Memorie flash Solicitarea este redirecționată aici Carduri flash. La subiectul „Flash cards”.

Caracteristici

Viteza unor dispozitive cu memorie flash poate ajunge până la 100 MB/s. În general, cardurile flash au o gamă largă de viteze și sunt de obicei etichetate la vitezele unei unități CD standard (150 KB/s). Deci viteza specificată de 100x înseamnă 100 × 150 KB/s = 15.000 KB/s = 14,65 MB/s.

Practic, volumul unui cip de memorie flash este măsurat de la kilobytes la câțiva gigabytes.

Pentru a crește volumul, dispozitivele folosesc adesea o serie de mai multe cipuri. Până în 2007, dispozitivele USB și cardurile de memorie aveau capacități cuprinse între 512 MB și 64 GB. Cea mai mare capacitate a dispozitivelor USB a fost de 4 TB.

Sisteme de fișiere

Principalul punct slab al memoriei flash este numărul de cicluri de rescriere. Situația este agravată și de faptul că sistemul de operare scrie frecvent date în aceeași locație. De exemplu, tabelul sistemului de fișiere este actualizat frecvent, astfel încât primele sectoare de memorie își vor consuma rezerva mult mai devreme. Distribuția încărcăturii poate prelungi semnificativ durata de viață a memoriei.

Pentru a rezolva această problemă, au fost create sisteme de fișiere speciale: JFFS2 și YAFFS pentru GNU/Linux și Microsoft Windows.

SecureDigital și FAT.

Aplicație

Memoria flash este cel mai bine cunoscută pentru utilizarea sa în unitățile flash USB. unitate flash USB). Principalul tip de memorie folosit este NAND, care este conectat prin USB prin interfața dispozitivului de stocare în masă USB (USB MSC). Această interfață este acceptată de toate sistemele de operare moderne.

Datorită vitezei mari, capacității și dimensiunilor compacte, unitățile flash USB au înlocuit complet dischetele de pe piață. De exemplu, compania a încetat să mai producă computere cu o unitate de dischetă în 2003.

În prezent, o gamă largă de unități flash USB sunt produse în diferite forme și culori. Pe piață există unități flash cu criptare automată a datelor înregistrate pe acestea. Compania japoneză Solid Alliance produce chiar și unități flash sub formă de alimente.

Există distribuții speciale GNU/Linux și versiuni de programe care pot funcționa direct de pe unități USB, de exemplu, pentru a vă folosi aplicațiile într-un Internet cafe.

Tehnologia Windows Vista poate folosi o unitate flash USB sau o memorie flash specială încorporată în computer pentru a crește performanța. Memoria flash este, de asemenea, baza pentru cardurile de memorie, precum SecureDigital (SD) și Memory Stick, care sunt utilizate în mod activ în echipamentele portabile (aparate foto, telefoane mobile). Împreună cu dispozitivele de stocare USB, memoria flash ocupă cea mai mare parte a pieței suporturilor de stocare portabile.

Tipul de memorie NOR este folosit mai des în memoria BIOS și ROM a dispozitivelor, cum ar fi modemurile DSL, routerele etc. Memoria flash vă permite să actualizați cu ușurință firmware-ul dispozitivelor, în timp ce viteza și capacitatea de scriere nu sunt atât de importante pentru astfel de dispozitive. .

Posibilitatea de a înlocui hard disk-urile cu memorie flash este acum luată în considerare în mod activ. Ca urmare, viteza de pornire a computerului va crește, iar absența pieselor în mișcare va crește durata de viață. De exemplu, XO-1, un „laptop de 100 USD” care este dezvoltat activ pentru țările lumii a treia, va folosi 1 GB de memorie flash în loc de un hard disk. Distribuția este limitată de prețul ridicat pe GB și de durata de viață mai scurtă decât hard disk-urile din cauza numărului limitat de cicluri de scriere.

Tipuri de carduri de memorie

Există mai multe tipuri de carduri de memorie utilizate în dispozitivele portabile:

MMC (Card Multimedia): Un card în format MMC are dimensiuni mici - 24x32x1,4 mm. Dezvoltat în comun de SanDisk și Siemens. MMC conține un controler de memorie și este foarte compatibil cu o mare varietate de dispozitive. În majoritatea cazurilor, cardurile MMC sunt acceptate de dispozitivele cu slot SD.

RS-MMC (Card MultiMedia de dimensiuni reduse): Un card de memorie care are jumătate din lungimea unui card MMC standard. Dimensiunile sale sunt de 24x18x1,4 mm, iar greutatea sa este de aproximativ 6 g toate celelalte caracteristici nu diferă de MMC. Pentru a asigura compatibilitatea cu standardul MMC atunci când utilizați carduri RS-MMC, este necesar un adaptor. DV-RS-MMC (Card MultiMedia de dimensiune redusă cu dublă tensiune): Cardurile de memorie DV-RS-MMC cu putere duala (1,8 si 3,3 V) au un consum mai mic de energie, ceea ce va permite telefonului dumneavoastra mobil sa functioneze putin mai mult. Dimensiunile cardului sunt aceleași ca RS-MMC, 24x18x1,4 mm. MMCmicro: Card de memorie miniatural pentru dispozitive mobile cu dimensiunile 14x12x1,1 mm. Trebuie folosit un adaptor pentru a asigura compatibilitatea cu un slot MMC standard.

Card SD (card digital securizat): acceptat de Panasonic și: cardurile SD vechi, așa-numitele Trans-Flash și cardurile SDHC (High Capacity) noi și dispozitivele de citire ale acestora diferă prin limitarea capacității maxime de stocare, 2 GB pentru Trans-Flash și 32 GB pentru Capacitate mare. Cititoarele SDHC sunt compatibile cu SDTF, adică un card SDTF va fi citit fără probleme într-un cititor SDHC, dar doar 2 GB din capacitatea unui SDHC mai mare vor fi văzute într-un dispozitiv SDTF, sau nu vor fi citite deloc . Se presupune că formatul TransFlash va fi complet înlocuit cu formatul SDHC. Ambele subformate pot fi prezentate în oricare dintre cele trei formate fizice. dimensiuni (Standard, mini si micro). miniSD (Mini Card Secure Digital): Secure Digital diferă de cardurile standard prin dimensiunile sale mai mici: 21,5x20x1,4 mm. Pentru a vă asigura că cardul funcționează în dispozitivele echipate cu un slot SD obișnuit, este utilizat un adaptor. microSD (Micro Secure Digital Card): sunt în prezent (2008) cele mai compacte dispozitive de memorie flash amovibile (11x15x1 mm). Sunt utilizate în principal în telefoane mobile, comunicatoare etc., deoarece, datorită compactității, pot extinde semnificativ memoria dispozitivului fără a crește dimensiunea acestuia. Comutatorul de protecție la scriere este situat pe adaptorul microSD-SD.

MS Duo (Memory Stick Duo): acest standard de memorie a fost dezvoltat și susținut de companie

Nu este un secret pentru nimeni că, în lumea modernă, una dintre cele mai relevante bunuri este informația. Și acesta, ca orice alt produs, trebuie depozitat și transferat. În acest scop au fost create dispozitive portabile de stocare. În trecutul recent, acest rol a fost jucat de dischete și CD-uri, capabile să stocheze o cantitate foarte mică de informații în dimensiuni mari. Odată cu dezvoltarea tehnologiei computerelor, mediile de stocare au scăzut treptat în dimensiune, dar volumul de date stocate în ele a crescut de multe ori. Acest lucru a dus la apariția unui nou dispozitiv portabil de stocare - unitatea flash USB.

Memorie flash- un tip special de memorie semiconductoare nevolatilă, reinscriptibilă.

Să aruncăm o privire mai atentă: nevolatil - care nu necesită energie suplimentară pentru stocarea datelor (energia este necesară doar pentru înregistrare), reinscriptibil - permițând ca datele stocate în el să fie schimbate (rescrise) și semiconductoare (în stare solidă), adică să nu conțină piese în mișcare mecanică (cum ar fi hard disk-uri obișnuite sau CD-uri), construite pe baza de circuite integrate (IC-Chip).

Literal în fața ochilor noștri, memoria flash s-a transformat dintr-un mijloc exotic și costisitor de stocare a datelor într-unul dintre cele mai populare medii de stocare. Memoria cu stare solidă de acest tip este utilizată pe scară largă în playere portabile și computere de buzunar, în camere și unități flash miniaturale. Primele mostre de producție au funcționat la viteză mică, dar astăzi viteza de citire și scriere a datelor în memoria flash vă permite să vizionați un film de lungă durată stocat într-un cip miniatural sau să rulați un sistem de operare „greu” de clasă Windows XP.

Datorită consumului redus de energie, dimensiunilor compacte, durabilității și performanțelor relativ înalte, memoria flash este ideală pentru a fi utilizată ca stocare în dispozitive portabile, cum ar fi camere foto și video digitale, telefoane mobile, laptopuri, playere MP3, înregistratoare vocale digitale etc. .

Poveste

Inițial, hard disk-urile solid-state au fost dezvoltate pentru servere de mare viteză și au fost folosite în scopuri militare, dar, așa cum se întâmplă de obicei, în timp au început să fie folosite pentru calculatoare și servere civile.

Au apărut două clase de dispozitive: într-un caz, au sacrificat circuitele de ștergere pentru a obține memorie de mare densitate, iar în celălalt caz, au realizat un dispozitiv complet funcțional, cu o capacitate mult mai mică.

În consecință, eforturile inginerilor au vizat rezolvarea problemei densității circuitelor de ștergere. Au fost încununați cu succes de invenția inginerului Toshiba Fujio Masuoka în 1984. Fujio și-a prezentat dezvoltarea la întâlnirea internațională a dispozitivelor electronice din San Francisco, California. Intel a fost interesat de această invenție și patru ani mai târziu, în 1988, a lansat primul procesor comercial flash de tip NOR. Arhitectura memoriei flash NAND a fost anunțată un an mai târziu de Toshiba în 1989, la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State. Cipul NAND avea o viteză de scriere mai mare și o zonă de circuit mai mică.

Uneori se susține că numele Flash în raport cu tipul de memorie este tradus ca „flash”. De fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat. O versiune a apariției sale spune că, pentru prima dată în 1989-90, Toshiba a folosit cuvântul Flash în contextul „rapid, instantaneu” atunci când și-a descris noile cipuri. În general, Intel este considerat inventatorul, introducând memoria flash cu arhitectură NOR în 1988.

Avantajele cardurilor flash USB față de alte unități sunt evidente:

dimensiuni mici,

greutate foarte mica,

funcționare silențioasă,

posibilitatea de a rescrie,

rezistență bună la stres mecanic, spre deosebire de CD-uri și dischete (de 5-10 ori mai mare decât maximul permis pentru hard disk-urile convenționale),

rezistă la schimbări severe de temperatură,

fără piese în mișcare, ceea ce reduce consumul de energie la minimum,

fără probleme de conexiune - ieșirile USB sunt disponibile pe aproape orice computer,

cantitate mare de memorie,

înregistrarea informațiilor în celulele de memorie,

Perioada de stocare a informațiilor este de până la 100 de ani.

Memoria flash consumă semnificativ (de aproximativ 10-20 de ori sau mai mult) mai puțină energie în timpul funcționării.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că pentru a lucra cu o unitate flash USB, nu aveți nevoie de programe terțe, adaptoare etc. Dispozitivul este recunoscut automat.

Dacă scrieți pe o unitate flash de 10 ori pe zi, aceasta va dura aproximativ 30 de ani.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al tehnologiei memoriei flash semiconductoare se bazează pe modificarea și înregistrarea sarcinii electrice într-o zonă izolată (buzunarul) a structurii semiconductoare.

Modificarea sarcinii („scriere” și „ștergere”) se realizează prin aplicarea unui potențial ridicat între poartă și sursă, astfel încât intensitatea câmpului electric în dielectricul subțire dintre canalul tranzistorului și buzunar este suficientă pentru a provoca un efect de tunel. Pentru a spori efectul tunelului de electroni în buzunar în timpul scrierii, se aplică o ușoară accelerare a electronilor prin trecerea unui curent prin canalul tranzistorului cu efect de câmp.

Reprezentare schematică a unui tranzistor cu poartă flotantă.

Între poarta de control și canalul prin care trece curentul de la sursă la scurgere, plasăm aceeași poartă plutitoare, înconjurată de un strat subțire de dielectric. Ca rezultat, atunci când curentul trece printr-un astfel de tranzistor cu efect de câmp „modificat”, unii electroni de înaltă energie tunel prin dielectric și ajung în interiorul porții plutitoare. Este clar că în timp ce electronii tuneleau și rătăceau în interiorul acestei porți, ei și-au pierdut o parte din energie și practic nu se pot întoarce înapoi. Dispozitive SLC și MLC

Există dispozitive în care o celulă elementară stochează un bit de informație și mai multe. În celulele cu un singur bit, pe poarta flotantă se disting doar două niveluri de încărcare. Astfel de celule sunt numite celule cu un singur nivel. celulă cu un singur nivel SLC). În celulele cu mai mulți biți, se disting mai multe niveluri de încărcare; celulă cu mai multe niveluri, MLC). Dispozitivele MLC sunt mai ieftine și mai încăpătoare decât dispozitivele SLC, dar timpul de acces și numărul de rescrieri sunt mai slabe.

Memorie audio

O dezvoltare naturală a ideii de celule MLC a fost ideea de a înregistra un semnal analogic în celulă. Astfel de cipuri analogice flash sunt cele mai utilizate pe scară largă în reproducerea sunetului. Astfel de microcircuite sunt utilizate pe scară largă în toate tipurile de jucării, plăci de sunet etc.

Nici memorie flash

Proiecta NICI folosește o matrice clasică bidimensională de conductoare („rânduri” și „coloane”) în care este instalată o celulă la intersecție. În acest caz, conductorul rândurilor a fost conectat la drenul tranzistorului, iar conductorul coloanelor la a doua poartă. Sursa a fost conectată la un substrat comun pentru toți. Cu acest design, a fost ușor de citit starea unui anumit tranzistor prin aplicarea unei tensiuni pozitive la o coloană și un rând.

Acest tip de memorie flash se bazează pe algoritmul NOR, deoarece într-un tranzistor cu poartă flotantă o tensiune de poartă prea mică înseamnă una. Acest tip de tranzistor este format din două porți: flotant și control. Prima poartă este complet izolată și are capacitatea de a reține electronii până la zece ani. Celula este formată și dintr-un dren și o sursă. Când se aplică tensiune pe poarta de control, se generează un câmp electric și apare așa-numitul efect de tunel. Majoritatea electronilor sunt transferați (tunelați) prin stratul izolator și intră în poarta plutitoare. Sarcina de pe poarta plutitoare a tranzistorului modifică „lățimea” sursei de scurgere și conductivitatea canalului, care este utilizată la citire. Celulele de scriere și cele de citire sunt foarte diferite în ceea ce privește consumul de energie: de exemplu, unitățile flash consumă mai mult curent la scriere decât la citire (consumând foarte puțină energie). Pentru a șterge (șterge) datele, se aplică o tensiune negativă suficient de mare la poarta de control, ceea ce duce la efectul opus (electronii de la poarta plutitoare sunt transferați la sursă folosind efectul de tunel). În arhitectura NOR, este nevoie de a conecta un contact la fiecare tranzistor, ceea ce mărește foarte mult dimensiunea procesorului. Această problemă este rezolvată folosind noua arhitectură NAND.

