Principalele avantaje și dezavantaje ale memoriei flash. Cum funcționează memoria flash

Pagina 2 din 3

Bine vs Rău

Cu toate acestea, este timpul să trecem de la cercetarea filologică și istorică la unele detalii tehnice dispozitive flash. Ca orice lucru din lumea noastră imperfectă, memoria flash are atât avantaje, cât și dezavantaje. Pe scurt, toate avantajele și dezavantajele dispozitivelor flash pot fi reduse la următoarele două liste.

Avantajele memoriei flash:

• Nu este nevoie de energie suplimentară pentru stocarea datelor, adică memoria flash este un dispozitiv nevolatil.
• Cu toate acestea, este nevoie de energie pentru a înregistra datele, nu se poate face fără costuri, după toate, este imposibil să se creeze o mașină cu mișcare perpetuă. Dar, în comparație cu CD-urile sau dischetele, consumul de energie atunci când lucrați cu un dispozitiv flash este minim. Prin urmare, memoria flash este foarte economică din punct de vedere al consumului de energie. Ca confirmare, scrierea datelor pe un cip flash necesită de 10-20 de ori mai puțină energie decât acțiuni similare cu un CD sau o dischetă.
• Cipul Flash vă permite să rescrieți datele în mod repetat (dar, din păcate, nu la nesfârșit...). Adică, memoria flash este un dispozitiv de stocare a datelor reinscriptibil.
• O unitate bazată pe un cip flash nu conține componente sau dispozitive mecanice în mișcare, deoarece aceasta memorie cu stare solidă. Și dacă da, atunci dispozitivele flash sunt rezistente la stres mecanic: nu există mecanică - nu există nimic de spart. De exemplu, o unitate flash poate rezista la impacturi de 10-20 de ori mai puternice decât cele care pur și simplu ar „ucide” un hard disk al computerului. Și nu numai să reziste, ci și să lucreze în condiții de tremurare și „bătaie” destul de severă.
• Compactitatea este un alt avantaj al unităților de memorie flash, care a predeterminat utilizarea dispozitivelor flash într-o varietate de dispozitive de dimensiuni mici.
• gadget-uri și dispozitive „de mână”.
• În sfârșit, informațiile înregistrate pe memoria flash pot fi stocate pentru o perioadă foarte lungă de timp (aproximativ 10, iar după unele surse, până la 100 de ani). Adică, un cip flash este un dispozitiv pentru stocarea de date pe termen lung.

Acum, cealaltă parte a monedei, adică dezavantajele memoriei flash:

• Pentru început, principalul dezavantaj al consumatorului este că memoria flash este mai scumpă decât dischetele, CD-urile și hard disk-urile computerelor.
• Memoria flash este semnificativ mai lentă decât RAM bazată pe cipuri SRAM și DRAM. Și chiar și în comparație cu hard disk unitatea flash este un străin. De exemplu, viteza medie de citire a datelor de pe o unitate flash este de 5 Mb/s, iar viteza de scriere este de 3 Mb/s.
  În același timp, hard disk-ul poate face schimb de date la o viteză de aproximativ 30 Mb/s.
• În cele din urmă, un alt dezavantaj serios, care a fost deja menționat mai sus, este că memoria flash are o limită a numărului de cicluri de rescriere. Limita variază de la 10.000 la 1.000.000 de cicluri pentru diferite tipuri de cipuri. Și deși un milion de operațiuni de scriere/ștergere este destul de mult, prezența unei limite fizice la utilizarea unui cip de memorie poate fi considerată un dezavantaj serios al dispozitivelor flash.

Vadim Bolotnov, directorul CROC Solutions Center bazat pe tehnologia EMC.

Astăzi, problema accelerării serviciilor IT cu volume de date în continuă creștere devine din ce în ce mai presantă. Pentru multe aplicații, soluția este să mutați spațiul de stocare în flash. Principala provocare este de a determina pentru ce aplicații pentru centrele de date timpii de răspuns mici sunt cu adevărat critici. După mutarea lor pe unități flash, aplicațiile rămase pe discuri „tradiționale” vor primi, de asemenea, o creștere a performanței.

Hard disk vs memorie flash

Un server modern este un dispozitiv electronic aproape fără piese mecanice în mișcare. Singurele excepții sunt hard disk-ul (HDD) și ventilatoarele de răcire. Limita tehnologică pentru transferul de informații între dispozitive electronice este viteza luminii, dar pentru un hard disk limita de viteză este limitată de viteza mecanică maximă a axului. Prin urmare, procesează informații de sute și mii de ori mai lent decât procesoarele și memoria. În timp ce viteza procesoarelor a crescut de zece ori, hard disk-urile au evoluat mult mai lent. Acum sunt la același nivel ca la sfârșitul secolului al XX-lea. Din acest motiv, multe aplicații pentru care sunt construite centre de date rulează mai lent decât ar putea. Ca rezultat, serverele scumpe, foarte încărcate stau inactiv în timp ce informațiile sunt citite și scrise pe hard disk.

