Koja je vrsta memorije flash pogon? Pristup podacima niske razine

Moderne tehnologije razvijaju se prilično brzo, a ono što se jučer činilo vrhuncem savršenstva danas nam nikako ne odgovara. Ovo se posebno odnosi na moderne vrste memorija računala. Stalno nema dovoljno memorije ili je brzina medija vrlo niska, prema modernim standardima.

Flash memorija pojavila se relativno nedavno, ali ima mnogo prednosti, prilično ozbiljno istiskuje druge vrste memorije.

Flash memorija je vrsta postojane, stalne memorije koja se može prepisivati. Za razliku od tvrdi disk Flash pogon ima veliku brzinu čitanja, koja može doseći i do 100 MB/s, i vrlo je male veličine. Može se lako prenositi jer se spaja putem USB priključka.

Može se koristiti kao RAM, ali za razliku od RAM-a, flash memorija pohranjuje podatke kada je napajanje isključeno, autonomno.

Danas na tržištu postoje flash mediji volumen od 256 megabajta do 16 gigabajta. Ali postoje mediji s većim volumenom.

DO dodatne funkcije brza memorija To uključuje zaštitu od kopiranja, skener otiska prsta, modul za šifriranje i još mnogo toga. Također ako matična ploča podržava dizanje putem USB priključka, može se koristiti kao uređaj za dizanje.

Na nove flash tehnologije može se pripisati UZ. Ovaj medij računalo prepoznaje kao dva diska, gdje su podaci pohranjeni na jednom, a računalo se pokreće s drugog. Prednosti ove tehnologije su očite, možete raditi na bilo kojem računalu.

Prilično mala veličina omogućuje vrlo široku upotrebu ove vrste memorije. To uključuje mobilne telefone, fotoaparate, video kamere, diktafone i drugu opremu.

U opisu tehničke karakteristike bilo kojeg mobilnog uređaja, naznačena je vrsta flash memorije, a to nije slučajno, jer nisu sve vrste kompatibilne. Na temelju toga morate odabrati flash pogone koji su prilično česti na tržištu kako ne biste imali problema s bilo kojim uređajem.
Za neke vrste flash kartica postoje adapteri koji proširuju njezine mogućnosti.

Postojeće vrste flash memorije

Moderne flash kartice mogu se podijeliti u šest glavnih tipova.

Prvi i najčešći tip je CompactFlash (CF), postoje dva tipa CF tip I i ​​CF tip II. Ima dobra brzina, kapacitet i cijena.
Nedostaci uključuju veličinu 42 * 36 * 4 mm. Prilično je svestran i koristi se u mnogim uređajima.

IBM Microdrive-jeftin, ali manje pouzdan i troši više energije nego inače, što je razlog njegovih ograničenja.

SmartMedia- tanka i jeftina, ali ne i visoka zaštita od abrazije.

Multimedijska kartica (MMC)- male veličine (24x32x1,4 mm), mala potrošnja energije, koji se koristi u minijaturnim uređajima. Nedostatak je mala brzina.

Secure Digital (SD) s dimenzijama usporedivim s multimedijskom karticom, ima veći kapacitet i brzinu. Ali skuplji.

Memory Stick- Ima dobra zaštita informacije, brzina, ali ne baš velik kapacitet.

Danas se CompactFlash i SD/MMC smatraju najčešćim, ali
Osim navedenih kartica, postoje i druge vrste flash kartica

Trebali biste odabrati flash karticu na temelju svojih potreba, uzimajući u obzir da što je veći kapacitet i brzina, to je flash kartica skuplja.

Stalno nailazim na zabunu u pojmu flash pogon, često postaje uzrok nesporazuma između kupca i prodavatelja pri odabiru potrebni mediji informacija. Dakle, "u širokim masama" postoje sljedeća osnovna tumačenja riječi flash pogon: USB flash voziti(USB flash pogon), memorijska kartica microSD(čitaj micro-ES-Di), općenito bilo koja memorijska kartica, općenito bilo koji flash medij za pohranu. Ovdje ispod riječi bljesak(čitaj flash) Mislim na tehnologiju flash memorije i koristim engleski izraz da izbjegnemo zabunu. Štoviše, ponekad vidim da ljudi u svakodnevnom životu mogu bilo koji od ovih uređaja istovremeno nazvati flash pogonom, oslanjajući se na to da će njihov sugovornik, kontekstom ili uz pomoć telepatije, razumjeti o čemu pričaju!

Neću raspravljati o tome koji je termin ispravniji, a još manje ću preskočiti pitanje je li "bljesak" ili "bljesak" ispravan (zapravo, oba se načina pisanja koriste barem na isti način i tu se ništa ne može učiniti to). Umjesto nepotrebne rasprave, jednostavno ću opisati sve uređaje koji se nazivaju ovom riječju, i sve riječi kojima se nazivaju, a onda ćete sigurno moći kupiti upravo ono što Vam treba!

