزنید، نام خود را به دلیل یک اصل مشابه در کار با یک گیت NAND گرفته است (NAND یک عملیات NAND منطقی است؛ مقدار "false" را فقط زمانی می گیرد که "true" برای هر دو ورودی اعمال شود).

همین «نه-و» و «نه-یا» در عمل چه نتیجه ای دارند؟ واقعیت این است که تراشه حافظه NOR فقط می تواند به طور کامل پاک شود. اگرچه در تجسم های مدرن تر این فناوری، تراشه به چندین بلوک تقسیم می شود که معمولاً 64، 128 یا 256 کیلوبایت را اشغال می کند. اما این نوع حافظه دارای یک گذرگاه آدرس خارجی است که امکان خواندن و برنامه نویسی (نوشتن) بایت به بایت را فراهم می کند. این به شما امکان می دهد نه تنها مستقیماً به داده ها با دقت بیشتری دسترسی داشته باشید، بلکه می توانید آنها را مستقیماً "در محل" بدون تخلیه تمام اطلاعات در RAM اجرا کنید. این قابلیت XIP (eXecute In Place) نام دارد.

همچنین در مورد عملکرد نسبتاً جدید حافظه NOR به نام BBM (مدیریت بلوک بد) ارزش صحبت کردن را دارد. با گذشت زمان، برخی از سلول ها ممکن است غیرقابل استفاده شوند (به طور دقیق تر، ضبط آنها در دسترس نخواهد بود) و کنترل کننده تراشه با توجه به این موضوع، آدرس چنین سلول هایی را به بلوک دیگری که هنوز در حال کار است تغییر می دهد. همانطور که در مقاله "" نوشتیم، هارد دیسک ها چیزی مشابه انجام می دهند.

بنابراین، حافظه NOR برای مواردی که حداکثر دقت خواندن داده ها و تغییرات نسبتاً نادر مورد نیاز است، مناسب است. آیا می توانید حدس بزنید که با این به کجا می رویم؟ درست است - به سیستم عامل دستگاه های مختلف، به ویژه BIOS مادربردها، کارت های ویدئویی و غیره. اینجا جایی است که فلش NOR بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

در مورد NAND، وضعیت با آن کمی پیچیده تر است. خواندن داده ها فقط صفحه به صفحه و نوشتن فقط بلوک به بلوک قابل انجام است. یک بلوک از چندین صفحه تشکیل شده است و اندازه یک صفحه معمولاً 512، 2048 یا 4096 بایت است. تعداد صفحات در یک بلوک معمولاً از 32 تا 128 متغیر است. بنابراین بحثی در مورد اجرای "در محل" وجود ندارد. یکی دیگر از محدودیت های حافظه NAND این است که یک بلوک فقط می تواند به صورت متوالی نوشته شود.

در نتیجه، چنین دقتی (اگرچه گفتن «نه دقت» صحیح‌تر است) گاهی اوقات منجر به خطا می‌شود، به‌ویژه اگر مجبور باشید با حافظه MLC سروکار داشته باشید (در ادامه در مورد این نوع بیشتر توضیح می‌دهید). برای اصلاح آنها از مکانیزم ECC استفاده می شود. می تواند 1 تا 22 بیت را در هر 2048 بیت داده تصحیح کند. اگر اصلاح امکان پذیر نباشد، مکانیسم تشخیص می دهد که هنگام نوشتن یا پاک کردن داده ها خطایی وجود دارد و بلوک به عنوان "بد" علامت گذاری می شود.

به هر حال، برای جلوگیری از تشکیل بلوک های بد در حافظه فلش، روش خاصی به نام "سطح سایش" (به معنای واقعی کلمه "سطح سایش") وجود دارد. کاملا ساده کار می کند. از آنجایی که "بقای" یک بلوک حافظه فلش به تعداد عملیات پاک کردن و نوشتن بستگی دارد و این عدد برای بلوک های مختلف متفاوت است، کنترل کننده دستگاه تعداد این عملیات ها را برای بلوک ها می شمارد و سعی می کند به موارد استفاده شده بنویسد. با گذشت زمان کمتر یعنی آنهایی که کمتر «فرسوده» هستند.

خوب، در مورد وسعت کاربرد حافظه NAND، به دلیل امکان قرارگیری متراکم تر ترانزیستورها و در عین حال تولید ارزان تر، در تمامی فلش مموری ها و فلش های USB و همچنین SSD ها استفاده می شود.

خوب، کمی در مورد سلول های SLC (سلول تک سطحی - سلول تک سطحی) و MLC (سلول چند سطحی - سلول چند سطحی). در ابتدا فقط نوع اول موجود بود. فرض بر این است که فقط دو حالت، یعنی یک بیت داده، می توانند در یک سلول ذخیره شوند. تراشه های MLC بعدها اختراع شدند. قابلیت های آنها کمی گسترده تر است - بسته به ولتاژ، کنترل کننده می تواند بیش از دو مقدار را از آنها بخواند (معمولاً چهار) که به شما امکان می دهد 2 یا چند بیت را در یک سلول ذخیره کنید.

مزایای MLC آشکار است - با اندازه فیزیکی یکسان، دو برابر بیشتر داده در یک سلول قرار می گیرد. با این حال، معایب آن کمتر قابل توجه نیست. اول از همه، این سرعت خواندن است - به طور طبیعی کمتر از SLC است. از این گذشته ، لازم است ولتاژ دقیق تری ایجاد شود و پس از آن لازم است اطلاعات دریافتی به درستی رمزگشایی شود. و سپس دومین اشکال ایجاد می شود - خطاهای اجتناب ناپذیر هنگام خواندن و نوشتن داده ها. خیر، داده ها آسیب نمی بینند، اما روی سرعت عملکرد تأثیر می گذارد.

یک اشکال نسبتاً مهم حافظه فلش تعداد محدود چرخه های نوشتن و پاک کردن داده ها است. از این نظر، هنوز نمی تواند به خوبی با هارد دیسک ها رقابت کند، اما به طور کلی وضعیت هر سال در حال بهبود است. در اینجا اطلاعات عمر مفید انواع مختلف فلش مموری آورده شده است:

• SLC NAND - تا 100 هزار چرخه؛
• MLC NAND - تا 10 هزار چرخه؛
• SLC NOR - از 100 تا 1000 هزار چرخه؛
• MLC NOR - تا 100 هزار چرخه.

در اینجا یکی دیگر از معایب حافظه MLC وجود دارد - دوام کمتری دارد. خوب، فلش NOR به طور کلی فراتر از رقابت است. درست است، این برای افراد معمولی کاربرد کمی دارد - به هر حال، درایو فلش او به احتمال زیاد بر اساس فلش NAND و حتی بر روی تراشه های MLC ساخته شده است. با این حال، فناوری ثابت نمی‌ماند و فلش NAND با میلیون‌ها چرخه نوشتن و پاک کردن داده‌ها به تدریج به توده‌ها می‌رسد. بنابراین با گذشت زمان، این پارامترها برای ما اهمیت کمی خواهند داشت.