Orez. 1. Creșterea relativă a vitezei procesoarelor și hard disk-urilor mecanice

Relevanța memoriei flash

Volumul de informații și viteza de procesare a acesteia sunt în creștere, iar cerințele noastre în acest sens nu fac decât să crească. Viața în lumea modernă devine din ce în ce mai rapid, datorită în mare măsură tehnologiei. Nu avem nicio dorință să pierdem timpul așteptând, folosind servicii electronice prin internet, un bancomat sau în timp ce stai la coadă la casa supermarketului. Viteză mică funcționarea sistemului care ne irită atât de mult poate fi o consecință a funcționării lente a subsistemului de disc pe serverul central.

Memoria flash poate rezolva problema I/O are o viteză de răspuns mult mai mare. În condiții de laborator, hard disk-ul optim procesează o solicitare în medie 6-7 milisecunde, iar memoria flash - 0,1 milisecunde. În același timp, poate procesa de zeci și sute de ori mai multe tranzacții în comparație cu un hard disk, care are o limită de 150-200 de operații pe secundă.

Dar asta nu înseamnă că hard disk-ul este „mort” și ar trebui abandonat. De mulți ani, a fost prezisă moartea benzii magnetice în sistemele de rezervă. Memoria flash este încă mai scumpă decât un HDD obișnuit. Este mai bine să îl utilizați pentru o gamă limitată de sarcini, deoarece nu toate aplicațiile au nevoie de viteză mare de răspuns. Costul memoriei flash poate varia, de asemenea. Există atât memorie flash SLC (celulă cu un singur nivel) scumpe și fiabile, cât și MLC (celulă multinivel) bugetară, dar cu o durată de viață mai scurtă. Un bit de informație este scris într-o celulă SLC și doi biți într-o celulă MLC. Soluțiile industriale folosesc adesea memorie flash SLC, în timp ce produsele de larg consum folosesc adesea MLC mai puțin costisitoare. Dar acum tendința se schimbă, iar memoria MLC începe să fie folosită în sistemele de stocare corporative.

Când luați decizia de a implementa o unitate flash într-un centru de date, trebuie să înțelegeți dacă compania are sarcini IT, a căror implementare promptă vă va permite să câștigați bani. mai multi bani. De exemplu, există un raport pe care ați dori să îl rulați zilnic, dar contează ca o zi și, prin urmare, este rulat săptămânal. Ca urmare, prognoza de preț în rețeaua de tranzacționare este făcută incorect, sau partenerilor li se oferă informații care nu sunt în întregime actualizate, sau deponenții pleacă la o altă bancă, nemulțumiți de funcționarea lentă a bancomatelor. Dacă există astfel de sarcini, implementarea lor poate fi aproape întotdeauna accelerată folosind memoria flash. Adesea se presupune că problema este într-o aplicație scrisă incorect, dar puteți accelera munca folosind subsistemul disc. Eficiența poate fi îmbunătățită serios doar prin tehnologie, fără a rescrie codul. Valoarea memoriei flash nu este în volum, ci în viteză și trebuie utilizată pentru aplicații adecvate, calculând costul nu în ruble per gigabyte, ci în ruble per tranzacție (IOPS).

În ce cazuri ajută memoria flash? Bazele de date mari, care se află acum cel mai adesea pe matrice de discuri de ultimă generație, pot fi mutate pe unități. De exemplu, atunci când utilizatorii SAP se plâng muncă lentă aplicații, cel mai probabil, problema poate fi rezolvată prin transferarea stocării în memoria flash. Un sistem de stocare cu memorie flash poate înlocui unul sau chiar mai multe rafturi într-un centru de date.
Memoria flash ar trebui introdusă și atunci când compania derulează un proiect mare de virtualizare a stațiilor de lucru. Virtualizarea stațiilor de lucru în sine este o tehnologie interesantă și promițătoare, care are multe avantaje - de la simplificarea suportului pentru utilizatori până la simplificarea protecției datelor; Trebuie înțeles că virtualizarea stațiilor de lucru implică o sarcină mare a sistemului de stocare. Uneori, adăugarea de unități flash la un sistem tradițional de stocare nu ajută nici măcar aici, deoarece controlerele ar putea să nu poată face față. Sistemele de stocare construite în întregime pe memorie flash și optimizate pentru aceasta fac față mult mai bine acestor sarcini.