Mulți experți sunt de acord că unul dintre principalele motive pentru cererea fără precedent de memorie flash a fost dezvoltarea pieței de comunicații mobile, deși nu numai asta. După cum știți, memoria flash este unul dintre tipurile de memorie nevolatilă. Funcționarea unei celule de stocare a acestui tip de memorie se bazează pe efectul fizic Fowler-Nordheim asociat cu injecția de sarcină de avalanșă în tranzistoarele cu efect de câmp. Ca și în cazul EEPROM, conținutul memoriei flash este programat electric, dar principalul său avantaj față de același EEPROM este viteza mare de acces și ștergerea destul de rapidă a informațiilor. Se crede că numele „flash” în raport cu tipul de memorie este tradus ca „flash”. De fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat. O versiune a apariției acestui termen este cea pentru prima dată în 1989-90. Specialiștii Toshiba au folosit cuvântul flash pentru a însemna „rapid, instantaneu” atunci când și-au descris noile cipuri.

În prezent, există două structuri principale pentru construirea memoriei flash: memoria bazată pe celule NOR (funcția NOR logică) și NAND (funcția NAND logică). Structura NOR constă din celule de stocare a informațiilor elementare conectate în paralel (Fig. 1). Această organizare a celulelor oferă acces aleatoriu la date și înregistrarea octet cu octet a informațiilor. Structura NAND se bazează pe principiul conexiunii secvenţiale a celulelor elementare care formează grupuri (16 celule într-un grup), care sunt combinate în pagini, iar paginile în blocuri (Fig. 2). Cu această construcție a unei matrice de memorie, accesarea celulelor individuale este imposibilă. Programarea se realizează simultan doar în cadrul unei pagini, iar la ștergere, accesul are loc la blocuri sau grupuri de blocuri.

Orez. 1. ARhitectura NOR.	Orez. 2. Arhitectura NAND.

O celulă de memorie flash tradițională este un tranzistor cu două porți izolate: o poartă de control și o poartă flotantă. O caracteristică importantă a acestuia din urmă este capacitatea de a deține electroni, adică încărcarea. În plus, celula conține electrozi numiți „drenaj” și „sursă”. La programarea între ele, datorită influenței unui câmp pozitiv asupra porții de control, se creează un canal - un flux de electroni. Unii dintre electroni, datorită prezenței unei energii mai mari, depășesc stratul izolator și cad pe poarta plutitoare. Ele pot fi depozitate pe el timp de câțiva ani. Un anumit interval al numărului de electroni (sarcină) pe o poartă plutitoare corespunde uneia logice, iar orice mai mare decât aceasta corespunde unui zero. La citire, aceste stări sunt recunoscute prin măsurarea tensiunii de prag a tranzistorului. Pentru a șterge informațiile, o tensiune negativă mare este aplicată la poarta de control, iar electronii de la poarta plutitoare se deplasează (tunel) către sursă. În tehnologiile de la diferiți producători, acest principiu de funcționare poate diferi în ceea ce privește modul în care este furnizat curentul și datele sunt citite din celulă.

Diferențele de organizare structurală dintre memoriile NOR și NAND sunt reflectate în caracteristicile lor. Când lucrați cu cantități relativ mari de date, procesele de scriere/ștergere în memoria NAND sunt mult mai rapide decât în ​​memoria NOR. Deoarece 16 celule de memorie NAND adiacente sunt conectate în serie, fără goluri de contact, se realizează o densitate mare de celule pe cip, ceea ce permite o capacitate mai mare la aceleași standarde tehnologice. Organizarea secvențială a celulelor oferă un grad ridicat de scalabilitate, ceea ce face ca flash-ul NAND să fie lider în cursa pentru creșterea capacității de memorie. Miezul programării memoriei flash NAND este procesul de tunelare a electronilor. Deoarece tunelul are loc pe întreaga zonă de canal a celulei, rata de captare a încărcăturii memoriei NAND pe unitate de suprafață este mai mică decât alte tehnologii de memorie flash, rezultând un număr mai mare de cicluri de program/ștergere. Și, deoarece tunelul este folosit atât pentru programare, cât și pentru ștergere, consumul de energie al cipului de memorie este scăzut. Programarea și citirea sunt efectuate sector cu sector sau pagină cu pagină, în blocuri de 512 octeți, pentru a emula dimensiunea comună a sectorului unităților de disc.

De asemenea, merită să acordați atenție faptului că în structura memoriei flash, un singur element (tranzistor) este utilizat pentru a stoca 1 bit de informații, în timp ce în tipurile de memorie volatile, acest lucru necesită mai mulți tranzistori și un condensator. Acest lucru face posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii microcircuitelor produse, simplificarea procesului tehnologic și, în consecință, reducerea costurilor. Dar 1 bit este departe de limită. În 1992, o echipă de ingineri Intel a început să dezvolte un dispozitiv de memorie flash a cărui singură celulă ar stoca mai mult de un bit de informații. Deja în septembrie 1997, a fost anunțat un cip de memorie Intel StrataFlash cu o capacitate de 64 Mbit, dintre care o celulă putea stoca 2 biți de date. În plus, astăzi există mostre cu celule de 4 biți. Această memorie folosește tehnologia celulară cu mai multe niveluri. Au o structură normală, dar diferența este că sarcina lor este împărțită în mai multe niveluri, fiecăruia fiindu-i atribuită o anumită combinație de biți. Teoretic, mai mult de 4 biți pot fi citiți/scriși, dar în practică există probleme cu eliminarea zgomotului și scurgerea treptată a electronilor în timpul stocării pe termen lung.

Cei mai mari producători de memorie flash includ Samsung Electronics, Toshiba, Spansion (AMD-Fujitsu), Intel și STMicroelectronics. Unul dintre domeniile de îmbunătățire a produselor lor este reducerea consumului de energie și a dimensiunii, mărind simultan volumul și viteza memoriei flash. În următorii ani, producătorii de memorie flash NAND intenționează să extindă piața pentru cipurile lor și să le completeze în dispozitive care utilizează în prezent hard disk-uri sau alte tipuri de memorie. Drept urmare, în memoria unui telefon mobil pot fi înregistrate câteva ore de video, iar durata de viață a bateriei laptopurilor se va dubla sau mai mult. Este posibil ca până la sfârșitul deceniului, elementele NAND, datorită capacității lor în creștere, să înlocuiască complet hard disk-urile de la unele modele de mini-laptop-uri.

Evoluția NAND urmează legea lui Moore, adică la fiecare doi ani numărul de tranzistori de pe un cip se dublează. De fapt, tehnologia se dezvoltă și mai rapid. În timp ce în urmă cu câțiva ani celulele NAND erau fabricate pe linii de producție învechite, producătorii au mutat acum procesul la echipamente de ultimă generație, accelerând dezvoltarea produsului. Acum capacitatea lor se dublează în fiecare an: de exemplu, cipurile NAND de 4 Gbit din 2005 au fost urmate de cipuri NAND de 8 Gbit și 16 Gbit.

Factorul motor pentru dezvoltarea acestei tehnologii este costul: elementele NAND devin mai ieftine cu aproximativ 35-45% pe an. Anul trecut, 1 GB de memorie flash a costat producătorii de dispozitive aproximativ 45 de dolari. Experții cred că anul acesta prețul va scădea la 30 de dolari, în 2008 la 9 dolari, la un preț de 45 de dolari, memoria flash este aproape de o sută de ori mai scumpă decât memoria hard disk, pe care producătorii o pot cumpăra cu aproximativ 65 de cenți per gigaoctet. Prin urmare, deocamdată, chiar și în cele mai favorabile condiții de comparație pentru tehnologia flash, pierde inevitabil din cost. Pe de altă parte, această memorie oferă un câștig vizibil în spațiu și consum de energie.

Tehnologia Robson La sfârșitul anului trecut, specialiștii de la Intel Corporation (http://www.intel.сom) au demonstrat tehnologia Robson, care reduce timpii de încărcare a sistemului și a aplicațiilor. Un PC cu această tehnologie preia datele și aplicațiile nu de pe hard disk, ci de pe un card de memorie flash opțional și software Intel. Memoria flash este mai rapidă decât un hard disk, așa că timpul de pornire este mai rapid. În același timp, laptopurile ar trebui să aibă o viață mai lungă a bateriei, deoarece motorul hard diskului funcționează mai puțin. Se crede că Robson va reduce timpul de așteptare din momentul în care apăsați butonul de pornire de pe computer până în momentul în care puteți începe să lucrați la el, precum și momentul în care PC-ul trece de la starea de așteptare la starea activă și timpul. este nevoie pentru a lansa aplicații. Cardul Robson poate stoca de la 64 MB la 4 GB de memorie. Cu cât capacitatea este mai mare, cu atât mai multe date sau aplicații pot fi stocate pe card pentru timpi mai rapidi de descărcare.

Intel a dezvoltat software-ul pentru Robson, dar cipurile în sine vor fi furnizate de producători terți. Robson folosește memorie flash NAND realizată de Samsung, Toshiba și alte companii. Intel în sine mai produce memorie flash NOR, care nu este folosită pentru operațiuni de citire-scriere-ștergere de acest fel.

În general, Spansion (http://www.spansion.com) este brandul faimos mondial al FASL LLC, o companie creată în comun de AMD și Fujitsu pentru a dezvolta și produce memorie flash. Astăzi, FASL LLC este cel mai mare producător de memorie flash NOR din lume. Soluțiile de memorie flash de la Spansion sunt utilizate în produsele AMD și Fujitsu din întreaga lume. Dispozitivele de memorie flash Spansion (Figura 3) acoperă o gamă largă de densități și proprietăți și sunt solicitate într-o varietate de industrii, inclusiv lideri în piețele fără fir, telefonie celulară, auto, rețele, telecomunicații și electronice de larg consum. Există o varietate de produse Spansion Flash, inclusiv tehnologia MirrorBit de ultimă generație, produse premiate de citire/scriere simultană (SRW), dispozitive de memorie flash de 1,8 V de tensiune ultra-joasă și dispozitive de memorie de lot și de pagină. Să ne amintim că specialiștii AMD Corporation au fost primii care au dezvoltat cipuri de memorie flash care au permis scrierea și citirea simultană a informațiilor. Acest lucru a fost posibil prin împărțirea cristalului în două bănci de memorie independente. Când utilizați acest tip de memorie, puteți stoca coduri de control într-o bancă și date în alta.

În acest caz, nu este nevoie să întrerupeți programul dacă trebuie să efectuați o operație de ștergere sau de scriere în banca de date.

Tehnologia Spansion MirrorBit (Figura 4) permite stocarea a doi biți de date într-o singură celulă de memorie, ceea ce duce la dublarea densității memoriei fizice. Această tehnologie simplifică producția, rezultând costuri mai mici și profituri crescute. Cel puțin 10% din totalul etapelor procesului de fabricație și 40% din etapele critice de fabricație sunt eliminate în comparație cu tehnologia MLC NOR.

La începutul anului trecut, a fost introdusă tehnologia MirrorBit de a doua generație, optimizată pentru utilizarea în soluții wireless de 1,8 V. A fost poziționată ca cea mai bună soluție preț/performanță din industrie, oferind, de asemenea, cea mai largă gamă de funcționalități NOR și cei mai mari indicatori de densitate. Se spune că această tehnologie permite crearea de produse bogate în funcții care acceptă operațiuni concurente de citire/scriere, o interfață în rafală de mare viteză, protecție avansată a sectorului și un consum extrem de scăzut de energie.

Superioritatea preț/performanță a tehnologiei MirrorBit este atinsă prin avantajele sale fundamentale față de tehnologia MLC cu poartă flotantă, oferind o producție sporită, o calitate excelentă și un randament ridicat al liniei de producție. Randamentul pentru cipuri de înaltă densitate (capacitate de la 128 la 512 Mbit) este crescut cu aproape 30% în comparație cu tehnologia MLC cu poartă flotantă, îmbunătățind semnificativ structura costurilor produselor autonome și multicipuri. O reducere cu 40% a numărului de niveluri critice de mascare reduce sensibilitatea la defecte în procesul de fabricație și îmbunătățește calitatea produsului finit. În cele din urmă, randamentul pe liniile de producție din fabrică a crescut cu 10% prin simplificarea și eficientizarea procesului de producție.

Tehnologia MirrorBit a fost dezvoltată de Spansion special pentru clienții care solicită preț/performanță maximă în întreaga gamă de aplicații de memorie flash. Ca urmare, producătorii de dispozitive înlocuiesc din ce în ce mai mult circuitele integrate cu porți flotante cu celule pe un singur bit sau cu mai multe niveluri în telefoane mobile de ultimă generație, PDA-uri, camere digitale, servere, set-top box-uri, imprimante, echipamente de rețea și telecomunicații, sisteme de jocuri și dispozitive de navigație.

Dispozitivele fără fir Spansion GL line cu tensiuni de alimentare de 1,8 V și 3 V sunt utilizate pentru stocarea datelor și rularea aplicațiilor în telefoanele mobile entry-level, mid-range și high-end. Dispozitivele fără fir PL 3V sunt, de asemenea, utilizate în numeroase telefoane mobile, de la modele simple la telefoane cu funcții puternice, cu afișaje color de înaltă rezoluție.

Dispozitivele wireless din linia WS Spansion sunt optimizate pentru telefoane mobile de ultimă generație care acceptă tonuri de apel polifonice, sunt echipate cu afișaje color și camere de înaltă rezoluție, precum și memorie internă mare pentru stocarea de informații multimedia, clipuri video și fotografii. Linia WS include circuite integrate de înaltă performanță de 1,8 V cu acces în rafală, suport simultan pentru citire/scriere și protecție îmbunătățită a sectorului. Capacitatea acestor dispozitive variază de la 64 la 256 Mbit; pot fi folosite pentru a stoca date și a rula aplicații.

Linia Spansion GL-N combină o capacitate mare cu un randament ridicat și siguranță. Sunt ideale pentru următoarea generație de electronice pentru casă și auto, echipamente de comunicații și rețele și dispozitive mobile. Linia GL-N este disponibilă în module de 512, 256 și 128 Mbit, formând o singură platformă pentru integrarea memoriei flash într-o mare varietate de dispozitive. Compatibilitatea în software, amprente și interfață fizică reduce costurile de dezvoltare și upgrade a produsului, deoarece nu este nevoie să schimbați plăcile de circuite imprimate sau să adaptați software-ul pentru a trece la module de capacitate mai mare.