Pa počnimo s USB flash pogon. Upravo je ovaj uređaj, koji je univerzalni uređaj za pohranu podataka koji sadrži flash memoriju i spojen izravno na USB konektor, doveo do riječi flash pogon u ruskom jeziku. Međutim, riječ flashdrive ili flashdrive, izvedena iz engleskog Flash Drive, također je popularna, kao i službeniji flash pogon (ili flash pogon). Budući da je nemoguće smisliti razuman prijevod za ovu frazu (pa, nemojte zvati flash pogon "treperećim drajverom"!), riječi flash pogon ili flash pogon treba prepoznati kao najbolji izraz. Ovdje su tipični primjeri flash pogona:

Flash diskovi se uglavnom koriste za prijenos informacija između računala. Ili za pohranu informacija koje uvijek želite imati sa sobom. Budući da govorimo o tipologiji, napominjem da u U zadnje vrijeme pojavili su se flash pogoni s vezom USB3.0. Što to znači? To znači da ako računalo ima USB3.0 sučelje (njegovo najuočljivije vanjska razlika- plava boja), USB3.0 flash pogon će moći raditi brže. Ako ga spojite na tradicionalni USB2.0 (koji je na svakom računalu), tada će njegova brzina biti usporediva s brzinom običnog flash pogona. Ovako izgledaju USB3.0 i USB2.0: Sada druga kategorija uređaja koja se zove flash diskovi: microSD memorijske kartice(ili microSDHC, njihovi neposredni nasljednici)
Prema mom zapažanju, flash pogonima ih nazivaju ili oni koji nikad u rukama nisu držali nijedan drugi flash medij (a to nije ni čudo, budući da se microSD/microSDHC koriste u gotovo svim telefonima, playerima i svim vrstama gadgeta), ili oni koji imaju druge nazive za sve te "sitnice" ne zna. Također sadrže flash memoriju, što znači da imaju pravo nazivati ​​se flash pogonima. Ali za razumijevanje među ljudima, poželjno je nekako razlikovati pojmove, pa će "memorijska kartica" zvučati bolje, pogotovo ako trebate objasniti prodavatelju što vam je potrebno. Također je važno znati da se memorijske kartice razlikuju! Stoga je lijepo dodati: "tako mala memorijska kartica", ali čak i tu možete upasti u nevolju: postoje M2 memorijske kartice koje su vrlo slične veličine. Srećom, koriste se samo u Sony proizvodima. Njih ćemo spomenuti u nastavku. Ali ipak je bolje zapamtiti čarobne riječi microSD i microSDHC (čitaj microESDe i microESDeHaTse). U kolokvijalnom govoru, inače, najčešće se prva riječ (microSD) koristi za obje vrste kartica (microSD i microSDHC). Nema ništa loše u tome.

Što trebate znati o microSD i microSDHC memorijskim karticama? Prvo, po čemu se razlikuju? microSDHC je više novi standard, podržavajući kapacitet memorije veći od 4 gigabajta. Sve memorijske kartice preko 4 GB mogu biti samo microSDHC, a manje od 4 samo microSD. Ali 4 GB nema sreće: mogu biti ovo ili ono! Međutim, microSD od 4 GB je vrlo rijedak. Sada najvažnije pitanje: kako odabrati onaj koji odgovara vašem uređaju? Postoje dva pravila: prvo morate odrediti maksimalni kapacitet memorijske kartice s kojom vaš uređaj može raditi (za to otvorite upute za nju ili upotrijebite internetsko pretraživanje). Drugo, morate kupiti karticu koja ima isti ili manji kapacitet od maksimalnog. Štoviše, svi uređaji koji podržavaju microSDHC radit će s bilo kojom microSD karticom bilo koje veličine. Ovdje postoji samo jedna nijansa: ako vaš uređaj pokazuje da podržava karticu ne veću od 4 GB, to može značiti da ne podržava nikakvu mikro kartice SD HC i podržava bilo koju microSD karticu, uključujući 4 GB. Ili to može značiti da podržava sve kartice od 4 GB, i microSD i microSDHC, ali ne podržava microSDHC kartice od 8 GB i više. Ovo je aritmetika. A ako upute to ne pojašnjavaju, morat ćete koristiti staru dobru "metodu znanstvenog bockanja".

Sada postoji još jedna važna karakteristika koja kupce često zanima: što je to? Klasa navedeno za microSDHC kartice? Označava se brojem unutar engleskog slova C.
Moram odmah reći da ovo nije sorta poput, recimo, rajčice. Klasa memorijske kartice- to je njegova sposobnost snimanja informacija određenom minimalnom zajamčenom brzinom. Što je viša klasa, to je veća brzina. Štoviše, upravo je to zajamčeno najniža brzina, dok maksimalne i prosječne brzine mogu biti znatno veće. Dvije kartice različitih klasa često mogu imati gotovo iste prosječne i maksimalne brzine pisanja, ali ako jedna od njih ima “padove” u brzini, odnosno ponekad piše sporije, tada će imati nižu klasu. Drugim riječima: klasa jamči da brzina kartice u bilo kojem dijelu snimanja neće pasti ispod određenog praga. Zašto je to potrebno? Klasa je potrebna za uređaje koji brzo bilježe informacije i ne mogu čekati. To su uglavnom video kamere koje trebaju snimati video, jer ako memorijska kartica nema vremena za snimanje kadra tijekom snimanja, tada će "vlak otići": trebat će snimiti sljedeći kadar, a zatim sljedeći , a kamera će morati "izbaciti" dio informacija ", što će loše utjecati na kvalitetu snimanja. Dakle, opet uzmite upute i pogledajte što u njima piše o klasi memorijske kartice. Ako ništa, možete uštedjeti; ako je navedena klasa, uzmite onu navedenu ili višu.

Konačno, zadnja stvar o kojoj se morate odlučiti kada kupujete microSD/microSDHC memorijsku karticu je adapter ili adapter na SD. Riječ je o stvari 4 puta većoj od same kartice, uz pomoć koje se vaša mikro kartica pretvara u “veliku” SD/SDHC karticu (o njima u nastavku). Neke kartice se prodaju s adapterom, neke bez. Procijenite treba li vam takav adapter, uzimajući u obzir uređaje koje imate: kamere, stare e-knjige i sl. Također ne zaboravite na čitač kartica: možda ne čita izravno mikro kartice i onda vam adapter uopće neće naškoditi. Općenito, adapter proširuje vaše mogućnosti u slučaju nužde. S druge strane: hoćete li ga pronaći na svom stolu kada vam zatreba? Tvoj izbor.