"کارت ها"

پس از پرداختن به انواع حافظه های فلش، اکنون به سراغ محصولات واقعی بر اساس آن می رویم. البته، از توضیحات تراشه های BIOS صرف نظر می کنیم، زیرا اکثر خوانندگان علاقه چندانی به آنها ندارند. درست مثل اینکه صحبت در مورد درایوهای فلش USB منطقی نیست. با آنها، همه چیز بسیار ساده است: آنها از طریق یک رابط USB متصل می شوند، تراشه های نصب شده در داخل کاملاً به سازنده وابسته هستند. هیچ استانداردی برای این رسانه ها وجود ندارد، به جز نیاز به سازگاری USB.

اما استانداردهایی برای فلش کارت ها لازم است که امروزه در دوربین های دیجیتال، پخش کننده ها، تلفن های همراه و سایر دستگاه های تلفن همراه استفاده می شود. یک کارت خوان برای آنها در اکثر لپ تاپ ها و نت بوک ها موجود است و همچنین می توان آن را در پخش کننده های DVD (یا Blu-ray) خانگی یا رادیوهای ماشین پیدا کرد.

یک ویژگی جهانی برای این دستگاه ها وجود دارد - تعداد کارت های حافظه پشتیبانی شده. گاهی اوقات در کارت خوان ها می توانید کتیبه های افتخارآمیز "20-in-1" یا حتی "30-in-1" را مشاهده کنید که تعداد فرمت های پشتیبانی شده را نشان می دهد. اما آنچه که بیش از همه شگفت‌انگیز است این است که تنها 6 فرمت انبوه اساساً متفاوت وجود دارد. بقیه تغییرات آنهاست. این شش استاندارد هستند که بیشتر روی آنها تمرکز خواهیم کرد.

CompactFlash

فرمت CompactFlash جایگاه ویژه ای در بین سایر فرمت های کارت حافظه فلش دارد. اول از همه، زیرا این اولین استاندارد انبوه بود. در سال 1994 توسط SanDisk معرفی شد. و هنوز هم به طور فعال در دوربین های دیجیتال SLR و همچنین روترهای کامپیوتری و سایر دستگاه های بسیار تخصصی استفاده می شود.

جالب ترین چیز این است که اولین کارت های CF بر اساس تراشه های NOR ساخته شده توسط اینتل بودند. اما سپس به سرعت به فلش NAND منتقل شدند که باعث کاهش هزینه و افزایش ظرفیت شد.

CompactFlash به عنوان فرمتی برای ذخیره سازی اطلاعات خارجی ایجاد شد. اما از آنجایی که 15 سال پیش هیچ کارت خوانی وجود نداشت و USB به تازگی طراحی شده بود، کارت های CF بر اساس مشخصات رابط ATA (IDE) ساخته شدند. بنابراین، چنین کارتی را می توان به یک کانکتور IDE معمولی متصل کرد یا از طریق یک آداپتور غیرفعال در اسلات کارت PC قرار داد. به همین دلیل است که CompactFlash برای استفاده در روترها و دستگاه های مشابه بسیار راحت است - سرعت و حجم زیاد در آنجا مورد نیاز نیست، اما اندازه، مقاومت در برابر ضربه و گرمایش کم بسیار مرتبط تر است.

علاوه بر این، ساخت آداپتور برای رابط USB یا FireWire دشوار نیست. و از همه جالبتر، بیشتر کارتخوان ها از سیستم ورودی/خروجی CompactFlash برای تبادل داده بین رایانه و سایر فرمت ها استفاده می کنند: SD/MMC، Memoty Stick، xD و SmartMedia.

اکنون در مورد تغییرات مختلف استاندارد CompactFlash. در ابتدا، چنین کارت هایی در یک "کارتریج" به اندازه 43x36x3.3 میلی متر صادر می شد. امروزه نیز از آن استفاده می شود. اما زمانی که هارد دیسک یک اینچی IBM Microdrive معرفی شد، فرم فاکتور دوم با ابعاد 43x36x5.0 میلی متر اضافه شد. بنابراین، اولی به عنوان CF نوع I شناخته شد و دومی - CF نوع II. پس از توقف انتشار Microdrive (و آنالوگ های آن)، ارتباط CF Type II از بین رفت.

CompactFlash چندین ویرایش دیگر دارد. با افزایش سرعت خواندن/نوشتن و افزایش حجم، نیاز آنها به وجود آمد. بنابراین نسخه 2.0 حداکثر سرعت را به 16 مگابایت بر ثانیه افزایش داد. بعداً نسخه 3.0 ظاهر شد که این مقدار را به 66 مگابایت بر ثانیه افزایش داد. خوب، آخرین نسخه 4.0/4.1 به شما امکان تبادل داده با سرعت حداکثر 133 مگابایت بر ثانیه را می دهد. آخرین مقدار مربوط به استاندارد UDMA133 است که همچنین ارتباط خود را از دست می دهد.

برای جایگزینی ویرایش چهارم از هم اکنون در حال آماده سازی هستند ... نه ویرایش جدید - فرمت جدید - CFast. تفاوت اساسی اصلی آن استفاده از رابط SerialATA به جای IDE است. البته این قابلیت سازگاری به عقب با نوع قبلی کانکتور را کاملاً پوشش می دهد، اما حداکثر سرعت را به 300 مگابایت بر ثانیه و قابلیت افزایش حجم را تا بسیار بیشتر از 137 گیگابایت افزایش می دهد. توجه داشته باشید که CFast از هفت پین برای تبادل داده استفاده می کند، درست مانند یک رابط معمولی SATA. اما برق از طریق 17 پین تامین می‌شود، در حالی که دستگاه‌های SATA دارای 15 پین هستند. بنابراین نمی‌توانید کارت CFast را مستقیماً به مادربرد متصل کنید؛ باید از یک آداپتور استفاده کنید. چنین کارت هایی باید امسال ظاهر شوند. در ژانویه، در نمایشگاه CES 2009، اولین نمونه ها با ظرفیت 32 گیگابایت قبلاً به نمایش گذاشته شدند.

اکنون باید در مورد سرعت تبادل اطلاعات و حجم کارت های CompactFlash که امروزه در دسترس هستند صحبت کنیم. سرعت کارت های CF (و سایر درایوهای حافظه فلش، به جز SSD نیز) دقیقاً مشابه درایوهای CD اندازه گیری می شود. یعنی 1x معادل 150 کیلوبایت بر ثانیه است. سریعترین نمایندگان دارای کتیبه 300x هستند که معادل 45 مگابایت بر ثانیه است. در اصل، کوچک نیست، اما از هارد دیسک های جفت شده با SSD فاصله زیادی دارد. اما با گذشت زمان، سرعت فقط افزایش می یابد.