Spansion LLC și Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, http://www.tsmc.com) au încheiat un acord pentru a începe producția în masă de cipuri bazate pe tehnologia Spansion MirrorBit de 110 nm. Conform termenilor acordului, TSMC va furniza facilități de producție pentru fabricarea dispozitivelor wireless din seria GL, PL și WS ale Spansion, precum și dispozitive integrate din seria GL. TSMC implementează procesul de producție de 110 nm al Spansion la unitățile sale special pentru fabricarea produselor sale. Tehnologia de 110 nm a lui Spansion MirrorBit este aplicată inițial la wafer-uri de siliciu de 200 mm.

La începutul toamnei anului trecut, Spansion a anunțat că oferă clienților produse de memorie flash PoP (Package-on-Package) eșantion pentru telefoane mobile, PDA-uri, camere digitale și playere MP3 în miniatură, dar bogate în funcții. Noua soluție PoP de la Spansion este un modul de memorie compact cu un controler integrat care oferă un număr redus de pini, integrare ușoară și performanță ridicată. Aceste dispozitive au fost apreciate în primul rând de producătorii de telefoane mobile, care au reușit să extindă gama de funcții ale noilor modele fără a le crește greutatea și dimensiunea.

Înălțimea noilor dispozitive PoP Spansion, constând dintr-un modul de memorie și un controler într-un aspect vertical, este de numai 1,4 mm. Dispozitivele PoP sunt extrem de flexibile - este nevoie de câteva săptămâni pentru a combina orice modul de memorie cu orice controler. Soluțiile PoP vă permit să selectați combinația ideală de memorie și controler pentru fiecare aplicație, iar testarea simplificată înseamnă economii suplimentare de costuri. Spansion adoptă o abordare sistematică a dezvoltării și eliberării memoriei flash și standardizării dispozitivelor PoP, este implicată activ în asociația JEDEC și conduce grupul JC11.2, care este responsabil pentru liniile directoare pentru dezvoltarea dispozitivelor PoP. În plus, compania depune toate eforturile pentru a distribui dispozitive PoP și, de asemenea, lucrează îndeaproape cu producătorii de chipset-uri pentru a asigura compatibilitatea între aceștia.

Anul trecut, capacitatea de producție a Spansion a fost proiectată pentru a produce module integrate cu 8 cipuri cu o bază de 128 de pini într-un format de 12x12 mm cu un pas de 0,65 mm. Folosind lungimi scurte de urmărire și capacitatea magistrală scăzută, dispozitivele PoP depășesc puritatea semnalului și limitările de sincronizare ale memoriei DDR de 133 MHz. Arhitectura aleasă de Spansion permite mai puțini pini și nici un transfer de date între modulul de memorie și controler de-a lungul suprafeței plăcii de circuit imprimat, ceea ce simplifică foarte mult structura dispozitivului integrat.

Dispozitivele Spansion PoP folosesc și tehnologia MirrorBit. Arhitectura ORNAND deschide noi oportunități pentru dezvoltarea acestei tehnologii. Este conceput special pentru dispozitive wireless și procesoare de suport care necesită cantități mari de date și controlere optimizate pentru sarcini specifice.

Primele mostre de dispozitive de memorie flash gigabit cu un singur modul pentru sisteme încorporate au apărut în octombrie anul trecut. Modulele Gigabit MirrorBit GL au fost primele dispozitive fabricate folosind tehnologia MirrorBit de 90 nm, iar la momentul lansării aveau o capacitate specifică record între dispozitivele de memorie flash NOR cu un singur modul. Ele pot fi folosite pentru a stoca date și cod executabil într-o varietate de sisteme încorporate, cum ar fi sisteme de navigație auto, dispozitive de comunicații, dispozitive de jocuri și roboți industriali.

Dispozitivele MirrorBit GL Gigabit fac parte din aceeași linie de produse ca și singurele module de memorie flash NOR de 512 Mbit din lume. Mutarea tehnologiei MirrorBit la un proces de fabricație de 90 nm și dublarea densității memoriei flash NOR i-au permis lui Spansion să reducă costurile componentelor, deoarece designerii de sisteme încorporate se pot descurca acum cu un singur dispozitiv cu un singur modul în loc de mai multe dispozitive independente sau dispozitive scumpe cu mai multe straturi. cu mai multe module de capacitate redusă. Datorită faptului că noul produs continuă linia existentă de dispozitive, este foarte ușor pentru clienții Spansion să treacă la module noi, aceasta nefiind nevoie de modificări în arhitectura sistemelor embedded deja dezvoltate.

Modulele gigabit Spansion MirrorBit aparțin familiei Spansion GL, care include module cu capacități de la 16 la 512 Mbit. Odată cu lansarea dispozitivului Gigabit, Spansion și-a extins gama de produse de la o capacitate de 1 Mbit la o capacitate de 1 Gbit. Toate produsele noi sunt compatibile cu modulele generațiilor anterioare (până la 2 Mbit) la nivel de interfață software, interfață hardware și amprente, ceea ce le permite să fie instalate în plăci vechi. Modulele Gigabit MirrorBit GL sunt compatibile la nivelul interfeței hardware și a amprentei cu toate dispozitivele MirrorBit GL-M (230 nm), MirrorBit GL-A (200 nm) și MirrorBit GL-N (110 nm), precum și cu mai multe dispozitive mai vechi Fujitsu și Dispozitivele AMD LV până la cele produse folosind procesul de 320 nm. Designul fizic al modulelor îndeplinește cerințele standardelor JEDEC. Tensiunea de operare a modulelor gigabit MirrorBit GL este de 3 V, viteza de acces aleatoriu la citire este de 110 ns, viteza de acces secvenţial la citire este de 25 ns, iar capacitatea buffer-ului paginii este de 8 cuvinte.

Modulele Gigabit MirrorBit GL vă permit fie să executați cod direct din memoria flash, fie să îl copiați cu viteză mare în RAM. Acestea se bazează pe o arhitectură NOR care garantează că nu există sectoare dăunătoare, elimină necesitatea verificării parității ECC și acceptă o interfață paralelă standard. Aceste module pot simplifica semnificativ structura și pot reduce costurile sistemelor încorporate. Pentru aplicațiile care au cerințe speciale de securitate, este important ca modulele MirrorBit GL megabit să accepte tehnologia ASP (Advanced Sector Protection). Tehnologia ASP permite dezvoltatorilor să protejeze în mod fiabil algoritmii și parametrii software cu o cheie pe 64 de biți. Protecția poate fi setată individual pentru fiecare sector cu cod sau date. În plus, modulelor li se pot atribui numere de serie electronice (ESN). Numerele ESN sunt utile pentru identificarea dispozitivului de la distanță, gestionarea nivelului de servicii și înregistrarea accesului pentru facturarea ulterioară. Aceste protecții ajută la protejarea dispozitivelor împotriva codurilor rău intenționate și a virușilor, precum și a accesului neautorizat.

Memorie flash Samsung

Deținând o poziție de lider pe piața memoriei flash NAND din 2002, Samsung Electronics (http://www.samsung.com) continuă să crească investițiile în acest domeniu. Scopul principal al acestor investiții este dublarea anuală a capacității mediilor de stocare, ceea ce ne va permite să ne menținem în continuare poziția de lider și să stimulăm piața în direcția creșterii capacității de memorie și oferirea de prețuri mai rezonabile pentru produse. Corporația se așteaptă ca în viitor memoria flash NAND să fie folosită nu numai în camerele digitale, playerele MP3 și telefoanele 3G, ci și în alte produse mobile și electronice digitale de consum. Acest lucru se datorează faptului că memoria flash de acest tip este recunoscută ca fiind cel mai fiabil mediu pentru stocarea datelor de mare capacitate și răspunde celor mai largi nevoi ale consumatorilor. Tehnologia OneNAND combină celule de memorie flash NAND, un buffer SRAM de mare viteză și o interfață logică într-un singur cip și este singurul tip de memorie NAND concepută pentru a interfața cu memoria flash NOR. În plus, acest design minimizează pierderea datelor stocate atunci când se pierde alimentarea.

Samsung Electronics a lansat un nou tip de cipuri de memorie flash, caracterizate prin viteze mari de citire și capacități extinse de stocare a datelor, încă din noiembrie 2004. Cipul gigabit OneNAND Flash, produs folosind tehnologia de 90 nm, a combinat proprietățile principalelor arhitecturi de memorie flash - NAND și NOR. Noul tip a moștenit viteza mare de citire și scriere a datelor din memoria NOR. În plus, OneNAND vă permite să stocați și să copiați rapid codul executabil în RAM, ceea ce este tipic pentru cipurile NAND. Să ne amintim că un principiu similar stă la baza cristalelor ORNAND dezvoltate de Spansion. Samsung Electronics a îndreptat cristalele OneNAND către smartphone-urile echipate cu camere încorporate și capabile să ruleze aplicații.

În primăvara anului trecut, corporația a anunțat crearea unui modul de memorie flash OneNAND de 4 Gbit conceput pentru telefoanele multimedia. Pe lângă capacitatea mare, se caracterizează prin dimensiuni ultra-compacte, performanțe ridicate și consum redus de energie. Noul cip OneNAND are o tensiune de alimentare de 1,8 V, iar consumul său de energie în comparație cu alte tipuri de memorie care funcționează la 3,3 V este aproape la jumătate mai mic. Dimensiunile noului cip - 11x13x1,4 mm - sunt semnificativ mai mici decât cele ale dispozitivelor de memorie mobile concurente de aceeași capacitate. Aceste cipuri au viteze mari de citire de 108 MB/s, ceea ce este de patru ori mai rapid decât memoria NAND convențională, și viteze de scriere de 10 MB/s, care este de 60 de ori mai mare decât viteza de scriere a memoriei flash NOR. De exemplu: un modul de 4 Gbit poate stoca 250 de fotografii realizate folosind o cameră de telefon mobil de 5 megapixeli sau mai mult de 120 de fișiere muzicale.

Din punct de vedere tehnic, memoria OneNAND de 4 Gbit a constat din patru matrițe de memorie OneNAND cu o capacitate de 1 Gbit fiecare, asamblate într-un pachet cu patru straturi (Pachetul Quad Die). Cristalele au fost produse folosind o tehnologie de proces de 90 nm lansată încă din noiembrie 2004. În același timp, corporația sud-coreeană a anunțat începerea funcționării unei noi linii de producție de cipuri de memorie flash NAND. Capacitatea Line 14, lansată cu o lună înainte de termen, a fost destinată producției de module de 4 Gbit folosind tehnologia de 70 nm, precum și module de 2 Gbit care utilizează tehnologia de 90 nm.

Potrivit reprezentanților Samsung, dimensiunea celulei cipurilor de memorie produse folosind tehnologia de 70 nm este de doar 0,025 mm2. În același timp, viteza de scriere secvențială este cu aproximativ 50% mai mare decât cea pentru cipurile de 2 Gbit fabricate folosind tehnologia de proces de 90 nm. Astfel, teoretic, noile cipuri de memorie flash NAND de 4 Gbit ar putea fi folosite pentru a înregistra videoclipuri de înaltă definiție în timp real. La etapa inițială, noua linie a făcut posibilă producerea a circa 4 mii de napolitane pe lună, iar până la sfârșitul anului trecut volumul lunar de producție era de 15 mii de napolitane. Potrivit Gartner Dataquest, ponderea cipurilor NAND de 4 Gbit până la sfârșitul anului se ridica la aproximativ 30% din piața totală a memoriei NAND, estimată la 8 miliarde de dolari. Este de remarcat faptul că Samsung a dublat capacitatea cipurilor NAND an din 1999.

Software-ul XSR (eXtended Sector Remapper), dezvoltat de Samsung Electronics, optimizează performanța dispozitivelor de memorie flash OneNAND pentru telefoane 3G, PDA-uri, sisteme portabile de jocuri și camere digitale. Au fost dezvoltate cinci programe diferite, fiecare adaptat propriului mediu de operare, dintre care trei se bazează pe Samsung XSR. PocketStore II optimizează utilizarea OneNAND în mediul mobil Microsoft, Unistore este utilizat pe platforma Symbian, iar TFS4 (Transactional File System 4) este proiectat pentru sistemele de operare în timp real. În plus, Samsung oferă programul RFS (Robust File System) pentru Linux, precum și o versiune de TFS-4-Light pentru playere MP3. Datorită utilizării Samsung XSR, viteza de citire a datelor ajunge la 30 MB/s, iar viteza de scriere ajunge la 9 MB/s. Acest software simplifică procesul de dezvoltare a sistemelor multimedia portabile de înaltă performanță, cu costuri reduse și rentabile.

Vara trecută, Samsung Electronics a finalizat dezvoltarea primului hard disk cu stare solidă (Solid State Disk, SSD), bazat pe memorie flash NAND, pentru utilizare în PC-uri personale și mobile (Fig. 5). După cum știți, unitățile SSD bazate pe memorie flash NAND sunt medii de stocare caracterizate prin consum redus de energie și greutate redusă și concepute pentru laptopuri, subnotebook-uri și Tablet PC-uri. Folosind propriile cipuri de memorie flash NAND de 8 Gbit, cea mai mare densitate produsă de industria semiconductoarelor din lume la acea vreme, Samsung Electronics a reușit să creeze hard disk-uri solid-state cu o capacitate de până la 16 GB (pentru comparație, cel mai Capacitatea comună a hard disk-urilor spindle în laptopuri este de 40 GB).

Consumul de energie SSD este mai mic de 5% față de hard disk-urile tradiționale, ceea ce crește durata de viață a bateriei PC-urilor portabile cu mai mult de 10%. De asemenea, trebuie remarcat faptul că SSD-urile bazate pe memorie flash NAND au aproximativ jumătate din greutatea hard disk-urilor convenționale. Performanța SSD depășește cu mai mult de 150% performanța hard disk-urilor montate pe ax de dimensiuni comparabile. Viteza de citire de pe un astfel de disc este de 57 MB/s, iar viteza de scriere pe acesta este de 32 MB/s.

Datorită absenței pieselor mobile, SSD-urile Samsung au un zgomot minim și o generare de căldură. Mai mult, SSD-urile oferă o fiabilitate ultra-înaltă a stocării datelor și s-au dovedit în condiții de temperatură și umiditate extremă, ceea ce permite utilizarea unor astfel de unități în industrie și echipamente militare.