Sada prijeđimo na SD/SDHC Karte
O njima neću puno govoriti: ovo su starija braća microSD/microSDHC kartica. Sve što je rečeno o njima vrijedi i za ove prerasle (iako je vjerojatnije da su "mikro" kartice premale, jer su isprva, naprotiv, bile velike, a onda su se pojavile njihove manje kopije). Jedino što nemaju adaptere, jer ih ne treba prilagođavati sebi, a koriste se u većim uređajima - to su prije svega kamere i svakakva elektronika. knjige (iako su potonje sve više opremljene microSDHC karticama).

M2. Puno ime Memory Stick micro M2- ovo su kartice vrlo slične microSD/microSDHC. Razlikuju se po tome što se koriste u telefonima i igračima tvrtke Sony, Ispravnije bi bilo reći „rabljeno“, jer je Sony konačno shvatio da „jedan čovjek na terenu nije ratnik“ i počeo koristiti SD linijske formate. Ako ste sretni vlasnik Sonya, budite oprezni i provjerite kakvu karticu imate! Ove karte nemaju klase.

Posljednja karta koju ćemo pogledati je Compact Flash(na ruskom se izgovara “compact flash”, ali se gotovo uvijek piše na engleskom, vjerojatno zato što pisanje “compact” o najvećoj kartici na tržištu danas nekako nije književno :-).
Ove kartice, zbog svoje pristojne veličine, imaju svoje nedvojbene prednosti: kapacitet je višestruko veći od ostalih kartica, a brzina je još uvijek nedostižna za SDHC memorijske kartice. Stoga se koriste u velikim “naprednim” kamerama i drugim zahtjevnim uređajima. Ostaje dodati da je brzina (ovaj put bez ikakvih "trikova" sa zajamčenim minimumom) označena brojem i slovom X. Na primjer: 133x, 266x, 300x. Broj predstavlja koliko je puta kartica brža od određene minimalne standardne brzine čitanja CD-a.

Ako u ovoj recenziji niste vidjeli svoju omiljenu pretpovijesnu kartu, nemojte se uzrujati! Sigurno ćete ga pronaći na Wikipediji. Namjerno sam se ograničio samo na vrste flash medija za pohranu koji su danas uobičajeni, kako nikome ne bih smetao nepotrebne informacije a ne pretvarajte članak u arhivu. Dakle, sada ste naoružani znanjem i odabir pravog flash pogona neće vam predstavljati problem. Uživajte u shoppingu!

Osnova svake flash memorije je kristal silicija na kojem se formiraju ne sasvim obični tranzistori s efektom polja. Takav tranzistor ima dva izolirana vrata: upravljačka i plutajuća. Potonji je sposoban držati elektrone, odnosno naboj. Ćelija, kao i svaki tranzistor s efektom polja, ima odvod i sors (sl. 4.1). Tijekom procesa pisanja, pozitivni napon se primjenjuje na kontrolna vrata i neki od elektrona koji se kreću od odvoda do izvora skreću se prema plutajućim vratima. Neki od elektrona nadilaze sloj izolatora i prodiru (difuziraju) u plutajuća vrata. U njemu mogu ostati dugi niz godina.

Koncentracija elektrona u području plutajućih vrata određuje jedno od dva stabilna stanja tranzistora - memorijsku ćeliju. U prvom, početnom stanju, broj elektrona na plutajućim vratima je mali, a napon praga za otvaranje tranzistora je relativno nizak (logičan). Kada je dovoljno elektrona dovedeno u pokretna vrata, tranzistor je u drugom stabilnom stanju. Njegov napon otvaranja naglo raste, što odgovara logičkoj nuli. Pri očitavanju se mjeri

Riža. 4.1. Ćelija flash memorije

napon praga koji se mora primijeniti na odvod da bi se otvorio tranzistor. Kako bi se uklonila informacija, negativni napon se nakratko primijeni na kontrolna vrata, a elektroni iz plutajućih vrata difundiraju natrag u izvor. Tranzistor ponovno prelazi u stanje logične jedinice i ostaje u njemu do sljedećeg upisa. Važno je napomenuti da u flash memoriji jedan tranzistor pohranjuje jedan bit informacije - to je ćelija. Cijeli proces “memoriranja” temelji se na difuziji elektrona u poluvodiču. To dovodi do dva ne baš optimistična zaključka.

Vrijeme skladištenja punjenja je vrlo dugo i može se mjeriti u godinama, ali je još uvijek ograničeno. Zakoni termodinamike i difuzije tvrde da će se koncentracija elektrona u različitim područjima prije ili kasnije izjednačiti.

Iz istog razloga ograničen je broj ciklusa pisanja i ponovnog pisanja: od sto tisuća do nekoliko milijuna. S vremenom neizbježno dolazi do degradacije samog materijala i pn spojeva. Na primjer, Kingston karte Compact Flash je dizajniran za 300.000 ciklusa ponovnog pisanja. Transcend Compact Flash - uključen

1.000.000, a Transcend 32 Gb USB flash disk samo 100.000.000.

Postoje dvije arhitekture flash memorije. Razlikuju se po načinu pristupa stanicama i prema tome po organizaciji unutarnjih vodiča.

NOR (NI) memorija vam omogućuje pristup jednoj po jednoj ćeliji. Svaka ćelija ima poseban vodič. Adresni prostor NOR memorije omogućuje vam rad s pojedinačnim bajtovima ili riječima (svaka riječ sadrži

2 bajta). Ova arhitektura nameće ozbiljna ograničenja na maksimalnu količinu memorije po jedinici površine čipa. NOR memorija danas se koristi samo u BIOS čipovima i drugim ROM-ovima malog kapaciteta, poput mobitela.