خوب، در مورد حجم، کارت های CompactFlash با ظرفیت های بین 2 مگابایت تا 100 گیگابایت در طول سال ها عرضه شده اند. امروزه رایج ترین گزینه ها از 1 تا 32 گیگابایت است. با این حال، نسخه های 48، 64 و 100 گیگابایتی در حال حاضر برای فروش در دسترس هستند، اگرچه هنوز بسیار نادر هستند. تا کنون، فرمت CompactFlash بالاترین ظرفیت کارت حافظه فلش را ارائه می دهد. اما دیگران ممکن است مزایای دیگری ارائه دهند. در ادامه در مورد آنها می خوانیم.

SmartMedia

SmartMedia به دومین فرمت انبوه فلش کارت تبدیل شد. یک سال دیرتر از CompactFlash - در تابستان 1995 - معرفی شد. در واقع، به عنوان رقیبی برای CF ایجاد شد. SmartMedia چه چیزی برای ارائه داشت؟ اول از همه، اندازه های کوچکتر. و حتی دقیق تر، فقط ضخامت کمتر - فقط 0.76 میلی متر. عرض و طول چنین کارتهایی 45x37 میلی متر بود، در حالی که برای CompactFlash این پارامترها تقریباً یکسان است - 43x36 میلی متر. لازم به ذکر است که از نظر ضخامت، SM هنوز از هیچ فرمت دیگری پیشی نگرفته است. حتی کارت‌های microSD بسیار فشرده نیز چاق‌تر هستند - 1 میلی‌متر.

این رقم به لطف حذف تراشه کنترل کننده به دست آمد. به کارتخوان منتقل شد. بله، و در داخل خود کارت SM، در ابتدا می توانست یک تراشه NAND وجود داشته باشد، اما پس از آن، با پیشرفت تکنولوژی، تعداد بیشتری از آنها وجود داشت.

اما عدم وجود کنترلر در داخل کارت دارای معایبی است. اولاً، با افزایش حجم و انتشار مدل‌های رسانه‌ای جدید، سیستم عامل کارت‌خوان باید به‌روزرسانی می‌شد. و اگر کارتخوان خیلی قدیمی بود این عملیات همیشه در دسترس نبود. همچنین، با گذشت زمان، سردرگمی با ولتاژ عملکرد کارت های SmartMedia آغاز شد. در ابتدا 5.0 ولت و سپس 3.3 ولت بود. و اگر کارتخوان یکی از آنها را پشتیبانی نمی کرد، نمی توانست با چنین کارت هایی کار کند. علاوه بر این، هنگام قرار دادن یک کارت 3.3 ولتی در کارتخوان 5.0 ولتی، ممکن است آسیب ببیند یا بسوزد.

ثانیاً، برای فرمت SmartMedia استفاده از روش محاسبه سطح سایش بلوک های حافظه فلش غیرممکن است (روش تسطیح سایش را در بخش آخر شرح دادیم). و این به طور بالقوه باعث کاهش عمر کارت حافظه می شود.

با این حال، همه اینها مانع از استفاده طولانی مدت از SmartMedia به عنوان فرمت اصلی دوربین های دیجیتال نشد - در سال 2001، نیمی از چنین دستگاه هایی در بازار از آن پشتیبانی می کردند، اگرچه در آن زمان این بازار بسیار ساده تر از آن بود. امروز. SmartMedia خود را در سایر دستگاه های دیجیتال مانند پخش کننده ها، PDA ها یا تلفن های همراه پیدا نکرده است. و سازندگان دوربین شروع به کنار گذاشتن SM کردند. دوربین‌ها کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شدند و نازکی این کارت‌ها دیگر کافی نبود. خب، دومین نقطه ضعف قابل توجه نیاز روزافزون به ظرفیت بیشتر است. کارت های SmartMedia تنها به ظرفیت 128 مگابایت رسیدند. نسخه های 256 مگابایتی برنامه ریزی شده بود، اما هرگز منتشر نشدند.

به طور کلی، SmartMedia به عنوان جایگزینی برای فلاپی دیسک های 3.5 اینچی در نظر گرفته شد. حتی یک آداپتور مخصوص به نام FlashPath برای آنها منتشر شد. در می 1998 معرفی شد و یک سال بعد آنها یک میلیون دستگاه فروختند. این توسط SmartDisk توسعه داده شد، که به هر حال، آداپتورهای مشابهی را برای کارت های MemoryStick و SD/MMC تولید کرد.

شگفت‌انگیزترین چیز این است که FlashPath می‌تواند با هر فلاپی درایو با آرم عالی HD (چگالی بالا) کار کند. به طور خلاصه، هر کسی که یک فلاپی دیسک 1.44 مگابایتی را بخواند مناسب است. اما یک "اما" وجود دارد. هیچ راهی برای انجام بدون آن وجود ندارد. و در اینجا حتی دو نفر از آنها وجود دارد. ابتدا یک درایور مخصوص برای شناسایی آداپتور FlashPath و کارت داخل آن لازم است. و اگر برای سیستم عامل مورد نیاز در دسترس نباشد، در هوا است. بنابراین دیگر امکان بوت شدن از چنین فلاپی دیسکی وجود نخواهد داشت. دومین "اما" سرعت کار است. هنگام کار از یک فلاپی دیسک معمولی از آن فراتر نمی رود. و اگر بتوان 1.44 مگابایت را در مدت کمی بیشتر از یک دقیقه کپی یا نوشت، 64 مگابایت بیش از یک ساعت طول می کشد.

امروزه قالب SmartMedia را می توان مرده نامید. برخی از کارت خوان ها هنوز از آن پشتیبانی می کنند (مخصوصاً کارت خوان های همه کاره گیکی)، اما این سازگاری به سادگی مرتبط نیست. اگرچه، البته، این استاندارد سهم خاصی در توسعه فناوری های فلش داشت.

فرمت MMC سومین بار در سال 1997 معرفی شد. این توسط SanDisk و Siemens AG توسعه یافته است. مخفف MMC مخفف MultiMediaCard است که بلافاصله هدف استاندارد - دستگاه های چند رسانه ای دیجیتال را نشان می دهد. این جایی است که بیشتر از همه از MMC استفاده می شود.

در اصل، MMC بسیار نزدیک به SD، به خصوص نسخه های اول آنها است. با این حال، آنها در توسعه خود متفاوت بودند و امروز دومین مورد رایج ترین است. بنابراین در زیر بخش بعدی در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

MMC، بر خلاف CompactFlash و SmartMedia، اندازه فشرده تری دارد. از نظر طول و عرض: 24x32 میلی متر. ضخامت کارت های MMC 1.4 میلی متر است که تقریباً دو برابر SM است. اما این پارامتر به اندازه دو اندازه گیری دیگر حیاتی نیست.

در کل وجود MMC، هشت اصلاح مختلف از کارت های آن ارائه شده است. اولین (به سادگی MMC) از یک رابط سریال یک بیتی برای انتقال داده استفاده می کند و کنترل کننده آن در فرکانس حداکثر 20 مگاهرتز کار می کند. این به معنای حداکثر سرعت حداکثر 20 مگابیت در ثانیه (2.5 مگابایت بر ثانیه یا تقریباً 17 برابر) است. در اصل، با استانداردهای مدرن، بسیار ساده بود، اما 12 سال پیش این کافی بود.