Pentru compatibilitate, hard disk-urile solid-state sunt proiectate în carcase care arată ca hard disk-urile obișnuite. Samsung a lansat o gamă completă de unități SSD: SSD-urile de 2,5 inci aveau 16 dispozitive de memorie flash NAND cu o capacitate de 4 Gbit sau 8 Gbit și oferă spațiu de stocare de 8 GB sau, respectiv, 16 GB. Unitățile de 1,8 inchi au fost, de asemenea, lansate în două versiuni - 4 și 8 GB. Hard disk-urile cu stare solidă au deschis noi nișe în industria stocării, în special pentru dispozitivele mobile care nu necesită capacitate mare.

Samsung Electronics a anunțat pentru prima dată moartea memoriei flash NAND de 4 Gb în septembrie 2003. După modelul de creștere a capacității modulelor de memorie stabilit (dublarea capacității la fiecare 12 luni) introdus de Dr. Chang Kyu Hwang, Președinte și CEO al Samsung Electronics Semiconductor, cinci au fost lansate succesiv. generații de memorie flash NAND: 256 Mbit în 1999, 512 Mbit în 2000, 1 Gbit în 2001, 2 Gbit în 2002, 4 Gbit în 2003, 8 Gbit în 2004 și 16 Gbit în 2005. Utilizarea unui proces tehnologic-nm în producția de cipuri de memorie flash NAND de 4 Gbit, permite corporației să producă cele mai mici celule de memorie - cu o suprafață de 0,025 microni2. Dezvoltarea cu succes a tehnologiei de proces de 70 nm își datorează succesul utilizării echipamentelor de litografie, care utilizează surse de lumină cu undă scurtă pe bază de fluorură de argon (ArF), care permite obținerea preciziei necesare în plasarea elementelor pe cip.

Chipurile produse folosind tehnologia 70 nm demonstrează caracteristici de mare viteză: viteza lor de scriere este de 16 MB/s, cu 50% mai bună decât cipurile moderne de 2 Gbit realizate folosind tehnologia 90 nm, care permite utilizarea acestui tip de memorie pentru înregistrarea în timp real a semnal video de înaltă definiție. Samsung Electronics a anunțat, de asemenea, lansarea primei plăci de siliciu de 300 mm pe noua linie de producție N14 cu o lună înainte de termen. Linia este concepută pentru a produce cristale de memorie flash NAND de 4 Gbit (tehnologie 70 nm) și 2 Gbit (90 nm). La sfârșitul anului 2005, corporația a testat procesul tehnologic la standarde de 50 nm pentru producția de cristale de memorie flash NAND de 16 Gbit; Producția în masă a acestor module este programată pentru a doua jumătate a acestui an.

Memorie flash Intel

Dezvoltată de Intel în 1988, memoria flash NOR este un cip de memorie nevolatil, reinscriptibil, utilizat pe scară largă în telefoanele mobile. În 2003, Intel a introdus o nouă tehnologie de memorie flash, al cărei nume complet era StrataFlash Wireless Memory System. A făcut posibilă reducerea volumului modulelor de memorie utilizate în PDA-uri și telefoane mobile, precum și reducerea consumului de energie și a costului memoriei flash în dispozitivele menționate. Tehnologia StrataFlash a folosit elemente din două tipuri diferite de memorie flash: NAND și NOR. După cum știți, tehnologia NAND este destinată stocării datelor pe carduri flash externe, iar NOR este potrivită pentru stocarea de programe mici pentru dispozitive mobile. Memoria flash NOR este accesată fără verificarea erorilor, deoarece nu este necesară. Memoria flash NAND nu are aceeași fiabilitate ca memoria NOR, dar este mai ieftin de fabricat, iar flashul NAND citește și scrie datele mult mai rapid decât flashul NOR. Această performanță este îmbunătățită și mai mult prin utilizarea modulelor RAM incluse cu această memorie. În StrataFlash, inginerii Intel au combinat două tipuri de memorie flash, optimizând-o atât pentru stocarea datelor, cât și pentru înregistrarea programelor. Primul modul de memorie StrataFlash a constat din mai multe cristale, dintre care unele erau module RAM, iar altele erau memoria flash în sine.

La începutul anului trecut au fost prezentate primele mostre de produse Sibley destinate pieței de telefonie mobilă. Rețineți că, conform previziunilor iSuppli, vânzările anuale de telefoane 3G până în 2008 vor ajunge la 240 de milioane de unități cu o creștere anuală de 87%. Sibley este numele de cod pentru primul modul de memorie flash NOR Multi-Level Cell (MLC) produs folosind tehnologia de fabricație Intel 90nm. Familia Sibley este concepută pentru a oferi viteze mari de citire cu codare „așteptați zero” la 108 MHz. În plus, viteza de scriere a unei astfel de memorie ajunge la 500 KB/s, ceea ce este important pentru salvarea imaginilor multimedia în telefoanele mobile moderne. Noua familie de produse mărește densitatea memoriei flash NOR folosind un singur modul de 512 MB. Este oferit suport pentru diverse interfețe de memorie, oferind producătorilor de telefoane mobile un nivel mai mare de flexibilitate de proiectare.

A patra generație Intel de memorie flash cu celule cu mai multe niveluri (Figura 6) este destinată producătorilor OEM integrati care necesită dispozitive de memorie flash compacte de înaltă performanță. Această combinație este necesară pentru o varietate de platforme - de la camere digitale și electronice de larg consum până la routere de rețea, comutatoare și PDA-uri.

Orez. 6. Arhitectură de celule cu mai multe niveluri.

Toamna trecută, Intel a anunțat începerea livrărilor în masă ale primelor module de memorie flash MLC NOR produse folosind tehnologia 90 nm. Noile module Intel StrataFlash Cellular Memory (M18) oferă performanțe mai mari, sunt mai compacte și consumă mai puțină energie decât modulele anterioare fabricate folosind tehnologia 130nm, potrivite mai bine nevoilor dezvoltatorilor de telefoane mobile echipate cu cameră cu ecrane color care acceptă browsere de internet, video. redare etc.

Modulele M18 au viteze de citire foarte mari, permițându-le să utilizeze o magistrală care funcționează la aceeași frecvență cu chipset-urile de telefoane mobile de ultimă generație (până la 133 MHz). Acest lucru accelerează aplicațiile utilizatorului, deoarece chipsetul și memoria interacționează mai repede decât modulele de 130 nm. Cu viteze de scriere de până la 0,5 MB/s, modulele M18 acceptă camere de 3 megapixeli și redare video MPEG4. OEM beneficiază de aceste module deoarece pot fi programate din fabrică de trei ori mai repede decât modulele de 130 nm, reducând costurile de producție. Programarea modulelor M18 și ștergerea datelor înregistrate în ele consumă de trei ori, respectiv, de două ori mai puțină energie în comparație cu modulele din generația anterioară și, de asemenea, acceptă noul mod de operare Deep Power Down, care prelungește și mai mult durata de viață a dispozitivului fără a reîncărca baterie. În plus, modulele M18 se disting prin densitatea crescută de ambalare: Intel oferă cipuri de memorie cu capacități de 256 și 512 Mbiți, precum și soluții standard de stivă cu capacități de până la 1 Gbit. Stivele standard Intel combină tehnologiile NOR și RAM și suport pentru mai multe arhitecturi de magistrală, permițând OEM-urilor să dezvolte noi dispozitive mai rapid.

Pentru a ajuta dezvoltatorii să accelereze integrarea noilor dispozitive portabile, Intel oferă gratuit următoarea generație de software Intel Flash Data Integrator (Intel FDI). Software-ul Intel FDI v7.1 oferă o arhitectură deschisă care facilitează integrarea unui sistem de fișiere flash cu un sistem de operare în timp real și trei caracteristici noi care îmbunătățesc capacitățile dezvoltatorului: USB montabil, suport pentru mai multe volume și suport pentru memoria tampon RAM.

De asemenea, menționăm că Intel a fost primul din industrie care a lansat producția de cipuri de memorie flash NOR cu mai multe niveluri, cu o capacitate de 1 Gbit, pentru dispozitive mobile care utilizează tehnologie avansată de producție de 65 nm.

Intel și Micron își unesc forțele Intel Corporation și Micron Technology (http://www.micron.com) au creat o nouă companie pentru a produce memorie flash NAND. Combinând expertiza și tehnologiile de producție, Intel și Micron se așteaptă să-și consolideze competitivitatea pe piața profitabilă a memoriei flash NAND și au obținut deja o comandă de la primul lor client major, Apple Computer Corporation. Modulele de memorie flash NAND continuă să fie la mare căutare, deoarece sunt utilizate într-o gamă largă de dispozitive electronice, inclusiv playere muzicale și camere digitale. Noua companie, numită IM Flash Technologies, va produce memorie flash pentru Intel și Micron, care vizează piețele de electronice de larg consum, stocare amovibilă și comunicații portabile. Intel și Micron au investit fiecare aproximativ 1,2 miliarde de dolari în crearea noii asociații mixte, iar companiile plănuiesc să investească aceeași sumă în următorii trei ani. Crearea IM Flash este planificată să fie finalizată până la sfârșitul anului; Intel și Micron au încheiat deja acorduri separate pe termen lung pentru a furniza Apple cantități semnificative de memorie flash NAND, care vor fi lansate de noua companie.

Se pare că 51% din acțiunile IM Flash vor fi deținute de Micron și 49% de Intel. Primele loturi de module de memorie flash NAND vor fi lansate la fabricile din Boise (Idaho), Manassas (Virginia) și Lehi (Utah). | Ce este memoria flash? Memorie flash (în limba engleză) Memorie flash ) sau unitate flash

Acest tip de memorie poate fi citit de un număr mare de ori în perioada de stocare a informațiilor, de obicei de la 10 la 100 de ani. Dar scrierea în memorie poate fi făcută doar de un număr limitat de ori (de obicei, în regiunea unui milion de cicluri). În cea mai mare parte, memoria flash este răspândită în lume și poate rezista la aproximativ o sută de mii de cicluri de rescriere, ceea ce este mult mai mult decât poate rezista o dischetă obișnuită sau un disc CD-RW.
Spre deosebire de hard disk-urile (HDD), memoria flash nu conține părți mecanice în mișcare și, prin urmare, este considerată un tip de mediu de stocare mai fiabil și mai compact.
Astfel, datorită compactității, relativului ieftin și consumului foarte scăzut de energie, unitățile flash sunt utilizate pe scară largă în echipamentele digitale portabile - camere video și foto, înregistratoare de voce, playere MP3, PDA-uri, telefoane mobile, smartphone-uri și comunicatoare. Mai mult, acest tip de memorie este folosit pentru a stoca software încorporat în diverse echipamente (modemuri, PBX-uri, scanere, imprimante, routere).
Recent, unitățile flash cu intrare USB (numite de obicei „unitate flash” sau disc USB) au devenit larg răspândite, înlocuind dischetele și CD-urile.
În zilele noastre, principalul dezavantaj al dispozitivelor bazate pe unități flash este raportul preț-volum foarte mare, mult mai mare decât hard disk-urile de 2-5 ori. Prin urmare, volumul unităților flash nu este foarte mare, dar se lucrează în aceste direcții. Reducerea costului procesului tehnologic și sub influența concurenței, multe companii au anunțat deja lansarea unităților SSD cu o capacitate de 512 GB sau mai mult. De exemplu, în februarie 2011, OCZ Technology a oferit o unitate SSD PCI-Express cu o capacitate de 1,2 TB și capabilă să producă 10 milioane de cicluri de scriere.
Unitățile SSD moderne sunt dezvoltate pe baza controlerelor multicanal care oferă citire sau scriere paralelă de la mai multe microprocesoare de memorie flash simultan. Ca urmare, nivelul de performanță a crescut atât de mult încât debitul interfeței SATA II a devenit factorul limitator.

CUM FUNcționează MEMORIA FLASH

O unitate flash stochează date într-o serie de tranzistori cu poartă flotantă numite celule. În dispozitivele convenționale cu celule cu un singur nivel, oricare dintre ele își poate „aminti” doar un bit de date. Dar unele cipuri mai noi cu celule cu mai multe niveluri (în engleză celulă cu mai multe niveluri sau celulă cu trei niveluri) își pot „aminti” mai mult de un bit. În acest din urmă caz, pe poarta plutitoare a tranzistorului poate fi utilizată o altă sarcină electrică.

NICI MEMORIE FLASH

Acest tip de memorie flash se bazează pe algoritmul NOR, deoarece într-un tranzistor cu poartă flotantă o tensiune de poartă prea mică înseamnă una.
Acest tip de tranzistor este format din două porți: flotant și control. Prima poartă este complet izolată și are capacitatea de a reține electronii până la zece ani. Celula este formată și dintr-un dren și o sursă. Când se aplică tensiune pe poarta de control, se generează un câmp electric și apare așa-numitul efect de tunel. Majoritatea electronilor sunt transferați (tunelați) prin stratul izolator și intră în poarta plutitoare. Sarcina de pe poarta plutitoare a tranzistorului modifică „lățimea” sursei de scurgere și conductivitatea canalului, care este utilizată la citire.
Celulele de scriere și cele de citire sunt foarte diferite în ceea ce privește consumul de energie: de exemplu, unitățile flash consumă mai mult curent la scriere decât la citire (consumând foarte puțină energie).
Pentru a șterge (șterge) datele, se aplică o tensiune negativă suficient de mare la poarta de control, ceea ce duce la efectul opus (electronii de la poarta plutitoare sunt transferați la sursă folosind efectul de tunel).
În arhitectura NOR, este nevoie de a conecta un contact la fiecare tranzistor, ceea ce mărește foarte mult dimensiunea procesorului. Această problemă este rezolvată folosind noua arhitectură NAND.

MEMORIE FLASH NAND

Arhitectura NAND se bazează pe algoritmul AND-NOT (în engleză NAND). Principiul de funcționare este similar cu cel de tip NOR și diferă doar prin locația celulelor și a contactelor acestora. Nu mai este nevoie să conectați un contact la fiecare celulă de memorie, astfel încât costul și dimensiunea procesorului NAND sunt semnificativ mai mici. Datorită acestei arhitecturi, înregistrarea și ștergerea sunt considerabil mai rapide. Cu toate acestea, această tehnologie nu permite accesul la o regiune sau celulă arbitrară, ca în NOR.
Pentru a atinge densitatea și capacitatea maximă, o unitate flash realizată folosind tehnologia NAND folosește elemente cu dimensiuni minime. Prin urmare, spre deosebire de o unitate NOR, este permisă prezența celulelor dăunătoare (care sunt blocate și nu ar trebui utilizate în viitor), ceea ce complică semnificativ lucrul cu o astfel de memorie flash. Mai mult, segmentele de memorie din NAND sunt echipate cu o funcție CRC pentru a le verifica integritatea.
În prezent, arhitecturile NOR și NAND există în paralel și nu concurează în niciun fel între ele, deoarece au domenii de aplicare diferite. NOR este folosit pentru stocarea simplă a datelor mici, NAND este folosit pentru stocarea datelor mari.