U memoriji NAND (NAND) arhitekture, svaka ćelija završava na sjecištu "linije bitova" i "linije riječi". Stanice su grupirane u male blokove, slične grozd tvrdih disk. I čitanje i pisanje izvode se samo u cijelim blokovima ili redovima. Svi moderni prijenosni mediji izgrađeni su na NAND memoriji.

Najveći proizvođači NAND čipova su Intel, Micron Technology, Sony i Samsung. Raspon proizvedenih čipova je prilično velik i ažurira se nekoliko puta godišnje.

Kontrolori

Memorijski kontroler se koristi za kontrolu čitanja i pisanja. Trenutno se kontroler uvijek izvršava kao pojedinačni element(ovo je ili mikro krug jednog od standardnih faktora oblika, ili goli čip ugrađen u memorijsku karticu), iako je u tijeku rad na integraciji kontrolera izravno u kristal flash memorije.

Kontroleri su razvijeni i proizvedeni za potpuno specifične flash memorijske čipove. Način adresiranja ćelija strukturno je ugrađen u regulator. Kada se zapisuju na flash memorijski čip, podaci se raspoređuju na određeni način koji se razlikuje od modela do modela. Proizvođači drže ove suptilnosti u tajnosti i, očito, ne planiraju ih otkriti. Očito je stvoreno mnogo više firmwarea kontrolera nego samih modela kontrolera. Upravljački program (firmware) i tablica prijevoda adresa (prevoditelj) upisuju se u servisno područje flash memorije. To je područje koje kontroler počinje očitavati odmah nakon što se na njega priključi napajanje. Osim samog adresiranja ćelija, kontroler obavlja niz drugih funkcija: funkcije nadzora loših sektora, ispravljanja grešaka (ECC - error check and correct) i wear levelinga.

Tehnološka norma u proizvodnji memorijskih čipova smatra se prisutnost prosječno do 2% neradnih ćelija. S vremenom se njihov broj može povećati, stoga, kao u tvrdim diskovima, flash memorija ima rezervni kapacitet. Ako se pojavi neispravan sektor, kontroler tijekom procesa formatiranja ili pisanja zamjenjuje njegovu adresu u tablici dodjele datoteka adresom sektora iz rezervnog područja. Ispravak provodi upravljač, ali se provodi na razini datotečnog sustava određenog medija.

Zbog ograničenog resursa ćelija (reda nekoliko milijuna ciklusa čitanja/pisanja za svaku), kontroler ima funkciju za obračun ravnomjernog trošenja. Kako biste osigurali ravnomjerno bilježenje informacija, slobodan prostor uvjetno podijeljen u odjeljke, a za svaki od njih uzima se u obzir broj operacija pisanja. Statistika ciklusa bilježi se u skriveno područje servisne memorije, a kontroler mu povremeno pristupa radi tih informacija. Ovo ne utječe na adresiranje.

Dizajn USB flash diska

Unatoč raznolikosti kućišta, svi USB flash pogoni su dizajnirani isto. Ako su polovice kućišta spojene zasunima, obično se lako rastavljaju. Vodootporna ili moderna kućišta moraju se otvoriti destruktivnim metodama, poput rezanja.

Na ploči unutra USB flash pogon(Sl. 4.2) uvijek postoje dva mikrokruga: memorijski čip i kontroler. Oba imaju tvorničke oznake. Ponekad ploča nosi dva flash memorijska čipa koji rade u paru. Strujni krug mikro krugova sastoji se od nekoliko otpornika i dioda, stabilizatora snage i kvarcnog rezonatora. U posljednje vrijeme stabilizator se sve više ugrađuje izravno u kontroler, a broj priključaka se smanjuje na minimum. Osim toga, ploča može sadržavati led indikator i minijaturni prekidač za zaštitu od pisanja.

Riža. 4.2. Uređaj za flash pogon

USB konektor je zalemljen izravno na ploču. Mjesta lemljenja kontakata u mnogim modelima prilično su ranjiva, budući da podnose mehaničko opterećenje prilikom spajanja i odspajanja uređaja.

Vrste i dizajn memorijskih kartica

Mnoge tvrtke s vremena na vrijeme korisnicima nude različite dizajne memorijskih kartica. Uz rijetke iznimke, svi su međusobno nekompatibilni u pogledu broja i mjesta kontakata i električne karakteristike, Flash kartice dolaze u dvije vrste: s paralelnim (paralelnim) i serijskim (serijskim) sučeljem.

U tablici 4.1 navodi 12 glavnih vrsta memorijskih kartica koje se trenutno nalaze. Unutar svake vrste postoje dodatne varijante, uzimajući u obzir koje možemo govoriti o postojanju gotovo 40 vrsta kartica.

Tablica 4.1. Vrste memorijskih kartica

Vrsta memorijske kartice	Ukupne dimenzije, mm)	Maksimum konstruktivna	Sučelje
CompactFlash (CF)			Paralelno 50 pinova
			Serijski 9 pinova
Multimedijska kartica (MMC)			Serijski 7 pinova
			Serijski 7 pinova
MMS velike brzine			Serijski 13 pinova
			Serijski 10 pinova
Memory Stick PRO			Serijski 10 pinova
Memory Stick Duo			Serijski 10 pinova
SmartMedia (SSFDC)			Paralelno 22 igle
			Paralelno 22 igle
			Serijski 8 pinova

MMC kartice mogu raditi u dva načina: MMC (MultiMedia Card) i SPI (Serial Peripheral Interface). SPI način rada je dio MMC protokola i koristi se za komunikaciju sa SPI kanalom u mikrokontrolerima Motorola i neki drugi proizvođači.