در سال 2004، فرم فاکتور RS-MMC معرفی شد. پیشوند RS به معنای اندازه کاهش یافته یا "اندازه کاهش یافته" است. ابعاد آن به شرح زیر است: 24x18x1.4 میلی متر. می بینید که ارتفاع تقریباً نصف شده است. وگرنه دقیقا همون کارت حافظه MMC بود. اما برای نصب آن در کارت خوان باید از آداپتور مکانیکی استفاده کنید.

فرمت DV-MMC بسیار کوتاه مدت بود (DV مخفف Dual-Voltage - ولتاژ دوگانه است). چنین کارت هایی می توانند با ولتاژ استاندارد 3.3 ولت و با ولتاژ کاهش یافته 1.8 ولت کار کنند. این برای صرفه جویی در انرژی ضروری است. در اینجا تمرکز واضحی بر روی دستگاه های تلفن همراه وجود دارد. اما کارت های DV-MMC به دلیل ظهور فرمت های MMC+ (یا MMCplus) و MMCmobile به سرعت حذف شدند.

MMC+ و MMCmobile کاملاً با مشخصات اصلی MMC تفاوت داشتند و نسخه چهارم آن را نشان می دادند. با این حال، این مانع از حفظ سازگاری کامل با کارت‌خوان‌ها و دستگاه‌های قدیمی‌تر نشد، اما برای استفاده از قابلیت‌های جدید آنها، به‌روزرسانی سیستم‌افزار مورد نیاز بود. و این احتمالات به شرح زیر بود. به رابط تبادل داده یک بیتی، 4 و 8 بیت اضافه شد. فرکانس کنترلر می تواند از 26 تا 52 مگاهرتز باشد. همه اینها حداکثر سرعت را به 416 مگابیت بر ثانیه (52 مگابایت بر ثانیه) رساند. هر دوی این فرمت‌ها از عملکرد با ولتاژ 1.8 یا 3.3 ولت پشتیبانی می‌کردند. از نظر اندازه، به ترتیب با MMC و RS-MMC، MMCplus و MMCmobile تفاوتی نداشتند.

بعداً کوچکترین MMC ظاهر شد - MMCmicro. ابعاد کارت 14x12x1.1 میلی متر بود. این قالب مبتنی بر MMC+ با برخی محدودیت‌ها بود. به طور خاص، به دلیل عدم وجود مخاطبین اضافی (MMC دارای 7، MMC+ دارای 13)، رابط تبادل داده از انتقال داده 8 بیتی پشتیبانی نمی کند.

همچنین فرمت غیرمعمولی مانند miCard وجود دارد. در تابستان 2007 با هدف ایجاد یک کارت جهانی که می تواند در هر دو کارت خوان SD/MMC و کانکتور USB قرار گیرد، معرفی شد. اولین کارت ها قرار بود 8 گیگابایت ظرفیت داشته باشند. حداکثر به 2048 گیگابایت می رسد.

خوب، آخرین مورد SecureMMC است. همچنین بر اساس مشخصات نسخه 4.x است که در MMC+ استفاده می شود. ویژگی اصلی آن پشتیبانی از حفاظت DRM است. به هر حال، این همان چیزی است که در اصل فرمت SD را از MMC متمایز می کند. SecureMMC تلاشی برای رقابت با SD است. پس بیایید به این استاندارد برویم.

فرمت SD (Secure Digital) محبوب ترین است. از آن و تغییرات آن در همه جا استفاده می شود: در پخش کننده های دیجیتال و دوربین ها (حتی دوربین های DSLR)، در PDA و تلفن های همراه. احتمالاً دلیل این امر پشتیبانی و توسعه مداوم آن توسط بسیاری از شرکت ها است.

SD در سال 1999 توسط ماتسوشیتا و توشیبا معرفی شد. یک کارت Secure Digital با اندازه کامل دارای ابعاد مشابه MMC - 32x24x2.1 میلی متر است. ضخامت زیاد با وجود یک کلید مسدود کننده نوشتن توضیح داده می شود. با این حال، مشخصات SD به شما امکان می دهد کارت هایی را بدون آن بسازید (آنها Thin SD نامیده می شوند)، سپس ضخامت آن به 1.4 میلی متر کاهش می یابد.

در ابتدا، نسخه SD با هدف رقابت با MemoryStick (مورد بحث در زیر) بود که از حفاظت DRM برای فایل های رسانه ای پشتیبانی می کرد. سپس شرکت های توسعه به اشتباه تصور کردند که غول های صنعت رسانه فروشگاه های آنلاین را چنان شلوغ می کنند که همه فایل ها توسط DRM محافظت می شوند. بنابراین تصمیم گرفتیم که سر و صدا کنیم.

Secure Digital بر اساس مشخصات MMC است. به همین دلیل است که کارت خوان های SD به راحتی با MMC کار می کنند. چرا برعکس نه؟ برای محافظت از کنتاکت ها در برابر سایش روی کارت های SD، آنها اندکی داخل محفظه فرو رفته بودند. بنابراین، مخاطبین یک کارت خوان که فقط با هدف کار با MMC انجام می شود، به راحتی به مخاطبین کارت SD نمی رسند.

از نظر انواع فرمت ها، SD کمتر از نسخه قبلی خود "متواضع" نیست. اول از همه، شایان ذکر است که دو فاکتور فرم دیگر ارائه شد: miniSD (20x21.5x1.4 میلی متر) و microSD (11x15x1). دومی در ابتدا توسط SanDisk ایجاد شد و T-Flash و سپس TransFlash نام داشت. و سپس به عنوان یک استاندارد توسط انجمن کارت SD اقتباس شد.

تفاوت های باقی مانده به ظرفیت کارت مربوط می شود. و در اینجا سردرگمی وجود دارد. با اولین نسل از کارت ها شروع شد که به ظرفیت 2 گیگابایت رسید. کارت SD با یک کلید 128 بیتی شناسایی می شود. از این تعداد، 12 بیت برای نشان دادن تعداد خوشه های حافظه و 3 بیت دیگر برای نشان دادن تعداد بلوک های خوشه استفاده می شود (4، 8، 16، 32، 64، 128، 256 یا 512 - در مجموع 8 مقدار، که مربوط به سه بیت حافظه است). خوب، اندازه بلوک استاندارد برای اولین نسخه ها 512 بایت بود. مجموع 4096x512x512 1 گیگابایت داده می دهد. ما رسیدیم

هنگامی که کمبود ظرفیت "از بالا" شروع به سفت شدن کرد، نسخه 1.01 مشخصات ظاهر شد، که اجازه استفاده از یک بیت اضافی را برای تعیین بیشتر اندازه بلوک می داد - اکنون می تواند 1024 یا 2048 بایت و حداکثر ظرفیت باشد. بر این اساس به 2 و 4 گیگابایت افزایش یافت. اما مشکل اینجاست - دستگاه های قدیمی می توانند اندازه کارت های حافظه جدید را به اشتباه تعیین کنند.