ISTORIA FLASH DRIVE-urilor

Memoria flash a fost inventată pentru prima dată în 1984 de inginerul Fujio Masuoka, care lucra apoi pentru Toshiba. Numele de „flash” a fost inventat de colegul lui Fujio, Shoji Ariizumi, deoarece procesul de ștergere a datelor din memorie i-a amintit de un bliț fotografic. Fujio și-a prezentat dezvoltarea la întâlnirea internațională a dispozitivelor electronice din San Francisco, California. Intel a fost interesat de această invenție și patru ani mai târziu, în 1988, a lansat primul procesor comercial flash de tip NOR.
Arhitectura memoriei flash NAND a fost anunțată un an mai târziu de Toshiba în 1989, la Conferința Internațională a Circuitelor Solid-State. Cipul NAND avea o viteză de scriere mai mare și o zonă de circuit mai mică.
La sfarsitul anului 2010, liderii in productia de unitati flash sunt Samsung (32% din piata) si Toshiba (17% din piata).
Standardizarea procesoarelor de memorie flash NAND este realizată de grupul ONFI (NAND Flash Interface Working Group). Acest standard este considerat a fi specificația ONFI 1.0, lansată pe 28 decembrie 2006. Standardizarea ONFI în producția de procesoare NAND este susținută de companii precum Samsung, Toshiba, Intel, Hynix etc.

CARACTERISTICI DE DEPOZITARE FLASH

În prezent, capacitatea unităților flash variază de la kilobytes la sute de gigabytes.

În 2005, două companii, Toshiba și SanDisk, au introdus procesoare NAND de 1 GB folosind tehnologia celulelor cu mai multe niveluri (un tranzistor poate stoca mai mulți biți de date folosind diferite sarcini electrice pe o poartă plutitoare).

În septembrie 2006, Samsung a introdus un cip de 4 GB fabricat folosind o tehnologie de proces de 40 nm.

La sfârșitul anului 2007, Samsung a anunțat crearea primului cip NAND din lume care folosește tehnologia celulară cu mai multe niveluri, deja realizată folosind o tehnologie de proces de 30 nm cu o capacitate de stocare de 8 GB.

În decembrie 2009, Toshiba a anunțat că cipul NAND de 64 GB este deja livrat clienților, iar producția de masă a început în primul trimestru al anului 2010.

Pe 16 iunie 2010, Toshiba a introdus primul procesor de 128 GB, format din șaisprezece module de 8 GB.
Pentru a crește cantitatea de memorie flash, dispozitivele folosesc adesea o matrice complexă constând din mai multe procesoare.

În aprilie 2011, Intel și Micron au introdus un cip flash MLC NAND de 8 GB produs folosind o tehnologie de proces de 20 nm. Primul procesor NAND de 20 nm are o suprafață de 118 mm, care este cu 35-40% mai mică decât cipurile de 25 nm 8GB disponibile în prezent. Producția în serie a acestui cip va începe la sfârșitul anului 2011.

TIPURI ŞI TIPURI DE CARDURI DE MEMORIE ŞI FLASH DRIVES

CF Memorie flash Compact Flash): unul dintre cele mai vechi standarde de tip de memorie. Primul card flash CF a fost produs de SanDisk Corporation în 1994. Acest format de memorie este foarte comun în timpul nostru. Cel mai adesea este folosit în echipamentele video și foto profesionale, deoarece datorită dimensiunii sale mari (43x36x3,3 mm), slotul Compact Flash este greu de instalat fizic în telefoanele mobile sau playerele MP3. În plus, niciun card nu se poate lăuda cu astfel de viteze, volume și fiabilitate. Capacitatea maximă a Compact Flash a ajuns deja la 128 GB, iar viteza de copiere a datelor a fost mărită la 120 MB/s.

MMC Memorie flash Cardul multimedia): un card în format MMC are dimensiuni mici - 24x32x1,4 mm. Dezvoltat în comun de SanDisk și Siemens. MMC conține un controler de memorie și este foarte compatibil cu o mare varietate de dispozitive. În majoritatea cazurilor, cardurile MMC sunt acceptate de dispozitivele cu slot SD.

RS-MMC Memorie flash Card multimedia de dimensiuni reduse): Un card de memorie care are jumătate din lungimea unui card MMC standard. Dimensiunile sale sunt de 24x18x1,4 mm, iar greutatea sa este de aproximativ 6 grame toate celelalte caracteristici și parametri nu diferă de MMC. Pentru a asigura compatibilitatea cu standardul MMC atunci când utilizați carduri RS-MMC, este necesar un adaptor.

DV-RS-MMC Memorie flash Card multimedia de dimensiune redusă cu dublă tensiune): Cardurile de memorie DV-RS-MMC cu alimentare duală (1,8 și 3,3 V) au un consum mai mic de energie, ceea ce va permite telefonului dvs. mobil să funcționeze puțin mai mult. Dimensiunile cardului sunt aceleași ca RS-MMC, 24x18x1,4 mm.

MMCmicro: card de memorie miniatural pentru dispozitive mobile cu dimensiunile 14x12x1,1 mm. Pentru a asigura compatibilitatea cu un slot MMC standard, trebuie utilizat un adaptor special.

Card SD Memorie flash Card digital securizat): susținut de SanDisk, Panasonic și Toshiba. Standardul SD este o dezvoltare ulterioară a standardului MMC. În ceea ce privește dimensiunea și caracteristicile, cardurile SD sunt foarte asemănătoare cu MMC, doar puțin mai groase (32x24x2.1 mm). Principala diferență față de MMC este tehnologia de protecție a drepturilor de autor: cardul are protecție criptografică împotriva copierii neautorizate, protecție sporită a informațiilor împotriva ștergerii sau distrugerii accidentale și un comutator mecanic de protecție la scriere. În ciuda asemănării standardelor, cardurile SD nu pot fi utilizate în dispozitive cu slot MMC.

SDHC Memorie flash SD de mare capacitate, SD de mare capacitate): Cardurile SD vechi (SD 1.0, SD 1.1) și SDHC noi (SD 2.0) și cititoarele acestora diferă prin limitarea capacității maxime de stocare, 4 GB pentru SD și 32 GB pentru SDHC. Cititoarele SDHC sunt compatibile cu SD, adică un card SD va fi citit fără probleme într-un cititor SDHC, dar un card SDHC nu va fi citit deloc într-un dispozitiv SD. Ambele opțiuni pot fi prezentate în oricare dintre cele trei formate de dimensiune fizică (standard, mini și micro).

miniSD Memorie flash Mini card digital securizat): Diferă de cardurile standard Secure Digital prin dimensiunile lor mai mici: 21,5x20x1,4 mm. Pentru a vă asigura că cardul funcționează în dispozitivele echipate cu un slot SD obișnuit, este utilizat un adaptor.

microSD Memorie flash Card Micro Secure Digital): în 2011 sunt cele mai compacte dispozitive de memorie flash amovibile (11x15x1 mm). Sunt utilizate în principal în telefoane mobile, comunicatoare etc., deoarece, datorită compactității, pot extinde semnificativ memoria dispozitivului fără a crește dimensiunea acestuia. Comutatorul de protecție la scriere este situat pe adaptorul microSD-SD. Capacitatea maximă a unui card microSDHC lansat de SanDisk în 2010 este de 32 GB.

Memory Stick Duo: Acest standard de memorie a fost dezvoltat și acceptat de Sony. Carcasa este destul de rezistenta. În acest moment, aceasta este cea mai scumpă amintire dintre toate prezentate. Memory Stick Duo a fost dezvoltat pe baza standardului Memory Stick utilizat pe scară largă de la același Sony și se distinge prin dimensiunile sale mici (20x31x1,6 mm).

Memory Stick Micro (M2): Acest format este un concurent cu formatul microSD (ca dimensiune), păstrând în același timp avantajele cardurilor de memorie Sony.

xD-Picture Card: cardul este folosit în camerele digitale de la Olympus, Fujifilm și altele.

În ciuda progresului tehnologiei informatice, în urmă cu doar 3-4 ani multe computere noi (și cu atât mai mult mai vechi) includeau o unitate de dischetă. Reduceri semnificative ale costurilor unităților optice și CD-urilor nu au putut înlocui dischetele de 3,5 inchi. Este incomod să folosești medii optice și atât. În timp ce citirea datelor de la acestea nu provoacă niciun disconfort deosebit, scrierea și ștergerea lor a necesitat deja ceva timp. Și fiabilitatea discurilor, deși de multe ori mai mare decât cea a dischetelor, încă începe să scadă după ceva timp, mai ales după utilizarea activă. Ca întotdeauna, în cel mai inoportun moment, unitatea va „lovi” din cauza bătrâneții (proprie sau disc) și va spune că discul nu este vizibil la orizont.

De aceea, dischetele au durat atât de mult. Este încă foarte posibil să transportați lucruri mici, cum ar fi documente sau coduri sursă ale programelor pe ele. Dar acum, chiar și pentru acest tip de date, uneori 1,38 MB de spațiu liber nu este suficient.

Soluția problemei se profilează de ceva timp. Numele său este memorie flash. A fost inventat încă din anii 80 ai secolului trecut, dar a ajuns la produsele de masă reale până la sfârșitul anilor 90. Și la început a fost disponibil pentru noi ca carduri de memorie, iar apoi sub formă de playere MP3, care astăzi au schimbat deja abrevierea MP3 într-un epitet mai mândru și mai general „digital”.

Aceasta a fost urmată de apariția unităților flash USB. Procesul de penetrare a acestora nu a fost cel mai rapid la început. A început cu apariția soluțiilor de 16-64 MB. Acum, acest lucru este minuscul, dar acum 8 ani, în comparație cu o dischetă, era wow. Și la aceasta s-a adăugat ușurința în utilizare, viteza mare de citire/scriere și, bineînțeles, un preț ridicat. La acea vreme, astfel de unități flash erau mai scumpe decât o unitate optică, care erau evaluate la aproximativ 100 USD.

Cu toate acestea, comoditatea unităților flash a avut o influență decisivă asupra alegerii consumatorilor. Drept urmare, un adevărat boom a început în 2005. Costul memoriei flash a scăzut de multe ori și odată cu acesta a crescut și capacitatea dispozitivelor de stocare. Drept urmare, astăzi puteți cumpăra o unitate flash de 32 GB pentru doar 2000-2500 de ruble, în timp ce în urmă cu un an costa aproape de două ori mai mult.

Progresele în domeniul memoriei flash au fost atât de reușite încât astăzi începe deja să concureze cu hard disk-urile. Până acum doar în domeniul vitezei de citire/scriere și al timpului de acces, precum și în ceea ce privește performanța energetică și durabilitatea, dar nici victoria ca capacitate în următorii ani nu poate fi exclusă. Singurul avantaj al HDD-ului este prețul. Un gigabyte „greu” costă mult mai puțin. Dar aceasta este doar o chestiune de timp.

Deci, memoria flash este una dintre cele mai promițătoare tehnologii informatice pentru stocarea datelor. Dar de unde a venit și care sunt posibilele sale limitări și dezavantaje? Tocmai la aceste întrebări își propune acest articol să răspundă.

Trecut

În timp ce expeditorii japonezi descărcau una dintre primele transporturi de computere Apple, care au ajuns în frigidere din cauza mărului de pe cutii, un om de știință japonez pe nume Fujio Masuoki lucra în laboratorul de cercetare Toshiba la un nou tip de memorie. Nu i-au găsit imediat un nume, dar omul de știință a văzut perspectivele invenției încă de la început.

Cu toate acestea, numele a fost decis destul de repede. Colegul lui Fujio, domnul Shoji Ariizumi, a sugerat să numească noua memorie „flash”. O traducere a acestui cuvânt înseamnă un bliț de cameră (și, în principiu, orice alt bliț de lumină). Această idee i-a fost sugerată lui Shoji prin metoda de ștergere a datelor.

Noua tehnologie a fost prezentată în 1984 la San Francisco la un eveniment numit International Electron Devices Meeting, organizat de IEEE. A fost observat imediat de companii destul de mari. De exemplu, Intel a lansat primul său cip NOR comercial în 1988.

Cinci ani mai târziu, în 1989, Toshiba a introdus tehnologia de memorie flash NAND la un eveniment similar. Astăzi, acest tip este folosit în marea majoritate a dispozitivelor. Vă vom spune de ce exact în secțiunea următoare.

NOR și NAND

Memoria NOR a fost introdusă puțin mai devreme, deoarece este puțin mai ușor de fabricat, iar tranzistoarele sale din structura lor seamănă cu un tranzistor MOSFET obișnuit (tranzistor cu efect de câmp unipolar cu canal). Singura diferență este că în memoria NOR tranzistorul, pe lângă poarta de control, are o a doua poartă „plutitoare”. Acesta din urmă, cu ajutorul unui strat izolant special, poate reține electronii mulți ani, păstrând tranzistorul nedescărcat.

În general, memoria NOR și-a primit numele pentru că funcționează ca o poartă NOR (NOR este o operație NOR logică; ia valoarea „adevărat” doar atunci când ambele intrări sunt „false”). Deci celula de memorie NOR goală este umplută cu valoarea logică „1”. Apropo, același lucru este valabil și pentru memoria NAND. Și, după cum ați putea ghici, și-a primit numele datorită unui principiu similar de funcționare cu o poartă NAND (NAND este o operație NAND logică; ia valoarea „falsă” doar atunci când „adevărat” este aplicat ambelor intrări).

Ce au ca rezultat aceleași „NU-ȘI” și „NU-SAU” în practică? Faptul este că cipul de memorie NOR poate fi șters doar în întregime. Deși în încarnările mai moderne ale acestei tehnologii, cipul este împărțit în mai multe blocuri, ocupând de obicei 64, 128 sau 256 KB. Dar acest tip de memorie are o magistrală de adrese externă, care permite citirea și programarea (scrierea) octet cu octet. Acest lucru vă permite nu numai să accesați datele direct cât mai precis posibil, ci și să le executați direct „la fața locului”, fără a descărca toate informațiile în RAM. Această capacitate se numește XIP (eXecute In Place).

De asemenea, merită să vorbim despre o funcție de memorie NOR relativ nouă numită BBM (Bad Block Management). În timp, unele dintre celule pot deveni inutilizabile (mai precis, înregistrarea lor va deveni indisponibilă), iar controlerul de cip, observând acest lucru, va realoca adresa unor astfel de celule unui alt bloc, încă funcțional. Hard disk-urile fac ceva similar, așa cum am scris în articolul „”.

Astfel, memoria NOR este potrivită pentru cazurile în care sunt necesare precizie maximă a citirii datelor și modificări destul de rare. Poți ghici unde mergem cu asta? Așa este - la firmware-ul diferitelor dispozitive, în special la BIOS-ul plăcilor de bază, plăcilor video etc. Aici este locul în care blițul NOR este acum cel mai des folosit.