Možete umetnuti MMC karticu (MultiMedia Card) u utor za SD (Secure Digital) karticu, ali ne i obrnuto. Kontroler SD kartice sadrži hardverska enkripcija podataka, a sama memorija opremljena je posebnim prostorom u kojem je pohranjen ključ za šifriranje. To je učinjeno kako bi se spriječilo nezakonito kopiranje glazbenih zapisa za čije je pohranjivanje i prodaju takav medij bio namijenjen. Kartica ima prekidač za zaštitu od pisanja.

CompactFlash (CF) kartice mogu se jednostavno umetnuti u PCMCIA Type II utor. Iako PCMCIA ima 68 pinova, a CF samo 50, CompactFlash kartice su dizajnirane da pruže punu kompatibilnost i sve funkcionalnosti PCMCIA-AT A formata.

Sve karte Memorija Stick (standard Sony Corporation) relativno su međusobno kompatibilni. Standard teoretski predviđa kapacitet memorijske kartice do 2 TB, iako u stvarnosti kapacitet doseže nekoliko gigabajta.

SmartMedia kartice su gotovo zastarjele; mogu se naći samo u vrlo starim digitalne kamere. Važno je napomenuti da je to bio jedini standard u kojem se kontroler nije nalazio unutar kartice, već u čitaču.

Dizajn memorijskih kartica je neodvojiv - ovaj uređaj nije prikladan za popravak. Nezapakirani mikrosklopovi, zajedno s izvodima, uliveni su u smjesu i svi zajedno utisnuti u plastičnu školjku. Jedini način da dođete do kristala je otvaranjem uređaja, ali to će gotovo neizbježno oštetiti vodiče.

Uređaji za očitavanje

Za čitanje USB flash pogona, običnog USB priključak: Računalo vidi takve uređaje kao standardni prijenosni disk zahvaljujući njihovom upravljaču. Kontroleri svih memorijskih kartica okrenuti su prema računalu preko serijskih ili paralelnih sučelja - kontakata na kartici. Za svako od ovih sučelja potreban vam je odgovarajući adapter - dodatni kontroler, podudarajući ovo sučelje s standardni priključak USB.

Čitač kartica je uređaj koji se sastoji od jednog ili više sličnih kontrolera, pretvarača struje i konektora za različite karte memorija (slika 4.3). Napajanje se napaja iz izvora +5 V preko USB kabela.

Riža. 4.3. Čitač kartica

Najčešće postoje "kombajni" dizajnirani za nekoliko vrsta kartica: od 6 do 40. Mnogo je manje utora u čitaču kartica, budući da se svaki utor koristi za nekoliko vrsta kartica, slične veličine i položaja kontakata. Prema svojim karakteristikama različiti modeli gotovo su jednake, ali se uglavnom razlikuju u broju podržanih vrsta kartica i dizajnu.

Logična organizacija

Prije nego prijeđemo na datotečne sustave flash pogona, moramo se sjetiti NAND arhitekture. U ovoj često korištenoj memoriji čitanje, pisanje i brisanje informacija odvija se samo u blokovima.

Na tvrdim i disketnim diskovima veličina bloka je 512 bajtova, ne računajući 59 servisnih bajtova, koji su vidljivi samo kontroleru tvrdog diska. Svi datotečni sustavi stvoreni su s tim vrijednostima na umu. Problem je u tome što se u flash memoriji veličina bloka za brisanje, uz rijetke iznimke, ne podudara s veličinom standarda sektor diska 512 bajtova i obično je 4,8 ili čak 64 KB. S druge strane, kako bi se osigurala kompatibilnost, blok za čitanje/pisanje mora odgovarati veličini sektora diska.

Da biste to učinili, blok za brisanje je podijeljen u nekoliko blokova za čitanje/pisanje veličine 512 bajtova. U praksi je blok nešto veći: osim 512 bajtova za podatke, ima i “rep” (Tail) dug 16 bajtova za servisne informacije o samom bloku. Fizički, mjesto i broj blokova za čitanje/pisanje nisu ni na koji način ograničeni. Jedino ograničenje je da blok za čitanje/pisanje ne smije prijeći granicu bloka za brisanje, jer ne može pripadati dvama različitim blokovima za brisanje.

Blokovi za čitanje/pisanje dijele se na tri tipa: valjani, nevažeći i neispravni. Blokovi koji sadrže zapisane podatke i pripadaju datoteci su valjani. Rabljeni blokovi sa zastarjele informacije smatraju se nevažećima i moraju se izbrisati. Kategorija neispravnih blokova sastoji se od blokova koji se ne mogu pisati ili brisati.

Još jedna značajka flash memorije je da se informacije mogu pisati samo na prostor koji je prethodno očišćen od prethodnih informacija. Kada je potrebno zapisati informacije, firmware kontrolera mora odlučiti koje nevažeće blokove treba prvo izbrisati. U većini mikroprograma problem uklanjanja nevažećih blokova rješava se na najjednostavniji način: čim određeni dio Kapacitet flash diska se puni informacijama, a automatski se pokreće mehanizam za brisanje nevažećih blokova.

Za produljenje vijeka trajanja memorije koristi se tehnologija kontrole razine trošenja za produljenje vijeka trajanja memorije. životni ciklus memorijski kristal zbog ravnomjerne raspodjele ciklusa pisanja/brisanja memorijskih blokova. Nuspojava - kvar jednog memorijskog bloka - ne utječe na rad drugih memorijskih blokova istog kristala. Fiksni blokovi pripadaju datotekama koje dugo ili uopće nisu mijenjane ili premještane. Prisutnost stacionarnih blokova podataka dovodi do činjenice da je preostali dio ćelija podložan povećanom trošenju i brže troši svoj resurs. Firmware uzima u obzir takve blokove i prema potrebi premješta njihov sadržaj u druge ćelije.