در ژوئن 2006، نسخه جدیدی از استاندارد ظاهر شد - SD 2.0. آنها حتی به آن نام جدیدی دادند - SDHC یا Secure Digital High Capacity. نام برای خودش صحبت می کند. نوآوری اصلی SDHC توانایی ایجاد کارت تا 2 ترابایت (2048 گیگابایت) است. حداقل محدودیت در اصل نامحدود است، اما در عمل کارت های SDHC ظرفیت 4 گیگابایت یا بیشتر دارند. قابل توجه است که حداکثر محدودیت مصنوعی - 32 گیگابایت است. برای کارت‌های با ظرفیت بالاتر، پیشنهاد می‌شود از استاندارد SDXC استفاده شود (در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح می‌دهیم)، اگرچه چندین سازنده 64 گیگابایت SDHC را معرفی کرده‌اند.

استاندارد SD 2.0 از 22 بیت داده برای تعیین اندازه استفاده می کند، اما چهار تای آن برای استفاده در آینده رزرو شده است. بنابراین کارت خوان هایی که در ابتدا برای کار با SDHC طراحی نشده بودند، نمی توانند کارت های حافظه جدید را تشخیص دهند. اما دستگاه های جدید به راحتی می توانند کارت های قدیمی را تشخیص دهند.

همراه با اعلام فرمت SDHC، شناسایی بر اساس کلاس های سرعت ظاهر شد. سه گزینه وجود دارد: SD کلاس 2، 4 و 6. این اعداد نشان دهنده حداقل سرعت تبادل اطلاعات برای کارت است. یعنی یک کارت با SD کلاس 6 سرعت حداقل 6 مگابایت بر ثانیه را ارائه می دهد. خب، حد بالایی طبیعتاً محدود نیست، اگرچه تاکنون وضعیت کارت‌های SD تقریباً مشابه CompactFlash است - سریع‌ترین نمایندگان به سرعت 300x یا 45 مگابایت بر ثانیه رسیده‌اند.

شایان ذکر است که عوامل فرم مینیاتوری نیز دستخوش نوسازی شده اند. هیچ کس miniSDHC و microSDHC را فراموش نکرده است. درست است، این اغلب اولین کارت هایی است که به فروش می رسد. امروز حداکثر حجم آنها به 16 گیگابایت رسیده است و گزینه های 32 گیگابایتی در راه است.

خوب، آخرین نوآوری استاندارد است. آیا این نسخه 3.0 نام داشت یا نه، ما نتوانستیم بفهمیم. با این حال، تفاوت آن با SDHC چندان قابل توجه نیست. اول از همه، محدودیت مصنوعی در حداکثر حجم حذف شده است که اکنون می تواند به 2 ترابایت برسد. حداکثر سرعت انتقال اطلاعات به 104 مگابایت بر ثانیه افزایش یافته است و در آینده قول افزایش آن را به 300 مگابایت بر ثانیه می دهند. خوب، exFAT به عنوان سیستم فایل اصلی انتخاب شد (در زیر بحث شده است)، در حالی که SDHC در بیشتر موارد از FAT32 رضایت دارد. اولین کارت های SDXC قبلاً معرفی شده اند و ظرفیت آنها 32 یا 64 گیگابایت است. اما محصولات با پشتیبانی آنها هنوز باید مدتی صبر کنند.

در واقع، همه چیز در مورد کارت های SD. اما در چارچوب این استاندارد چندین مورد جالب دیگر منتشر شد. به عنوان مثال، مشخصات SDIO (خروجی ورودی دیجیتال امن). بر اساس آن با استفاده از فرم فاکتور و رابط کارت های SD می توان دستگاه هایی مانند گیرنده های GPS، کنترلرهای Wi-Fi و بلوتوث، مودم ها، تیونرهای FM، آداپتورهای اترنت و غیره ایجاد کرد. به عنوان نوعی آنالوگ USB.

SanDisk خود را با کارت های SD Plus متمایز کرده است که بلافاصله یک کانکتور USB را ادغام می کنند. Eye-Fi یک پیشرفت نسبتا جالب است. این یک کارت حافظه با کنترلر وای فای داخلی است. دومی می تواند داده ها را از کارت به هر رایانه ای منتقل کند. بنابراین، حتی نیازی به حذف آن از دوربین یا گوشی نیست.

در مجموع، امروزه فرمت Secure Digital محبوب ترین و سریع ترین فرمت در حال رشد است. تاکنون سونی در تلاش است تا با Memory Stick خود در برابر آن مقاومت کند، اما خوب پیش نمی رود.

مموری استیک

سونی به دلیل بیزاری از اکثر فرمت ها و استانداردهایی که توسط آن ساخته نشده اند، شناخته شده است. این قابل درک است - از آنها حق امتیاز دریافت نخواهید کرد. بنابراین در نهایت کارت های DVD+R/RW و Blu-ray و Memory Stick ظاهر شدند. آنها که در اکتبر 1998 معرفی شدند، هنوز فقط در بین محصولات سونی توزیع می شوند. و به طور کلی، تنها سونی و کمی SanDisk در تولید آنها نقش دارند. نتیجه این منطقی است: شیوع نسبتا کم و قیمت بالاتر نسبت به سایر فلش کارت های با حجم مشابه.

سونی در تمام مدت وجود Memory Stick، هفت تغییر را منتشر کرده است. علاوه بر این، بر خلاف MMC، همه آنها در حال استفاده هستند. در نتیجه، سردرگمی طبیعی به وجود می آید و در عین حال، تولیدکنندگان کارت خوان می توانند تعداد استانداردهای شناخته شده توسط محصولات خود را افزایش دهند.

همه چیز فقط با یک مموری استیک شروع شد. این یک کارت حافظه دراز به ابعاد 50x21.5x2.8 میلی متر است. شکل آن تا حدودی شبیه یک تکه آدامس است. همانطور که در بالا نوشتیم با پشتیبانی DRM متمایز شد که هرگز مورد نیاز نبود. ظرفیت از 4 تا 128 مگابایت متغیر بود.

با گذشت زمان، این کافی نبود و از آنجایی که هنوز استانداردی به روز نشده بود، فرمت Memory Stick Select اعلام شد. این یک کارت حافظه معمولی است، اما در داخل آن دو تراشه حافظه 128 مگابایتی وجود داشت. و می توانید با استفاده از یک سوئیچ مخصوص روی خود کارت بین آنها جابجا شوید. راه حل خیلی راحت نیست. به همین دلیل موقت و میانی بود.