În ceea ce privește NAND, situația cu acesta este puțin mai complicată. Citirea datelor se poate face doar pagină cu pagină, iar scrierea se poate face doar bloc cu bloc. Un bloc este format din mai multe pagini, iar o pagină are de obicei 512, 2048 sau 4096 octeți. Numărul de pagini dintr-un bloc variază de obicei de la 32 la 128. Deci nu se pune problema vreunei execuții „la fața locului”. O altă limitare a memoriei NAND este că un bloc poate fi scris numai secvenţial.

Drept urmare, o astfel de precizie (deși ar fi mai corect să spunem „nu precizie”) duce uneori la erori, mai ales dacă trebuie să vă ocupați de memoria MLC (mai multe despre acest tip mai jos). Pentru a le corecta, se folosește mecanismul ECC. Poate corecta de la 1 la 22 de biți la fiecare 2048 de biți de date. Dacă corectarea nu este posibilă, mecanismul detectează că a existat o eroare la scrierea sau ștergerea datelor și blocul este marcat ca „prost”.

Apropo, pentru a preveni formarea de blocuri dăunătoare în memoria flash, există o metodă specială numită „nivelarea uzurii” (literal „nivel de uzură”). Funcționează destul de simplu. Deoarece „supraviețuirea” unui bloc de memorie flash depinde de numărul de operațiuni de ștergere și scriere, iar acest număr este diferit pentru diferite blocuri, controlerul dispozitivului numără numărul acestor operațiuni pentru blocuri, încercând să scrie pe cele care au fost utilizate mai putin in timp. Adică cele care sunt mai puțin „uzate”.

Ei bine, în ceea ce privește domeniul de aplicare a memoriei NAND, datorită posibilității de plasare mai densă a tranzistorilor și, în același timp, a producției mai ieftine, este utilizat în toate cardurile de memorie flash și unitățile flash USB, precum și SSD-uri.

Ei bine, puțin despre celulele SLC (Single-Level Cell - single-level cell) și MLC (Multi-Level Cell - multi-level cell). Inițial, era disponibil doar primul tip. Se presupune că doar două stări, adică un bit de date, pot fi stocate într-o celulă. Cipurile MLC au fost inventate mai târziu. Capacitățile lor sunt puțin mai largi - în funcție de tensiune, controlerul poate citi mai mult de două valori de la ele (de obicei patru), ceea ce vă permite să stocați 2 sau mai mulți biți într-o celulă.

Avantajele MLC sunt evidente - cu aceeași dimensiune fizică, de două ori mai multe date se potrivesc într-o singură celulă. Dezavantajele, însă, nu sunt mai puțin semnificative. În primul rând, aceasta este viteza de citire - este în mod natural mai mică decât cea a SLC. La urma urmei, este necesar să se creeze o tensiune mai precisă și, după aceea, este necesar să se descifreze corect informațiile primite. Și apoi apare al doilea dezavantaj - erori inevitabile la citirea și scrierea datelor. Nu, datele nu sunt deteriorate, dar afectează viteza de funcționare.

Un dezavantaj destul de semnificativ al memoriei flash este numărul limitat de cicluri de scriere și ștergere a datelor. În acest sens, încă nu poate concura foarte bine cu hard disk-urile, dar în general situația se îmbunătățește în fiecare an. Iată datele privind durata de viață pentru diferite tipuri de memorie flash:

• SLC NAND – până la 100 de mii de cicluri;
• MLC NAND – până la 10 mii de cicluri;
• SLC NOR – de la 100 la 1000 de mii de cicluri;
• MLC NOR – până la 100 de mii de cicluri.

Iată un alt dezavantaj al memoriei MLC - este mai puțin durabilă. Ei bine, NOR flash este în general dincolo de concurență. Adevărat, acest lucru este de puțin folos omului obișnuit - oricum, unitatea sa flash este cel mai probabil construită pe baza flash-ului NAND și chiar pe cipuri MLC. Cu toate acestea, tehnologia nu stă pe loc și flash-ul NAND cu milioane de cicluri de scriere și ștergere a datelor ajunge treptat în masă. Deci, în timp, acești parametri vor deveni puțin importanți pentru noi.

"Carti"

După ce ne-am ocupat de tipurile de memorie flash, să trecem acum la produse reale bazate pe aceasta. Desigur, vom omite descrierea cipurilor BIOS, deoarece majoritatea cititorilor îi interesează puțin. La fel cum nu are sens să vorbim despre unități flash USB. Cu ele totul este extrem de simplu: sunt conectate printr-o interfață USB, cipurile instalate în interior depind în totalitate de producător. Nu există standarde pentru aceste medii, cu excepția necesității compatibilității USB.

Dar sunt necesare standarde pentru cardurile flash, care sunt folosite astăzi în camerele digitale, playere, telefoane mobile și alte dispozitive mobile. Un cititor de carduri pentru ei este disponibil în majoritatea laptopurilor și netbook-urilor, iar unul poate fi găsit și în playerele DVD (sau Blu-ray) de uz casnic sau radiourile auto.

Există o caracteristică universală pentru aceste dispozitive - numărul de carduri de memorie acceptate. Uneori, pe cititoarele de carduri puteți vedea inscripții mândre „20-in-1” sau chiar „30-in-1”, indicând numărul de formate acceptate. Dar ceea ce este cel mai surprinzător este că există doar 6 formate de masă fundamental diferite. Toate celelalte sunt modificări ale acestora. Aceste șase standarde ne vom concentra în continuare.

CompactFlash

Formatul CompactFlash ocupă un loc special printre toate celelalte formate de carduri de memorie flash. În primul rând, pentru că a fost primul standard de masă. A fost introdus de SanDisk în 1994. Și este încă folosit în mod activ în camerele digitale SLR, precum și în routere de computer și alte dispozitive foarte specializate.

Cel mai interesant lucru este că primele carduri CF au fost bazate pe cipuri NOR produse de Intel. Dar apoi au fost transferate rapid pe flash NAND, ceea ce a redus costul și a crescut capacitatea.

CompactFlash a fost creat ca format pentru stocarea externă a datelor. Dar, din moment ce nu existau cititoare de carduri în urmă cu 15 ani și USB tocmai era în curs de proiectare, cardurile CF au fost create pe baza specificațiilor interfeței ATA (IDE). Astfel, un astfel de card poate fi conectat la un conector IDE obișnuit sau introdus într-un slot PC Card printr-un adaptor pasiv. Acesta este motivul pentru care CompactFlash este foarte convenabil de utilizat în routere și dispozitive similare - viteza și volumul mare nu sunt necesare acolo, dar dimensiunea, rezistența la șocuri și încălzirea scăzută sunt mult mai relevante.

În plus, nu este dificil să faci un adaptor pentru o interfață USB sau FireWire. Și, cel mai interesant, majoritatea cititoarelor de carduri folosesc sistemul CompactFlash I/O pentru a face schimb de date între computer și alte formate: SD/MMC, Memoty Stick, xD și SmartMedia.

Acum despre diferitele modificări ale standardului CompactFlash. Inițial, astfel de carduri au fost emise într-un singur „cartuș” de 43x36x3,3 mm. Este folosit și astăzi. Dar când a fost introdus hard disk-ul IBM Microdrive de un inch, a fost adăugat un al doilea factor de formă cu dimensiuni de 43x36x5,0 mm. Astfel, primul a devenit cunoscut sub numele de CF Tip I, iar al doilea - CF Tip II. După ce lansarea Microdrive-ului (și a analogilor săi) a fost oprită, relevanța CF Type II a dispărut.

CompactFlash are mai multe revizuiri. Nevoia lor a apărut pe măsură ce vitezele și volumele de citire/scriere au crescut. Deci, versiunea 2.0 a crescut viteza maximă la 16 MB/s. Ulterior, a apărut revizuirea 3.0, mărind această valoare la 66 MB/s. Ei bine, cea mai recentă versiune 4.0/4.1 vă permite să faceți schimb de date la viteze de până la 133 MB/s. Ultima valoare corespunde standardului UDMA133, care își pierde și el din relevanță.

Se pregătesc deja să înlocuiască a patra revizuire... nu, nu o nouă revizuire - un nou format - CFast. Principala sa diferență fundamentală este utilizarea interfeței SerialATA în loc de IDE. Desigur, aceasta acoperă complet compatibilitatea cu tipul anterior de conector, dar crește viteza maximă la 300 MB/s și capacitatea de a extinde volumul la mult mai mult de 137 GB. Rețineți că CFast folosește șapte pini pentru schimbul de date, la fel ca o interfață SATA obișnuită. Dar puterea este furnizată prin 17 pini, în timp ce dispozitivele SATA au 15. Deci, nu veți putea conecta direct cardul CFast la placa de bază, va trebui să utilizați un adaptor. Astfel de carduri ar trebui să apară anul acesta. În ianuarie, la CES 2009, au fost deja demonstrate primele mostre cu o capacitate de 32 GB.

Acum rămâne să vorbim despre viteza schimbului de date și despre volumele de carduri CompactFlash disponibile astăzi. Viteza cardurilor CF (și a altor unități de memorie flash, cu excepția SSD-urilor) este măsurată exact la fel ca pentru unitățile CD. Adică, 1x corespunde la 150 KB/s. Cei mai rapizi reprezentanți au inscripția 300x, care corespunde la 45 MB/s. În principiu, nu este mic, dar este departe de hard disk-uri asociate cu SSD-uri. Dar cu timpul, viteza nu va face decât să crească.

Ei bine, în ceea ce privește volumul, de-a lungul anilor au fost lansate carduri CompactFlash cu capacități cuprinse între 2 MB și 100 GB. Astăzi, cele mai comune opțiuni sunt de la 1 la 32 GB. Cu toate acestea, versiunile de 48, 64 și 100 GB sunt deja disponibile pentru vânzare, deși sunt încă destul de rare. Până acum, formatul CompactFlash oferă carduri de memorie flash de cea mai mare capacitate. Dar altele pot oferi alte avantaje. Citim mai departe despre ele.

SmartMedia

SmartMedia a devenit al doilea format de masă de carduri flash. A fost introdus cu un an mai târziu decât CompactFlash - în vara anului 1995. De fapt, a fost creat ca un concurent al CF. Ce avea de oferit SmartMedia? În primul rând, dimensiuni mai mici. Și pentru a fi și mai precis, doar o grosime mai mică - doar 0,76 mm; lățimea și lungimea unor astfel de carduri a fost de 45x37 mm, în timp ce pentru CompactFlash acești parametri sunt aproape la fel - 43x36 mm. De remarcat că din punct de vedere al grosimii, SM nu a depășit încă niciun alt format. Chiar și cardurile microSD ultra-compacte sunt mai grase - 1 mm.

Această cifră a fost atinsă datorită înlăturării cipului controlerului. A fost transferat în cititorul de carduri. Da, și în interiorul cardului SM în sine, la început putea exista un cip NAND, dar apoi, pe măsură ce tehnologia s-a îmbunătățit, au fost mai mulți.

Dar absența unui controler în interiorul cardului are anumite dezavantaje. În primul rând, pe măsură ce volumul a crescut și au fost lansate noi modele media, firmware-ul cititorului de carduri a trebuit să fie actualizat. Și această operațiune nu a fost întotdeauna disponibilă dacă cititorul de carduri era foarte vechi. De asemenea, de-a lungul timpului, a început confuzia cu tensiunea de funcționare a cardurilor SmartMedia. Inițial a fost 5,0 V, apoi 3,3 V. Și dacă cititorul de carduri nu suporta unul dintre ele, atunci nu putea funcționa cu astfel de carduri. Mai mult, atunci când introduceți un card de 3,3 volți într-un cititor de carduri de 5,0 volți, acesta poate fi deteriorat sau ars.

În al doilea rând, pentru formatul SmartMedia este imposibil să se utilizeze metoda de calcul al nivelului de uzură al blocurilor de memorie flash (am descris metoda de nivelare a uzurii în ultima secțiune). Și acest lucru amenință potențial să scurteze durata de viață a cardului de memorie.

Cu toate acestea, toate acestea nu au împiedicat SmartMedia să fie folosit destul de mult timp ca format principal pentru camerele digitale - în 2001, până la jumătate dintre astfel de dispozitive de pe piață îl susțineau, deși la acea vreme această piață era mult mai modestă decât astăzi. SmartMedia nu sa regăsit în alte dispozitive digitale, cum ar fi playere, PDA-uri sau telefoane mobile. Și producătorii de camere au început să renunțe la SM. Camerele deveneau din ce în ce mai mici și subțirea acestor carduri nu mai era suficientă. Ei bine, al doilea dezavantaj semnificativ este nevoia tot mai mare de capacitate mai mare. Cardurile SmartMedia au ajuns la o capacitate de doar 128 MB. Au fost planificate variante de 256 MB, dar nu au fost lansate niciodată.

În general, SmartMedia a fost conceput ca un înlocuitor pentru dischetele de 3,5 inchi. Un adaptor special numit FlashPath a fost chiar lansat pentru ei. A fost introdus în mai 1998 și un an mai târziu au vândut un milion de unități. A fost dezvoltat de SmartDisk, care, apropo, a produs adaptoare similare pentru carduri MemoryStick și SD/MMC.

Cel mai uimitor lucru este că FlashPath poate funcționa cu orice unitate de dischetă cu o siglă excelentă „HD” (High-Density). Pe scurt, oricine citește o dischetă de 1,44 MB este potrivit. Dar există un „dar”. Nu există nicio modalitate de a face fără ea. Și aici sunt chiar și doi dintre ei. În primul rând, este necesar un driver special pentru a recunoaște adaptorul FlashPath și cardul din interiorul acestuia. Și dacă nu este disponibil pentru sistemul de operare necesar, atunci este în aer. Deci nu va mai fi posibilă bootarea de pe o astfel de dischetă. Al doilea „dar” este viteza de lucru. Nu o depășește atunci când lucrați de pe o dischetă obișnuită. Și dacă 1,44 MB ar putea fi copiat sau scris în puțin mai mult de un minut, atunci 64 MB ar dura mai mult de o oră.

Astăzi, formatul SmartMedia poate fi numit mort. Unele cititoare de carduri încă îl acceptă (în special cele geek all-in-1), dar această compatibilitate pur și simplu nu este relevantă. Deși, desigur, acest standard a adus o anumită contribuție la dezvoltarea tehnologiilor flash.

Formatul MMC a fost introdus al treilea în 1997. A fost dezvoltat de SanDisk și Siemens AG. Abrevierea MMC înseamnă MultiMediaCard, care indică imediat scopul standardului - dispozitivele multimedia digitale. Aici este cel mai des folosit MMC.