Datotečni sustavi flash diskova i memorijskih kartica na prvi su pogled dobro poznati korisnicima s tvrdih i disketnih diskova. Ovo je FAT16, rjeđe FAT32: ovako operativni sustav Windows predlaže formatiranje diska. Standard koristeći Windows XP i Windows 7 disk se može formatirati NTFS sustav! Da biste to učinili, prvo morate otići u Upravitelj uređaja iu prozoru svojstava povezanog flash pogona, na kartici Pravila, odabrati Optimizacija za brza izvedba. Posebni programi od proizvođača kao što je HP USB disk Skladištenje Alat za formatiranje, omogućuju vam formatiranje flash pogona u NTFS-u bez takvog napora.

Međutim, vanjska sličnost između datotečnih sustava solid-state diskova i konvencionalnih tvrdih diskova je varljiva. Flash datotečni sustav (FFS) samo emulira regularni disk a sastoji se od upravljačkih blokova i inicijalizacijskog bloka. Zapravo, samo kontroler flash diska ili memorijske kartice zna za pravu lokaciju i adresu memorijskih blokova.

Ovo je vrlo važno kada na različite načine vraćanje sadržaja flash memorijskog čipa. Prilikom čitanja memorijskog čipa kroz njegov "nativni" kontroler, slikovna datoteka sadrži niz blokova prema redoslijedu njihovih brojeva ili pomaka. Na početku su zaglavlje i tablica datotečnog sustava. Ako se čitanje vrši na programatoru, u početnim blokovima dumpa postoji servisne informacije, a blokovi podataka miješaju se gotovo nasumično. U ovom slučaju servisne informacije vjerojatno neće biti korisne, budući da u potpunosti ovise o modelu kontrolera i njegovom firmveru - točan slijed blokova mora se sastaviti s velikim poteškoćama.

Neke kamere rade samo s datotekom RAW sustav Način snimanja fotografija na mediju s takvim datotečnim sustavom, kao i značajke formatiranja same kartice, ovise o modelu uređaja, pa čak i firmveru određenog modela. Ovaj format nije standardiziran i ima mnogo varijacija. Obično se podaci s takvih kartica mogu vratiti samo servisnim programima proizvođača fotoaparata, a preporučljivo je koristiti sam fotoaparat kao čitač kartica.

Riža. 4.4. Prozor za formatiranje flash diska u sustavu Windows Vista SPl

Inovacija je exFAT (Extended FAT) datotečni sustav. Podrška za ovaj datotečni sustav posebno dizajniran za flash pogone prvi put se pojavila u Windows Embedded CE 6.0. Windows Vista Service Pack 1 i Windows 7 rade s exFAT-om (Slika 4.4).

Svrha novog datotečnog sustava je postupna zamjena FAT-a i FAT32 na flash pogonima. Sadrži neke značajke koje su prije bile jedinstvene za NTFS datotečni sustav:

Ograničenje veličine datoteke od 4 GB je prevladano: teoretski je ograničenje 2^ bajta (16 egzabajta);

Poboljšana raspodjela slobodnog prostora uvođenjem bitmape slobodnog prostora, koja smanjuje fragmentaciju diska;

Uklonjeno je ograničenje broja datoteka u jednom direktoriju;

Dodana podrška za popis prava pristupa.

Vrijeme će pokazati koliko će brzo ovaj datotečni sustav postati norma za flash pogone. Po svemu sudeći, to se neće dogoditi do operacijske sale. Windows sustav 7 će se prebaciti velika većina korisnika.

Produktivnost i rok SSD usluge prvenstveno ovise o NAND flash memoriji i kontroleru s firmwareom. One su glavne sastavnice cijene pogona i logično je obratiti pozornost na te komponente pri kupnji. Danas ćemo govoriti o NAND-u.

Ako želite, možete pronaći detalje tehnološkog procesa za proizvodnju flash memorije na stranicama specijaliziranim za SSD recenzije. Moj članak je namijenjen širem krugu čitatelja i ima dva cilja:

1. Podignite veo s nejasnih specifikacija objavljenih na web stranicama Proizvođači SSD-ova i trgovine.
2. Riješite pitanja koja biste mogli imati dok proučavate tehničke karakteristike memorije različitih pogona i čitate recenzije napisane za hardverske štrebere.

Za početak ću problem ilustrirati slikama.

Što pokazuju specifikacije SSD-a?

NAND tehničke specifikacije objavljene na službenim web stranicama proizvođača iu internetskim trgovinama ne sadrže uvijek detaljne informacije. Štoviše, terminologija se jako razlikuje, a ja sam za vas prikupio podatke o pet različitih pogona.

Znači li vam ova slika nešto?

Ok, recimo da Yandex.Market nije najpouzdaniji izvor informacija. Okrenimo se web stranicama proizvođača - je li postalo lakše?

Možda će ovako biti jasnije?

I ako je tako?

Ili je bolje ovako?

U međuvremenu, svi ti pogoni imaju instaliranu istu memoriju! Teško je povjerovati, pogotovo gledajući posljednje dvije slike, zar ne? Nakon što pročitate natuknicu do kraja, ne samo da ćete se u to uvjeriti, već ćete takve karakteristike čitati kao otvorenu knjigu.