ما با انتشار Memory Stick PRO در سال 2003 توانستیم با ظرفیت کم کنار بیاییم. از نظر تئوری، چنین کارت حافظه ای می تواند تا 32 گیگابایت داده ذخیره کند، اما در عمل آنها بیش از 4 گیگابایت ساخته نشده اند. البته اکثر دستگاه های قدیمی نسخه PRO را نمی شناسند، اما دستگاه های جدید به راحتی می توانند Memory Stick نسل اول را تشخیص دهند. یک زیرشاخه استاندارد High Speed ​​Memory Stick PRO همه چیز را گیج کننده تر می کند. همه Memory Stick PRO با ظرفیت 1 گیگابایت یا بیشتر به این شکل بودند. واضح است که آنها می توانند در یک حالت خاص با سرعت بالا عمل کنند. و من بسیار خوشحالم که همه آنها با دستگاه های قدیمی تر سازگار هستند، اما سرعت به حالت عادی کاهش یافته است.

با گذشت زمان مشخص شد که باید مسیر کوچکتر کردن کارت ها را طی کرد، در غیر این صورت "صفحات" Memory Stick برای استفاده در همه جا راحت نیستند. Memory Stick Duo اینگونه ظاهر شد، با ابعاد 31x20x1.6 میلی متر - کمی کوچکتر از Secure Digital. اما بدشانسی، این کارت‌ها بر اساس اولین نسخه استاندارد Memory Stick و همراه با محدودیت حداکثر ظرفیت ساخته شدند. 128 مگابایت برای 2002 به نوعی اصلا قابل احترام نیست. اینگونه بود که Memory Stick PRO Duo در سال 2003 ظاهر شد. و این استاندارد است که امروزه بیشتر در حال توسعه است - در حال حاضر کارت های 16 گیگابایتی وجود دارد، گزینه های 32 گیگابایتی در راه هستند و محدودیت نظری، طبق گفته سونی، 2 ترابایت است.

در دسامبر 2006، سونی به همراه SanDisk اصلاح جدیدی را در کارت های حافظه فلش خود اعلام کردند - Memory Stick PRO-HG Duo. تفاوت اصلی آن با سایر گزینه ها سرعت عملکرد بالاتر آن است. علاوه بر رابط ارتباطی 4 بیتی، یک رابط 8 بیتی نیز اضافه شده است. و فرکانس کنترلر از 40 به 60 مگاهرتز افزایش یافته است. در نتیجه، محدودیت سرعت تئوری به 480 مگابیت بر ثانیه یا 60 مگابایت بر ثانیه افزایش یافت.

خوب، به دنبال آخرین مد، در فوریه 2006، فرمت کارت حافظه Memory Stick Micro (یا M2 نیز نامیده می شود) ظاهر شد، با ابعاد 15x12.5x1.2 میلی متر - این کمی بزرگتر از microSD است. ظرفیت آنها از 128 تا 16 گیگابایت متغیر است و از نظر تئوری می تواند 32 گیگابایت باشد. از طریق یک آداپتور، کارت حافظه M2 را می توان در اسلات Memory Stick PRO قرار داد، اما اگر ظرفیت آن بیش از 4 گیگابایت باشد، ممکن است مشکلات شناسایی خاصی ایجاد شود.

این چنین قیچی است. اگر به آن نگاه کنید، در اصل کار سختی نیست: Memory Stick فرمت اصلی است، نه کوچکترین اندازه، Memory Stick PRO گزینه ای با ظرفیت و سرعت بیشتر است، Memory Stick (PRO) Duo یک نسخه کوچکتر از کارت ها است. Memory Stick PRO-HG Duo نسخه شتاب یافته Memory Stick PRO Duo است، Memory Stick Micro (M2) - کوچکترین Memory Stick. اکنون می توانید به آخرین استاندارد - xD بروید.

کارت xD-Picture

Olympus و Fujifilm احساس کردند که فرمت‌های کارت فلش که در سال‌های اولیه این قرن وجود داشت، با ایده‌های آنها در مورد ذخیره‌سازی اطلاعات ایده‌آل برای دوربین‌ها مطابقت نداشت. چگونه می توانیم توسعه استاندارد کارت xD-Picture خود را توضیح دهیم؟

از نام قالب بر می آید که برای ذخیره تصاویر ایجاد شده است. اما Olympus بر اساس آن ضبط صوت دیجیتال تولید می کند و فوجیتسو پخش کننده های MP3 را تولید می کند. با این حال، جدیدترین دستگاه‌ها بسیار کمتر از دوربین‌های دارای پشتیبانی xD هستند. با این حال، اگر مجموع فروش دوربین های دیجیتال فوجیتسو و Olympus را با هم مقایسه کنیم، آنها به هیچ وجه از ارقام رهبران بازار - Canon و Nikon - فراتر نخواهند رفت. و رهبران بی سر و صدا از CompactFlash در دوربین های SLR متوسط ​​و رده بالا استفاده می کنند، در حالی که استاندارد Secure Digital در بقیه به خوبی ریشه دوانده است. خوب ، از آنجایی که توزیع کارت های xD خیلی زیاد نیست ، در توسعه آنها از محبوب ترین فرمت ها عقب هستند و علاوه بر این ، از آنها گران تر هستند. حدود 2-3 بار، اگر کارت هایی با همان ظرفیت بگیرید.

بدیهی است که تمرکز اصلی توسعه دهندگان فرمت xD (به هر حال، توشیبا و سامسونگ بر اساس آن کارت تولید می کنند) کاهش اندازه کارت حافظه بوده است. ابعاد آن به شرح زیر است - 20x25x1.78 میلی متر. تقریباً به اندازه دو مموری استیک میکرو.

ظرفیت اولین نسخه کارت های xD از 16 تا 512 مگابایت متغیر است. آنها در جولای 2002 ارائه شدند. با این حال، در فوریه 2005، اولین به روز رسانی ظاهر شد که اجازه می دهد حداکثر حجم را به 8 گیگابایت افزایش دهید. استاندارد جدید xD Type M نام داشت. حجم با استفاده از حافظه MLC افزایش یافت که در عین حال کندتر بود. ظرفیت کارت های نوع M xD به 2 گیگابایت رسیده است. و تاکنون این محدودیت نه با استانداردهای نوع M و نه استانداردهای جدیدتر برطرف نشده است.

برای حل مشکل سرعت، xD Type H در نوامبر 2005 معرفی شد. این فرمت مبتنی بر حافظه SLC بود، زیرا آنها تصمیم گرفتند آن را در سال 2008 به دلیل هزینه های بالا متوقف کنند. اما در آوریل 2008 با Type M+ جایگزین شد. کارت های این فرمت تقریباً 1.5 برابر سریعتر از نوع M هستند.

سازگاری با نسخه های مختلف فرمت های xD فقط برای جدیدترین دستگاه ها صادق است - آنها به راحتی می توانند نسخه های قدیمی کارت ها را تشخیص دهند. اما دستگاه های قدیمی لزوماً کارت های جدید را نمی شناسند. وضعیت در اینجا تقریباً مانند سایر استانداردها است.

در مورد سرعت، پس از نظر حجم، xD اصلا نمی درخشد. امروزه میانگین سرعت خواندن Type M+ 6.00 مگابایت بر ثانیه (40x) و سرعت نوشتن 3.75 مگابایت بر ثانیه (25x) است.