În principiu, MMC este foarte strâns legat de SD, în special de primele lor versiuni. Cu toate acestea, ei au diverjat în dezvoltarea lor, iar astăzi al doilea este cel mai comun. Așa că vom vorbi despre asta în subsecțiunea următoare.

MMC, spre deosebire de CompactFlash și SmartMedia, are o dimensiune mai compactă. Ca lungime si latime: 24x32 mm. Grosimea cardurilor MMC este de 1,4 mm, care este aproximativ de două ori mai mare decât a SM. Dar acest parametru nu este la fel de critic ca celelalte două măsurători.

De-a lungul întregii existențe a MMC, au fost prezentate până la opt modificări diferite ale cardurilor sale. Primul (pur și simplu MMC) folosește o interfață serială de un bit pentru transmiterea datelor, iar controlerul său funcționează la o frecvență de până la 20 MHz. Aceasta înseamnă o viteză maximă de cel mult 20 Mbps (2,5 MB/s sau aproximativ 17x). În principiu, destul de modest după standardele moderne, dar acum 12 ani era suficient.

În 2004, a fost introdus factorul de formă RS-MMC. Prefixul RS înseamnă dimensiune redusă sau „dimensiune redusă”. Dimensiunile sale sunt urmatoarele: 24x18x1,4 mm. Puteți vedea că înălțimea s-a redus aproape la jumătate. În rest, era exact același card de memorie MMC. Dar pentru a-l instala într-un cititor de carduri trebuie să utilizați un adaptor mecanic.

Formatul DV-MMC sa dovedit a fi destul de scurt (DV înseamnă Dual-Voltage - dublu voltage). Astfel de carduri ar putea funcționa la o tensiune standard de 3,3 V și la o tensiune redusă de 1,8 V. Acest lucru este necesar pentru a economisi energie. Aici se pune un accent clar pe dispozitivele mobile. Dar cardurile DV-MMC au fost eliminate rapid datorită apariției formatelor MMC+ (sau MMCplus) și MMCmobile.

MMC+ și MMCmobile diferă destul de mult de specificația originală MMC și reprezenta a patra versiune. Cu toate acestea, acest lucru nu i-a împiedicat să mențină compatibilitatea completă cu dispozitivele și cititoarele de carduri mai vechi, dar pentru a-și folosi noile capacități, era necesară o actualizare de firmware. Și aceste posibilități erau următoarele. La interfața de schimb de date pe un bit au fost adăugate cele de 4 și 8 biți. Frecvența controlerului poate fi de la 26 la 52 MHz. Toate acestea au crescut viteza maximă la 416 Mbit/s (52 MB/s). Ambele formate au acceptat funcționarea cu o tensiune de 1,8 sau 3,3 V. În dimensiune, nu diferă de MMC și RS-MMC, MMCplus și, respectiv, MMCmobile.

Mai târziu, a apărut cel mai mic MMC - MMCmicro. Dimensiunile cardului au fost 14x12x1,1 mm. Acest format a fost bazat pe MMC+ cu unele limitări. În special, din cauza lipsei de contacte suplimentare (MMC are 7, MMC+ are 13), interfața de schimb de date nu a acceptat transferul de date pe 8 biți.

Există, de asemenea, un format atât de neobișnuit ca miCard. A fost introdus în vara lui 2007 cu scopul de a crea un card universal care poate fi introdus atât într-un cititor de carduri SD/MMC, cât și într-un conector USB. Primele carduri trebuiau să aibă o capacitate de 8 GB. Maximul ajunge la 2048 GB.

Ei bine, ultimul este SecureMMC. De asemenea, se bazează pe specificația versiunii 4.x care este utilizată în MMC+. Caracteristica sa principală este suportul pentru protecția DRM. Apropo, acesta este ceea ce a distins inițial formatul SD de MMC. SecureMMC este o încercare de a concura cu SD. Deci, să trecem la acest standard.

Formatul SD (Secure Digital) este de departe cel mai popular. Acesta și modificările sale sunt folosite peste tot: în playere și camere digitale (chiar și DSLR), în PDA-uri și telefoane mobile. Probabil că motivul pentru aceasta este sprijinul și dezvoltarea constantă din partea multor companii.

SD a fost introdus în 1999 de către Matsushita și Toshiba. Un card Secure Digital de dimensiune completă are aceleași dimensiuni ca un MMC – 32x24x2,1 mm. Grosimea mare se explică prin prezența unei chei de blocare a scrierii. Cu toate acestea, specificația SD vă permite să faceți carduri fără el (se numesc Thin SD), apoi grosimea este redusă la 1,4 mm.

Inițial, versiunea SD a urmărit să concureze cu MemoryStick (discutat mai jos), care a acceptat protecția DRM pentru fișierele media. Atunci companiile de dezvoltare au presupus în mod eronat că giganții industriei media vor invada atât de mult magazinele online încât toate fișierele vor fi protejate prin DRM. Așa că am decis să facem tam-tam.

Secure Digital se bazează pe specificațiile MMC. Acesta este motivul pentru care cititoarele de carduri SD funcționează cu ușurință cu MMC. De ce nu invers? Pentru a proteja contactele împotriva uzurii cardurilor SD, acestea au fost ușor încastrate în carcasă. Prin urmare, contactele unui cititor de carduri care vizează doar lucrul cu MMC pur și simplu nu vor ajunge la contactele cardului SD.

În ceea ce privește varietatea de formate, SD nu este mai puțin „modest” decât predecesorul său. În primul rând, este de remarcat faptul că au mai fost prezentați doi factori de formă: miniSD (20x21,5x1,4 mm) și microSD (11x15x1). Acesta din urmă a fost creat inițial de SanDisk și s-a numit T-Flash și apoi TransFlash. Și apoi a fost adaptat ca standard de către Asociația Cardurilor SD.

Diferențele rămase se referă la capacitatea cardului. Și există o confuzie aici. A început cu prima generație de carduri, care a ajuns la o capacitate de 2 GB. Cardul SD este identificat printr-o cheie de 128 de biți. Dintre aceștia, 12 biți sunt utilizați pentru a indica numărul de clustere de memorie și alți 3 biți pentru a indica numărul de blocuri din cluster (4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 sau 512 - un total de 8 valori, corespunzător la trei biți de memorie). Ei bine, dimensiunea standard a blocului pentru primele versiuni a fost de 512 octeți. Totalul 4096x512x512 oferă 1 GB de date. Am ajuns.

Când lipsa capacității „de sus” a început să se strângă, a apărut versiunea 1.01 a specificației, care a permis utilizarea unui bit suplimentar pentru a determina în continuare dimensiunea blocului - ar putea fi acum 1024 sau 2048 de octeți și capacitatea maximă. în consecință, a crescut la 2 și 4 GB. Dar iată problema - dispozitivele vechi ar putea determina incorect dimensiunea cardurilor de memorie noi.

În iunie 2006, a apărut o nouă ediție a standardului - SD 2.0. I-au dat chiar și un nou nume - SDHC sau Secure Digital High Capacity. Numele vorbește de la sine. Principala inovație a SDHC este capacitatea de a crea carduri de până la 2 TB (2048 GB). Limita minimă este în principiu nelimitată, dar în practică cardurile SDHC au o capacitate de 4 GB sau mai mult. Este de remarcat faptul că limita maximă este limitată artificial - 32 GB. Pentru cardurile de capacitate mai mare, se recomandă utilizarea standardului SDXC (mai multe despre el mai jos), deși mai mulți producători au introdus 64 GB SDHC.

Standardul SD 2.0 folosește 22 de biți de date pentru a defini dimensiunea, dar patru dintre ei sunt rezervați pentru utilizare ulterioară. Deci, cititoarele de carduri care nu au fost proiectate inițial să funcționeze cu SDHC nu vor putea recunoaște cardurile de memorie noi. Dar dispozitivele noi pot recunoaște cu ușurință cardurile vechi.

Odată cu anunțarea formatului SDHC a apărut și identificarea pe clase de viteză. Există trei opțiuni: SD Class 2, 4 și 6. Aceste numere indică viteza minimă de schimb de date pentru card. Adică un card cu SD Class 6 va oferi o viteză de cel puțin 6 MB/s. Ei bine, limita superioară în mod firesc nu este limitată, deși până acum situația cu cardurile SD este aproximativ aceeași ca și cu CompactFlash - cei mai rapizi reprezentanți au ajuns la o viteză de 300x sau 45 MB/s.

Merită adăugat că factorii de formă miniaturali au suferit, de asemenea, modernizari. Nimeni nu a uitat de miniSDHC și microSDHC. Adevărat, sunt în mare parte primele cărți care vin la vânzare. Astăzi, volumul lor maxim a ajuns deja la 16 GB, iar opțiunile de 32 GB sunt pe drum.

Ei bine, cea mai recentă inovație este standard. Indiferent dacă se numea versiunea 3.0 sau nu, nu am putut afla. Cu toate acestea, diferă de SDHC nu atât de semnificativ. În primul rând, a fost eliminată limitarea artificială a volumului maxim, care poate ajunge acum la 2 TB. Viteza maximă de transfer de date a fost mărită la 104 MB/s, iar pe viitor promit să o ridice la 300 MB/s. Ei bine, exFAT a fost ales ca sistem de fișiere principal (discutat mai jos), în timp ce SDHC se mulțumește cu FAT32 în majoritatea cazurilor. Primele carduri SDXC au fost deja anunțate și au o capacitate de 32 sau 64 GB. Dar produsele cu sprijinul lor vor trebui totuși să aștepte ceva timp.

De fapt, totul despre cardurile SD. Dar în cadrul acestui standard, au fost lansate mai multe lucruri interesante. De exemplu, specificația SDIO (Secure Digital Input Output). Potrivit acestuia, folosind factorul de formă și interfața cardurilor SD, puteți crea dispozitive precum receptoare GPS, controlere Wi-Fi și Bluetooth, modemuri, tunere FM, adaptoare Ethernet etc. Adică, slotul SD în acest caz servește ca un fel de analog al USB-ului.

SanDisk s-a remarcat prin cardurile SD Plus, care integrează imediat un conector USB. Eye-Fi este o dezvoltare destul de interesantă. Acesta este un card de memorie cu un controler Wi-Fi încorporat. Acesta din urmă poate transfera date de pe card pe orice computer. Astfel, nu este nevoie nici măcar să-l scoateți de pe cameră sau telefon.

În total, astăzi formatul Secure Digital este cel mai popular și cu cea mai rapidă creștere. Până acum Sony încearcă să-i reziste cu Memory Stick, dar nu merge bine.

Memory Stick

Sony este cunoscut pentru antipatia față de majoritatea formatelor și standardelor care nu au fost dezvoltate de el. Acest lucru este de înțeles - nu veți primi redevențe de la ei. Așa că în cele din urmă au apărut cardurile DVD+R/RW și Blu-ray și Memory Stick. Introduse în octombrie 1998, acestea sunt încă distribuite doar între produsele Sony. Și, în general, doar Sony și puțin SanDisk sunt implicați în producția lor. Rezultatul este logic: prevalență relativ scăzută și preț mai mare decât alte carduri flash de volum similar.

De-a lungul întregii existențe a Memory Stick-ului, Sony a lansat până la șapte modificări. În plus, spre deosebire de MMC, toate sunt în uz. Ca urmare, apare o confuzie naturală și, în același timp, producătorii de cititoare de carduri pot crește numărul de standarde recunoscute de produsele lor.

Totul a început doar cu un Memory Stick. Acesta este un card de memorie alungit care măsoară 50x21,5x2,8 mm. Forma sa seamănă oarecum cu o bucată de gumă de mestecat. S-a remarcat, așa cum am scris mai sus, prin suportul DRM, care nu a fost niciodată necesar. Capacitatea a variat de la 4 la 128 MB.

De-a lungul timpului, acest lucru nu a fost suficient și, întrucât nu fusese încă dezvoltat un standard actualizat, a fost anunțat formatul Memory Stick Select. Acesta este un card Memory Stick obișnuit, dar în interiorul lui erau două cipuri de memorie de 128 MB fiecare. Și puteți comuta între ele folosind un comutator special de pe card în sine. Nu este o soluție foarte convenabilă. De aceea a fost temporar și intermediar.

Am reușit să facem față capacității reduse lansând Memory Stick PRO în 2003. Teoretic, un astfel de card de memorie poate stoca până la 32 GB de date, dar în practică nu s-au făcut mai mult de 4 GB. Desigur, majoritatea dispozitivelor mai vechi nu recunosc versiunea PRO, dar cele noi pot recunoaște cu ușurință Memory Stick de prima generație. O subvarianta a standardului High Speed ​​Memory Stick PRO face lucrurile si mai confuze. Toate Memory Stick PRO cu o capacitate de 1 GB sau mai mult au fost așa. Este clar că ar putea funcționa într-un mod special de mare viteză. Și sunt foarte bucuros că toate sunt compatibile cu dispozitivele mai vechi, dar viteza a scăzut la normal.

De-a lungul timpului, a devenit clar că ar fi necesar să mergem pe calea facerii cardurilor mai mici, altfel „plăcile” Memory Stick nu sunt convenabile de utilizat peste tot. Așa a apărut Memory Stick Duo, măsurând 31x20x1,6 mm - puțin mai mic decât Secure Digital. Dar ghinion, aceste carduri au fost bazate pe prima versiune a standardului Memory Stick și, odată cu aceasta, o limitare a capacității maxime. 128 MB pentru 2002 nu este cumva deloc respectabil. Așa a apărut Memory Stick PRO Duo în 2003. Și acest standard este cel care se dezvoltă cel mai mult astăzi - există deja carduri de 16 GB, opțiunile de 32 GB sunt pe drum, iar limita teoretică, conform Sony, este de 2 TB.

În decembrie 2006, Sony, împreună cu SanDisk, au anunțat o nouă modificare a cardurilor sale de memorie flash - Memory Stick PRO-HG Duo. Principala sa diferență față de alte opțiuni este viteza de operare mai mare. Pe lângă interfața de comunicare pe 4 biți, a fost adăugată una pe 8 biți. Și frecvența controlerului a crescut de la 40 la 60 MHz. Ca urmare, limita teoretică de viteză a crescut la 480 Mbit/s sau 60 MB/s.

Ei bine, dupa ultima moda, in februarie 2006 a aparut formatul de card Memory Stick Micro (sau se mai numeste si M2), cu dimensiuni de 15x12,5x1,2 mm - acesta este ceva mai mare decat microSD. Capacitatea lor variază de la 128 la 16 GB, iar teoretic poate fi de 32 GB. Printr-un adaptor, în slotul Memory Stick PRO poate fi introdus un card de memorie M2, dar dacă capacitatea acestuia este mai mare de 4 GB pot apărea anumite probleme de recunoaștere.