Proizvođači NAND memorije

Mnogo je manje proizvođača flash memorije nego tvrtki koje prodaju SSD-ove pod vlastitim markama. Većina pogona sada ima memoriju od:

• Intel/Micron
• Hynix
• Samsung
• Toshiba/SanDisk

Nije slučajnost da Intel i Micron dijele isto mjesto na listi. Oni proizvode NAND koristeći iste tehnologije u okviru zajedničkog ulaganja IMFT.

U vodećoj tvornici u američkoj državi Utah proizvodi se ista memorija pod brendovima ove dvije tvrtke u gotovo jednakom omjeru. S proizvodne trake tvornice u Singapuru, koju sada kontrolira Micron, memorija bi također mogla doći pod markom njegove podružnice SpecTek.

Svi proizvođači SSD-ova kupuju NAND od gore navedenih tvrtki, dakle različite pogone Može postojati gotovo ista memorija, čak i ako je njezina marka drugačija.

Čini se da bi u ovoj situaciji s memorijom sve trebalo biti jednostavno. Međutim, postoji nekoliko vrsta NAND-a, koji se pak dijele prema različitim parametrima, što uzrokuje zabunu.

Vrste NAND memorije: SLC, MLC i TLC

To je tri različiti tipovi NAND, čija je glavna tehnološka razlika broj bitova pohranjenih u memorijskoj ćeliji.

SLC je najstarija od tri tehnologije i malo je vjerojatno da ćete pronaći moderan SSD s takvim NAND-om. Većina diskova sada ima ugrađen MLC, a TLC je nova riječ na tržištu memorije za SSD diskove.

Općenito, TLC se dugo koristi u USB flash pogonima, gdje izdržljivost memorije nije od praktične važnosti. Novi tehnološki procesi omogućuju smanjenje cijene po gigabajtu TLC NAND za SSD diskove, uz prihvatljive performanse i životni vijek, što je logično za sve proizvođače.

Zanimljivo je da dok je šira javnost zabrinuta zbog ograničenog broja ciklusa SSD prepisivanje, kako se NAND tehnologija razvija, ovaj parametar se samo smanjuje!

Kako odrediti određenu vrstu memorije u SSD-u

Bez obzira jeste li kupili SSD ili tek planirate kupnju, nakon čitanja ovog posta možda ćete imati pitanje u podnaslovu.

Nijedan program ne prikazuje vrstu memorije. Te se informacije mogu pronaći u recenzijama pogona, ali postoji prečac, pogotovo kada trebate usporediti nekoliko kandidata za kupnju.

Na specijaliziranim stranicama možete pronaći baze podataka o SSD-ovima, a evo primjera.

Tamo nisam imao problema s pronalaženjem memorijskih karakteristika svojih pogona, s izuzetkom SanDisk P4 (mSATA) instaliranog na tabletu.

Koji SSD diskovi imaju najbolju memoriju?

Prvo prođimo kroz glavne točke članka:

• Proizvođači NAND-a mogu se nabrojati na prste jedne ruke
• u modernom solid state diskovi koriste se dvije vrste NAND-a: MLC i TLC, koji tek uzima maha
• MLC NAND razlikuje se po sučeljima: ONFi (Intel, Micron) i Toggle Mode (Samsung, Toshiba)
• ONFi MLC NAND se dijeli na asinkroni (jeftiniji i sporiji) i sinkroni (skuplji i brži)
• Proizvođači SSD-ova koriste memoriju različitih sučelja i vrsta, stvarajući različite postava za bilo koji novčanik
• službene specifikacije rijetko sadrže specifične informacije, već baze podataka SSD podaci omogućuju vam da točno odredite vrstu NAND-a

Naravno, u takvom zoološkom vrtu ne može biti jasnog odgovora na pitanje postavljeno u podnaslovu. Bez obzira na marku diska, NAND zadovoljava navedene specifikacije, inače nema smisla da ga OEM proizvođači kupuju (daju vlastitu garanciju na SSD).

Međutim... zamislite da vas je ljeto obradovalo neviđenom žetvom jagoda na dači!

Sve je sočno i slatko, ali se jednostavno ne može toliko pojesti, pa ste odlučili prodati dio bobica koje ste skupili.

Hoćete li najbolje jagode zadržati za sebe ili ih staviti u prodaju? :)

Može se pretpostaviti da NAND proizvođači ugrađuju najbolju memoriju u svoje pogone. S obzirom na ograničen broj tvrtki koje proizvode NAND, popis proizvođača SSD-ova još je kraći:

• Krucijal (odjel Microna)
• Intel
• Samsung

Opet, ovo je samo nagađanje i nije potkrijepljeno čvrstim činjenicama. No, biste li postupili drugačije da ste na mjestu tih tvrtki?

Brza memorija Zahtjev se preusmjerava ovdje Flash kartice. Na temu "Flash kartice".

Karakteristike

Brzina nekih uređaja s flash memorijom može doseći i do 100 MB/s. Općenito, flash kartice imaju širok raspon brzina i obično su označene brzinama standardnog CD pogona (150 KB/s). Dakle navedena brzina od 100x znači 100 × 150 KB/s = 15 000 KB/s = 14,65 MB/s.

U osnovi, obujam flash memorijskog čipa mjeri se od kilobajta do nekoliko gigabajta.

Za povećanje glasnoće uređaji često koriste niz od nekoliko čipova. Do 2007. USB uređaji i memorijske kartice imali su kapacitete od 512 MB do 64 GB. Najviše veliki volumen USB uređaji bili su 4 TB.

Datotečni sustavi

Osnove slabost flash memorija - broj ciklusa ponovnog pisanja. Situaciju pogoršava i činjenica da OS često zapisuje podatke na isto mjesto. Na primjer, tablica datotečnog sustava se često ažurira, tako da će prvi sektori memorije potrošiti svoju zalihu mnogo ranije. Distribucija opterećenja može značajno produljiti vijek trajanja memorije.