در مجموع، فرمت کارت xD-Picture در خرده فروشی گرانتر از SD و CF است. کارت های حافظه کاملاً جمع و جور هستند، اما ظرفیت آنها دیگر نیازهای مدرن را برآورده نمی کند. سرعت هم همینطور. برای فیلمبرداری با وضوح 640x480 با سرعت 30 فریم در ثانیه، نوع M+ همچنان کافی است. اما برای دوربین‌های SLR امروزی که فریم‌هایی با وضوح ۱۲ تا ۲۴ مگاپیکسل و فیلم‌برداری با فرمت‌های ۷۲۰p و ۱۰۸۰p می‌گیرند، واضح است که این کافی نیست. داشتن کارت 200-300x اصلا بد نیست. بنابراین ما برای ادامه پشتیبانی و توسعه xD اهمیت زیادی نمی بینیم. همچنین تعجب نخواهیم کرد اگر ناگهان تصمیم بگیرند آن را ببندند و نسل بعدی دوربین ها به SD و/یا CF منتقل شوند.

مخفف SSD نسبتاً اخیراً - چند سال پیش - در فیدهای خبری و عناوین مقالات ظاهر شد. دلیل این امر این است که این فناوری تنها زمانی گسترش یافت که حافظه های فلش به طور فزاینده ای برای ذخیره سازی داده ها مورد استفاده قرار گرفتند و عناوین خبری (و متن) فوق از رشد سریع قریب الوقوع این بازار صحبت کردند و به طور همزمان نویدبخش جابجایی هارد دیسک ها حداقل از بخش لپ تاپ و نت بوک.

اما جالب ترین چیز این است که یک SSD لزوما یک درایو حافظه فلش نیست. SSD یا Solid State Drive به معنای درایو حالت جامد است. یعنی در اینجا اصل به جای نوع مهم است - حافظه "سخت" برای ذخیره داده ها استفاده می شود. خاطره ای که نمی چرخد، نمی چرخد ​​و نمی پرد. بنابراین SSD اصلاً چند سالی نیست، بلکه به طور رسمی پنجاه ساله است. این فناوری در آن زمان به طور دیگری نامیده می شد، اما دوباره، اصل در اینجا مهم است. اما اصل باقی مانده است.

امروزه دو نوع SSD مرتبط هستند: مبتنی بر حافظه فرار و بر اساس حافظه غیر فرار. اولی آنهایی هستند که از حافظه SRAM یا DRAM به عنوان پایه خود استفاده می کنند. آنها همچنین RAM-drive نامیده می شوند. هر از گاهی، چنین SSD هایی توسط سازندگان به عنوان رسانه ذخیره سازی فوق سریع معرفی می شوند. برخی از آنها حتی به شما این امکان را می دهند که وقتی کانکتورهای ماژول های حافظه معمولی (DDR، DDR2 یا DDR3 در مدرن ترین نسخه) به سادگی روی برد نصب می شوند، به طور مستقل صدا را افزایش دهید.

خوب، حافظه غیر فرار البته فلش است. مدت هاست که امکان ایجاد SSD بر اساس آن وجود داشت، اما حجم چنین درایوهایی با قابلیت هارد دیسک ها فاصله زیادی داشت و هزینه آن بسیار بیشتر بود. و سرعتش زیاد نبود اما امروزه این کاستی ها به تدریج برطرف می شود.

اولین نسل از SSD ها ظرفیتی بین 16 تا 64 گیگابایت داشتند و چنین "درایوهای فلش" صدها و هزاران دلار هزینه داشتند. این حدود دو سال پیش بود. امروزه گزینه های 64 تا 512 گیگابایتی با قیمت های 200 تا 1500 دلار در دسترس هستند. با هارد دیسک فاصله زیادی دارد، اما خیلی بهتر است. برای و در راه، یک SSD 1 ترابایتی در قالب یک هارد دیسک 2.5 اینچی. یادآوری می کنیم که هارد دیسک های موبایل هنوز از ظرفیت 500 گیگابایت فراتر نرفته اند. و دسکتاپ ها به تازگی به علامت 2 ترابایت رسیده اند. بنابراین SSD با جهش به جلو حرکت می کند.

در مورد سرعت کار، همچنین به طور مداوم در حال رشد است. نسل اول SSD ها تا حدودی از هارد دیسک های موبایل عقب مانده بود، اما درایوهای مدرن قبلاً از آنها پیشی گرفته اند. کافی است حافظه SSD Intel X25-M معرفی شده در سال گذشته را یادآوری کنیم که سرعت خواندن آن 250 مگابایت بر ثانیه و سرعت نوشتن 70 مگابایت بر ثانیه است. و هزینه آن به اندازه یک پرواز به ISS نیست - حدود 350 دلار با ظرفیت 80 گیگابایت.

البته، به خصوص مدل های پرسرعت Fusion-IO با سرعت خواندن/نوشتن 800/694 مگابایت بر ثانیه یا PhotoFast G-Monster PCIe SSD با سرعت 1000/1000 مگابایت بر ثانیه وجود دارد، اما قیمت آنها مانند جت کوچک است. و البته، برای تبادل داده، از SerialATA استفاده نمی کنند، بلکه از PCI Express x8 معمولی استفاده می کنند - این استاندارد هنوز هم قادر به ارائه پهنای باند مورد نیاز است. به هر حال، PCI Express x1 به طور فعال برای اتصال SSD ها در نت بوک ها استفاده می شود. در این قالب است که ذخیره سازی داده های آنها - به شکل یک کارت کوچک PCI-E x1 ساخته شده است.

چنین عملکردی با سرعت بالا برای درایوهای SSD به لطف خواندن موازی داده ها از چندین تراشه به طور همزمان به دست آمد. به عنوان مثال، Intel X25-M که در بالا ذکر شد، بر اساس اصل یک آرایه سطح RAID 0 کار می کند، یعنی یک بیت به تراشه اول، دوم به دوم و غیره نوشته می شود. سازماندهی مکانیزم مشابه برای یک درایو فلش USB معمولی یا کارت حافظه بسیار دشوار است، زیرا تقریباً همیشه فقط یک تراشه حافظه فلش نصب شده است.

برای افزایش ظرفیت و کاهش هزینه، حافظه MLC اغلب در SSD ها (از جمله در X25-M) استفاده می شود. مدل های گران تر به تراشه های SLC مجهز هستند. اما اگر نسبتاً به ندرت داده ها را روی یک درایو فلش USB یا برخی از کارت SD می نویسید، در یک SSD ضبط به طور مداوم در حین کار انجام می شود. و در بیشتر موارد شما حتی آن را نمی دانید. برنامه های مدرن به طور مداوم لاگ های مختلف را حفظ می کنند. سیستم عامل داده های کم استفاده را به فایل swap منتقل می کند، بنابراین RAM را آزاد می کند. حتی دسترسی اولیه به فایل نیاز به ضبط زمان دسترسی دارد.