Aceasta este o astfel de mâzgălaș. Dacă te uiți la el, în principiu nu este greu: Memory Stick este formatul original, nu cel mai compact ca dimensiune, Memory Stick PRO este o opțiune cu capacitate și viteză mai mare, Memory Stick (PRO) Duo este o versiune mai mică de carduri , Memory Stick PRO-HG Duo este versiunea accelerată a Memory Stick PRO Duo, Memory Stick Micro (M2) - cel mai mic Memory Stick. Acum puteți trece la cel mai recent standard - xD.

xD-Picture Card

Olympus și Fujifilm au considerat că formatele de carduri flash care existau în primii ani ai acestui secol nu corespundeau ideilor lor de stocare ideală a datelor pentru camere. Cum altfel putem explica dezvoltarea propriului standard xD-Picture Card?

Din numele formatului rezultă că acesta a fost creat pentru stocarea imaginilor. Dar Olympus produce înregistratoare digitale de voce pe baza acestuia, iar Fujitsu produce playere MP3. Cu toate acestea, există mult mai puține dintre cele mai recente dispozitive decât camere cu suport xD. Totuși, dacă comparăm volumul total de vânzări al camerelor digitale Fujitsu și Olympus, acestea nu vor depăși în niciun caz cifrele liderilor de piață - Canon și Nikon. Iar liderii folosesc în liniște CompactFlash în camerele SLR de nivel mediu și înalt, în timp ce standardul Secure Digital a prins bine în rest. Ei bine, deoarece distribuția cardurilor xD nu este foarte mare, atunci în dezvoltarea lor rămân în urmă celor mai populare formate și, în plus, sunt mai scumpe decât ele. De aproximativ 2-3 ori, dacă luați cărți de aceeași capacitate.

Evident, obiectivul principal al dezvoltatorilor formatului xD (apropo, Toshiba și Samsung produc carduri pe baza acestuia) a fost reducerea dimensiunii cardului de memorie. Dimensiunile sale sunt următoarele - 20x25x1,78 mm. Cam la fel ca două Memory Stick Micro.

Capacitatea primei versiuni de carduri xD variază de la 16 la 512 MB. Au fost prezentate în iulie 2002. Totuși, în februarie 2005, a apărut prima actualizare, permițând creșterea volumului maxim la 8 GB. Noul standard a fost numit xD Type M. Volumul a fost mărit prin utilizarea memoriei MLC, care în același timp s-a dovedit a fi mai lentă. Cardurile de tip M xD au ajuns la o capacitate de 2 GB. Și până acum această limită nu a fost depășită nici de tipul M, nici de standardele mai noi.

Pentru a rezolva problema vitezei, xD Type H a fost introdus în noiembrie 2005. Acest format se baza pe memorie SLC, deoarece au decis să-l întrerupă în 2008 din cauza costurilor ridicate. Dar a fost înlocuit în aprilie 2008 de Type M+. Cardurile cu acest format sunt de aproximativ 1,5 ori mai rapide decât tipul M.

Compatibilitatea inversă a diferitelor versiuni de formate xD este valabilă numai pentru cele mai noi dispozitive - acestea pot recunoaște cu ușurință versiunile mai vechi de carduri. Dar dispozitivele mai vechi nu vor recunoaște neapărat noile carduri. Situația de aici este aproximativ aceeași ca și în cazul altor standarde.

Cat despre viteza, atunci, ca si la volum, xD nu straluceste deloc. Astăzi, viteza medie de citire de tip M+ este de 6,00 MB/s (40x), iar viteza de scriere este de 3,75 MB/s (25x).

În total, formatul xD-Picture Card este mai scump în retail decât SD și CF. Cardurile de memorie sunt destul de compacte, dar capacitatea lor nu mai corespunde cerințelor moderne. Același lucru este valabil și pentru viteză. Pentru a filma videoclipuri cu o rezoluție de 640x480 la 30 de cadre pe secundă, Tip M+ este încă suficient. Dar pentru camerele SLR de astăzi, care înregistrează cadre cu o rezoluție de 12-24 MP și videoclipuri în format 720p și 1080p, acest lucru nu este în mod clar suficient. Nu este deloc rău să ai un card de 200-300x. Deci nu vedem prea mult rost să continuăm să sprijinim și să dezvoltăm xD. De asemenea, nu am fi surprinși dacă decid brusc să-l închidă, iar următoarea generație de camere va fi transferată pe SD și/sau CF.

Abrevierea SSD a început să apară în fluxurile de știri și titlurile articolelor relativ recent - acum câțiva ani. Motivul pentru aceasta este că această tehnologie a început să se răspândească abia atunci când memoria flash a început să fie folosită din ce în ce mai des pentru stocarea datelor, iar titlurile de știri (și textul) menționate mai sus vorbeau despre creșterea rapidă iminentă a acestei piețe, promițând simultan și deplasarea HDD-urilor. Cel putin din segmentul laptop si netbook.

Dar cel mai interesant lucru este că un SSD nu este neapărat o unitate de memorie flash. SSD sau Solid State Drive înseamnă o unitate SSD. Adică, principiul mai degrabă decât tipul este important aici - memoria „hard” este folosită pentru stocarea datelor. O amintire care nu se învârte, nu se învârte sau nu sare. Deci, SSD-ul nu are deloc câțiva ani, ci formal cincizeci de ani. Această tehnologie a fost numită diferit atunci, dar din nou, principiul este important aici. Dar principiul a rămas.

Astăzi, două tipuri de SSD-uri sunt relevante: bazate pe memorie volatilă și bazate pe memorie nevolatilă. Primele sunt cele care folosesc memoria SRAM sau DRAM ca bază. Se mai numesc și unitate RAM. Din când în când, astfel de SSD-uri sunt anunțate de producători ca medii de stocare ultra-rapide. Unele dintre ele vă permit chiar să creșteți independent volumul atunci când conectorii pentru modulele de memorie convenționale (DDR, DDR2 sau DDR3 în cea mai modernă versiune) sunt pur și simplu instalați pe placă.

Ei bine, memoria nevolatilă este, desigur, flash. A fost posibil să se creeze SSD-uri pe baza acestuia de mult timp, dar volumele unor astfel de unități erau departe de capacitățile hard disk-urilor, iar costul a fost mult mai mare. Iar viteza nu a fost mare. Dar astăzi aceste neajunsuri sunt eliminate treptat.

Prima generație de SSD-uri avea capacități de la 16 la 64 GB, iar astfel de „unități flash” costa sute și mii de dolari. Asta a fost acum vreo doi ani. Astăzi, opțiunile de 64-512 GB sunt disponibile la prețuri cuprinse între 200 USD și 1.500 USD. Este departe de hard disk-uri, dar mult mai bine. Pentru și pe drum, un SSD de 1 TB în formatul unui hard disk de 2,5 inchi. Să vă reamintim că HDD-urile mobile nu au depășit încă capacitatea de 500 GB. Iar cele desktop tocmai au atins pragul de 2 TB. Așadar, SSD-ul avansează cu salturi și limite.

În ceea ce privește viteza de lucru, aceasta este, de asemenea, în continuă creștere. Prima generație de SSD-uri a rămas oarecum în urma hard disk-urilor mobile, dar unitățile moderne le-au depășit deja. Este suficient să ne amintim de SSD-ul Intel X25-M introdus anul trecut, care are o viteză de citire de 250 MB/s și o viteză de scriere de 70 MB/s. Și nu costă la fel ca un zbor către ISS - aproximativ 350 USD cu o capacitate de 80 GB.

Desigur, există în special modele de mare viteză de la Fusion-IO cu viteze de citire/scriere de 800/694 MB/s sau PhotoFast G-Monster PCIe SSD cu 1000/1000 MB/s, dar au prețul unui mic jet. Și, desigur, pentru schimbul de date nu folosesc SerialATA, ci PCI Express x8 obișnuit - acest standard este încă capabil să ofere lățimea de bandă necesară. Apropo, PCI Express x1 este folosit în mod activ pentru a conecta SSD-uri în netbook-uri. În acest format se realizează stocarea datelor lor - sub forma unui mic card PCI-E x1.

O astfel de performanță de mare viteză pentru unitățile SSD a fost obținută datorită citirii paralele a datelor de pe mai multe cipuri simultan. De exemplu, Intel X25-M menționat mai sus funcționează pe principiul unei matrice RAID de nivel 0, adică un bit este scris pe primul cip, al doilea pe al doilea și așa mai departe. Este extrem de dificil să organizați un mecanism similar pentru o unitate flash USB obișnuită sau un card de memorie, deoarece aproape întotdeauna au instalat un singur cip de memorie flash.

Pentru a crește capacitatea și a reduce costurile, memoria MLC este adesea folosită în SSD-uri (inclusiv în X25-M). Modelele mai scumpe sunt echipate cu cipuri SLC. Dar dacă scrieți date pe o unitate flash USB sau pe un card SD relativ rar, atunci pe un SSD înregistrarea se efectuează continuu în timpul funcționării. Și în cele mai multe cazuri nici nu știi asta. Programele moderne mențin constant diverse jurnale; sistemul de operare mută datele puțin utilizate în fișierul swap, eliberând astfel RAM; Chiar și accesul de bază la fișier necesită înregistrarea timpului de acces.

Deci, în orice caz, trebuie să instalați cipuri mai durabile în SSD. De asemenea, trebuie să vă faceți griji în privința algoritmilor pentru calcularea nivelului de uzură și redistribuirea datelor - trebuie să fie mai avansați decât cei ai unităților flash convenționale. SSD-urile au chiar și un cip de cache volatil suplimentar, la fel ca un hard disk obișnuit. Cache-ul conține date privind adresa de bloc și datele privind nivelul de uzură. Când sunt dezactivate, acestea din urmă sunt salvate în memoria flash.

În orice caz, deocamdată, tehnologia SSD bazată pe flash continuă să se dezvolte rapid. Oferă câteva avantaje incontestabile față de HDD:

• timp de acces la date semnificativ mai scurt;
• viteza constanta de citire a datelor;
• nivel de zgomot zero;
• consum mai mic de energie.

În momentul de față, tot ce rămâne este să crești numărul de cicluri de rescriere la un astfel de număr încât să nu-ți faci griji deloc. Capacitatea va continua să crească fără asta. Este posibil ca în următorii 2-3 ani să ajungă din urmă și chiar să depășească hard disk-urile. Ei bine, prețul scade de la sine dacă tehnologia este promițătoare, promovată activ și nivelul vânzărilor este în continuă creștere. Nu știm dacă SSD-urile vor putea înlocui HDD-urile pe piața computerelor desktop, dar acestea se îndreaptă deja către dispozitive mobile.

Viitor

De fapt, am ajuns la final. Concluzia de mai sus se poate trage după cum urmează: memoria flash va deveni mai răspândită și îmbunătățită în viitor. Nu este încă clar dacă va putea înlocui hard disk-urile, dar are toate elementele. Dar există o altă captură - sistemul de fișiere.

Sistemele moderne de fișiere sunt optimizate pentru utilizarea cu hard disk-uri. Dar HDD-ul nu este deloc un SSD în structura sa. În primul rând, datele de pe hard disk sunt accesate folosind adresarea LBA. Un bloc al unei astfel de adrese vă permite să calculați pe ce placă, pe ce pistă și în ce sector se află informațiile solicitate. Dar aici este problema - flash nu are platouri, piste sau sectoare. Dar există blocuri împărțite în pagini. Astăzi această problemă este rezolvată prin traducerea adreselor dintr-un format în altul, dar ar fi mult mai convenabil dacă toate acestea s-ar întâmpla direct.

O altă caracteristică a memoriei flash este că scrierea poate fi făcută numai în blocuri șterse anterior. Și această operațiune durează ceva timp. Ar fi o idee bună să ștergeți blocurile complet neutilizate în timpul inactiv.

Sistemele moderne de fișiere pe disc sunt optimizate pentru a minimiza timpul de acces la date - încearcă să se asigure că acestea sunt căutate cât mai repede posibil pe disc. Dar pentru memoria flash, acest lucru este pur și simplu irelevant - toate blocurile sunt accesate la fel de rapid. Ei bine, suportul pentru calcularea nivelului de uzură a cipurilor flash din sistemul de fișiere nu ar strica.

Deci, lucrul pentru viitorul apropiat este lansarea de noi sisteme de fișiere optimizate pentru lucrul cu memorie flash. Acestea, însă, există deja, dar sistemele de operare moderne nu le suportă bine. Este de remarcat faptul că unul dintre primele a fost FFS2 de la Microsoft, pe care l-a lansat la începutul anilor 90.

Sistemul de operare Linux ține pasul cu progresul. Pentru acesta au fost create sistemele de fișiere JFFS, JFFS2, YAFFS, LogFS, UBIFS. Sun s-a remarcat și prin dezvoltarea ZFS, care recent . Este optimizat nu numai pentru hard disk-uri, ci și pentru unități flash. Mai mult, atât pentru utilizarea lor ca stocare principală, cât și ca cache.

Cu toate acestea, astăzi cel mai popular sistem de fișiere pentru unitățile flash (fără a lua în calcul SSD-urile) rămâne FAT și FAT32. Este pur și simplu cel mai convenabil. Sunt acceptate de toate sistemele de operare și nu necesită drivere. Dar nu mai sunt suficiente pentru muncă. De exemplu, limitarea dimensiunii maxime a fișierului (4 GB) devine deja inacceptabilă.

Cu toate acestea, Microsoft are un înlocuitor - exFAT, cunoscut anterior ca FAT64. După cum am scris deja, a fost ales ca FS principal pentru cardurile SDXC. Pe lângă faptul că este optimizat pentru memoria flash, acceptă fișiere de până la 16 exaocteți (16,7 milioane de terabytes) și peste 65.536 de fișiere pot fi stocate într-un singur folder.

exFAT este acceptat astăzi de sistemele de operare Windows Mobile versiunea 6.0 și o versiune ulterioară, Windows XP SP2 și o versiune ulterioară, Windows Vista SP1, Windows Server 2008 și Windows 7 din versiunea 6801. Rețineți că în Windows Vista, o unitate flash bazată pe exFAT nu este capabilă de a fi folosit ca cache în funcțiile ReadyBoost. Suportul corespunzător va apărea în Windows 7. Ca și în cazul altor sisteme de operare, este disponibil un modul kernel gratuit pentru Linux care vă permite să utilizați exFAT doar pentru citire.

Deci, cel mai promițător sistem de operare pentru unitățile flash de astăzi pare să fie ZFS și exFAT. Dar ambele sunt foarte slab distribuite, deși cel din urmă are șanse mai mari să devină populare. Acesta a fost deja ales ca principal pentru cardurile SD de ultimă generație și toate cele mai populare versiuni de Windows îl „știu”.

În rest, vom aștepta o nouă creștere a capacității unităților flash și o reducere a costului acestora. Această tehnologie este foarte bună, așa că îi dorim numai succes.