Za rješavanje ovog problema, poseban datotečni sustavi: JFFS2 i YAFFS za GNU/Linux i Microsoft Windows.

SecureDigital i FAT.

Primjena

Flash memorija je najpoznatija po svojoj upotrebi u USB flash pogonima. USB flash pogon). Uglavnom korišten NAND vrsta memorija koja je povezana putem USB-a USB sučelje uređaj za masovnu pohranu (USB MSC). Ovo sučelje podržavaju svi moderni operativni sustavi.

Zahvaljujući velika brzina, volumena i kompaktne veličine, USB flash pogoni u potpunosti su zamijenili diskete s tržišta. Na primjer, tvrtka je prestala proizvoditi računala s disketnom jedinicom 2003. godine.

U ovaj trenutakŠirok raspon USB flash pogona dostupan je u različitim oblicima i bojama. Na tržištu postoje flash pogoni s automatskom enkripcijom podataka snimljenih na njima. Japanska tvrtka Solid Alliance čak proizvodi flash pogone u obliku hrane.

Postoje posebne GNU/Linux distribucije i verzije programa koji mogu raditi izravno s USB pogona, na primjer, za korištenje vaših aplikacija u internetskom kafiću.

Windows tehnologija Vista može koristiti USB flash pogon ili posebnu flash memoriju ugrađenu u računalo za povećanje performansi. Flash memorija se također koristi za memorijske kartice, kao što su SecureDigital (SD) i Memory Stick, koje se aktivno koriste u prijenosnoj opremi (fotoaparati, mobilni telefoni). Zajedno s USB medij Flash memorija čini većinu tržišta prijenosnih medija za pohranu podataka.

NOR vrsta memorije se češće koristi u BIOS-u i ROM memoriji uređaja kao što su DSL modemi, usmjerivači, itd. Flash memorija vam omogućuje jednostavno ažuriranje firmvera uređaja, dok brzina pisanja i kapacitet nisu toliko važni za takve uređaje.

Trenutno se aktivno razmatra mogućnost zamjene. tvrdi diskovi na flash memoriju. Kao rezultat toga, brzina uključivanja računala će se povećati, a odsutnost pokretnih dijelova će povećati vijek trajanja. Na primjer, XO-1, “laptop od 100 dolara” koji se aktivno razvija za zemlje trećeg svijeta, koristit će 1 GB flash memorije umjesto tvrdog diska. Distribucija je ograničena visokom cijenom po GB i zbog toga kraćim rokom trajanja od tvrdih diskova ograničena količina ciklusi snimanja.

Vrste memorijskih kartica

Postoji nekoliko vrsta memorijskih kartica koje se koriste u prijenosnim uređajima:

MMC (multimedijska kartica): kartica u MMC formatu ima mala veličina- 24×32×1,4 mm. Zajednički su ga razvili SanDisk i Siemens. MMC sadrži memorijski kontroler i vrlo je kompatibilan sa samim uređajima različite vrste. U većini slučajeva MMC kartice podržavaju uređaji sa SD utorom.

RS-MMC (multimedijska kartica smanjene veličine): Memorijska kartica koja je upola manja od standardne MMC kartice. Dimenzije su mu 24x18x1.4 mm, a težina oko 6 g, sve ostale karakteristike se ne razlikuju od MMC-a. Kako bi se osigurala kompatibilnost s MMC standardom pri korištenju RS-MMC kartica, potreban je adapter. DV-RS-MMC (multimedijska kartica smanjene veličine s dva napona): DV-RS-MMC memorijske kartice s dvostrukim napajanjem (1,8 i 3,3 V) imaju manju potrošnju energije, što će vašem mobitelu omogućiti nešto duži rad. Dimenzije kartice su iste kao RS-MMC, 24x18x1.4 mm. MMCmicro: Minijaturna memorijska kartica za mobilne uređaje dimenzija 14x12x1,1 mm. Mora se koristiti adapter kako bi se osigurala kompatibilnost sa standardnim MMC utorom.

SD kartica (Secure Digital Card): podržava Panasonic i: Stare SD kartice, tzv. Trans-Flash, i nove SDHC (High Capacity) kartice i njihovi uređaji za čitanje razlikuju se po ograničenju maksimalnog kapaciteta pohrane, 2 GB za Trans-Flash i 32 GB za Visok kapacitet. SDHC čitači su unatrag kompatibilni sa SDTF, odnosno SDTF kartica će se čitati bez problema u SDHC čitaču, ali će se u SDTF uređaju vidjeti samo 2 GB kapaciteta veće SDHC kartice ili se uopće neće čitati . Pretpostavlja se da će TransFlash format biti potpuno zamijenjen SDHC formatom. Oba podformata mogu se prikazati u bilo kojem od tri fizička formata. veličine (standardne, mini i mikro). miniSD (Mini Secure Digital Card): Secure Digital razlikuje se od standardnih kartica po manjim dimenzijama: 21,5x20x1,4 mm. Kako bi se osiguralo da kartica radi u uređajima opremljenim običnim SD utorom, koristi se adapter. microSD (Micro Secure Digital Card): su na trenutno(2008) najkompaktniji uklonjivi uređaji flash memorija (11×15×1 mm). Primjenjuju se prvenstveno u mobilnim telefonima, komunikatorima i sl., budući da zbog svoje kompaktnosti mogu značajno proširiti memoriju uređaja bez povećanja njegove veličine. Prekidač za zaštitu od pisanja nalazi se na microSD-SD adapteru.

MS Duo (Memory Stick Duo): ovaj standard Memorija je razvijena i podržana od strane tvrtke