بنابراین در هر صورت باید تراشه های بادوام تری را در SSD نصب کنید. همچنین باید نگران الگوریتم‌هایی برای محاسبه سطح سایش و توزیع مجدد داده‌ها باشید - آنها باید پیشرفته‌تر از درایوهای فلش معمولی باشند. SSD ها حتی یک تراشه کش فرار اضافی دارند، درست مانند یک هارد دیسک معمولی. کش حاوی داده های آدرس بلوک و داده های سطح سایش است. هنگامی که خاموش می شود، دومی در حافظه فلش ذخیره می شود.

در هر صورت، در حال حاضر، فناوری SSD مبتنی بر فلش به سرعت در حال توسعه است. چندین مزیت غیر قابل انکار نسبت به HDD ارائه می دهد:

• زمان دسترسی به داده به طور قابل توجهی کوتاهتر.
• سرعت خواندن اطلاعات ثابت؛
• سطح نویز صفر؛
• مصرف انرژی کمتر

در حال حاضر، تنها چیزی که باقی می‌ماند این است که تعداد چرخه‌های بازنویسی را به عددی افزایش دهید که اصلاً نگران آن نباشید. ظرفیت بدون آن به رشد خود ادامه خواهد داد. این امکان وجود دارد که در 2-3 سال آینده به هارد دیسک ها برسد و حتی پیشی بگیرد. خوب، اگر فناوری امیدوارکننده باشد، فعالانه تبلیغ شود و سطح فروش دائما در حال رشد باشد، قیمت به خودی خود کاهش می یابد. ما نمی دانیم که آیا SSD ها می توانند جایگزین هارد دیسک ها در بازار رایانه های رومیزی شوند یا خیر، اما آنها در حال حاضر به سمت دستگاه های تلفن همراه حرکت می کنند.

آینده

در واقع ما به پایان رسیده ایم. نتیجه گیری از موارد فوق به شرح زیر است: فلش مموری در آینده گسترده تر و بهبود خواهد یافت. هنوز مشخص نیست که آیا می تواند جایگزین هارد دیسک شود یا خیر، اما این ویژگی را دارد. اما مشکل دیگری وجود دارد - سیستم فایل.

سیستم های فایل مدرن برای استفاده با دیسک های سخت بهینه شده اند. اما HDD در ساختار خود اصلا یک SSD نیست. اول از همه، اطلاعات روی هارد دیسک با استفاده از آدرس دهی LBA قابل دسترسی است. بلوکی از چنین آدرسی به شما امکان می دهد اطلاعات درخواستی را در کدام صفحه، در کدام مسیر و در کدام بخش محاسبه کنید. اما مشکل اینجاست - فلش صفحه، تراک یا سکتور ندارد. اما بلوک هایی وجود دارد که به صفحات تقسیم شده اند. امروزه این مشکل با ترجمه آدرس ها از یک قالب به فرمت دیگر حل می شود، اما اگر همه اینها مستقیماً اتفاق بیفتد بسیار راحت تر خواهد بود.

یکی دیگر از ویژگی های فلش مموری این است که نوشتن فقط در بلوک هایی که قبلاً پاک شده اند قابل انجام است. و این عمل مدتی طول می کشد. این ایده خوبی خواهد بود که بلوک های کاملاً بدون استفاده را در زمان بیکاری پاک کنید.

سیستم های فایل دیسک مدرن برای به حداقل رساندن زمان دسترسی به داده ها بهینه شده اند - آنها سعی می کنند اطمینان حاصل کنند که در سریع ترین زمان ممکن در سراسر دیسک جستجو می شوند. اما برای فلش مموری این به سادگی بی ربط است - همه بلوک ها به سرعت یکسان قابل دسترسی هستند. خوب، پشتیبانی برای محاسبه سطح سایش تراشه های فلش از سیستم فایل ضرری ندارد.

بنابراین چیزی که برای آینده نزدیک وجود دارد، انتشار فایل سیستم های جدید بهینه شده برای کار با فلش مموری است. با این حال، اینها از قبل وجود دارند، اما سیستم عامل های مدرن به خوبی از آنها پشتیبانی نمی کنند. قابل ذکر است که یکی از اولین ها FFS2 از مایکروسافت بود که در اوایل دهه 90 منتشر شد.

سیستم عامل لینوکس با پیشرفت همراه است. سیستم های فایل JFFS، JFFS2، YAFFS، LogFS، UBIFS برای آن ایجاد شده است. Sun همچنین با توسعه ZFS که اخیراً . این نه تنها برای هارد دیسک، بلکه برای درایوهای فلش نیز بهینه شده است. علاوه بر این، هم برای استفاده از آنها به عنوان حافظه اصلی و هم به عنوان حافظه پنهان.

با این حال، امروزه محبوب ترین سیستم فایل برای درایوهای فلش (بدون احتساب SSD) FAT و FAT32 باقی مانده است. این به سادگی راحت ترین است. آنها توسط تمام سیستم عامل ها پشتیبانی می شوند و نیازی به درایور ندارند. اما آنها دیگر برای کار کافی نیستند. به عنوان مثال، محدودیت در حداکثر اندازه فایل (4 گیگابایت) در حال حاضر غیرقابل قبول است.

با این حال، مایکروسافت یک جایگزین دارد - exFAT، که قبلا به نام FAT64 شناخته می شد. همانطور که قبلا نوشتیم، به عنوان FS اصلی برای کارت های SDXC انتخاب شد. علاوه بر بهینه سازی برای فلش مموری، از فایل های تا 16 اگزابایت (16.7 میلیون ترابایت) پشتیبانی می کند و بیش از 65536 فایل را می توان در یک پوشه ذخیره کرد.

exFAT امروزه توسط سیستم عامل های Windows Mobile نسخه 6.0 و بالاتر، Windows XP SP2 و بالاتر، Windows Vista SP1، Windows Server 2008 و Windows 7 از بیلد 6801 پشتیبانی می شود. توجه داشته باشید که در ویندوز ویستا، یک فلش درایو مبتنی بر exFAT قادر نیست به عنوان حافظه پنهان در توابع ReadyBoost استفاده می شود. پشتیبانی مربوطه در ویندوز 7 ظاهر خواهد شد. همانند سایر سیستم عامل ها، یک ماژول هسته رایگان برای لینوکس در دسترس است که به شما امکان می دهد از exFAT فقط خواندنی استفاده کنید.

بنابراین به نظر می رسد امروزی امیدوارکننده ترین سیستم عامل برای درایوهای فلش ZFS و exFAT باشد. اما هر دو بسیار ضعیف توزیع شده اند، اگرچه دومی شانس بیشتری برای محبوب شدن دارد. قبلاً به عنوان اصلی ترین کارت SD نسل جدید انتخاب شده است و همه محبوب ترین نسخه های ویندوز آن را می شناسند.

برای بقیه، منتظر افزایش بیشتر ظرفیت درایوهای فلش و کاهش هزینه آنها خواهیم بود. این فناوری بسیار خوب است، بنابراین ما فقط برای آن آرزوی موفقیت داریم.