Imaginați-vă: munca a sute și mii de utilizatori care au interacționat anterior doar cu hard disk-urile lor „cade pe umerii” unui sistem de stocare. În practica mea, am întâlnit deja o situație în care numărul de mașini virtuale a ajuns la sute, iar sistemul de stocare existent nu a mai putut face față. Una dintre tehnologiile populare care vă permite să economisiți spațiu de stocare atunci când virtualizați stațiile de lucru este utilizarea unei „imagine de aur”. Când aveți nevoie de 1000 de computere cu Windows 7, nu trebuie să instalați 1000 de distribuții și să ocupați câțiva terabytes cu fișierele sistemului de operare.

Sistemul de virtualizare va crea una, așa-numita imagine „de aur” a sistemului de operare. În acest caz, toți utilizatorii vor citi din el, iar mașinile lor virtuale vor stoca doar fișiere care sunt diferite de cele stocate în „imaginea de aur”. Este clar că o cantitate mică de spațiu pe disc reprezintă cantitate uriașă operatii de citire. Și dacă „imaginea de aur” se schimbă într-un fel serios, atunci aceasta provoacă o actualizare a mii de stații de lucru și creează o sarcină foarte mare a sistemului de stocare. Fiind de zeci de ori mai rapidă, memoria flash face față mult mai bine acestei sarcini.

Orez. 2. Comparația implementării VDI pe sistemele tradiționale și flash de stocare, folosind Violin Memory ca exemplu.

Desigur, companiile mari au nevoie de cele mai multe ori să treacă la memoria flash, dar această tranziție poate fi utilă și pentru companiile mijlocii. De exemplu, pentru a finaliza eficient o sarcină, poate fi suficient să cumpărați 3-4 unități flash în loc de 20-40 de hard disk pentru o aplicație importantă.

Încorporarea memoriei flash în infrastructura de stocare existentă

Există mai multe moduri de implementare a memoriei flash într-o infrastructură de stocare existentă. Prima și cea mai bugetară opțiune este să instalați memoria flash direct pe server - folosind unitate flash SSD sau un card cu o interfață PCI Express care conține cipuri de memorie flash. Acest mod ieftin accelerarea serverului, dar are o serie de dezavantaje, din cauza cărora majoritatea companiilor au refuzat la un moment dat să stocheze date pe unități interne și au mers în direcția sistemelor de stocare. În special, acestea sunt toleranța redusă la erori, dificultatea de întreținere, capacitatea insuficientă și incapacitatea de a utiliza memoria flash pentru mai multe servere simultan. Capacitatea memoriei flash dintr-un server este limitată de numărul de sloturi PCI-e și de performanța controlerului RAID, așa că este puțin probabil să puteți obține mai mult de 2 TB.

Următoarele două opțiuni pentru implementarea memoriei flash sunt legate de cea mai comună metodă de stocare a datelor - centralizată. Avantajul este toleranța la erori și faptul că puteți împărți resursele acestei memorii flash costisitoare între mai multe sarcini. Rareori în practica mea am întâlnit o situație în care serverele pot încărca puternic un astfel de sistem de stocare, chiar dacă clientul este mare.
Una dintre metode este asociată cu furnizorii de sisteme de stocare tradiționale - IBM, HP, EMC, HDS, care produc de mulți ani sisteme de stocare pe hard disk-uri convenționale. Deoarece suportă SSD-uri de câțiva ani, este o modalitate destul de simplă de a folosi memoria flash pentru cei care au deja un astfel de sistem - puteți cumpăra mai multe hard disk-uri din memoria flash și le puteți introduce în rafturi de stocare. Avantajul este simplitatea și faptul că cumpărați o soluție de la un furnizor de încredere.

Dezavantajul este că aceste sisteme vin din trecut au controlere insuficient de puternice, care conțin milioane de linii de cod „adaptate” mecanicii. Acești algoritmi nu sunt întotdeauna potriviți pentru memoria flash. Este clar că este dificil pentru furnizorii care au lucrat cu hard disk-uri de mulți ani să treacă imediat la memoria flash, mai ales că există multe aplicații care prosperă pe hard disk. Prin urmare, pentru optim folosind SSD puteți crea un sistem de stocare a datelor pe mai multe niveluri.

Sistemul însuși împarte datele în acelea care acces rapid necesare și cele care nu o necesită sau sunt în general arhivistice. Principiul este simplu, sistemul analizează cererile și acele date care sunt solicitate mai des sunt trimise în memorie flash, iar cele care sunt solicitate mai rar sunt trimise pe hard disk-uri SAS sau SATA. Această abordare permite utilizarea optimă a unităților flash încă scumpe, dar are și dezavantajele sale.

Unul dintre principalele dezavantaje este că sistemul nu poate muta datele în timp real și nu se poate adapta la un profil de încărcare imprevizibil. Algoritmul poate prezice doar pe baza statisticilor cât de des vor fi solicitate anumite lucruri. Prin urmare, există posibilitatea de a nu ghici corect, ceea ce va încetini aplicația. În plus, memoria flash devine rapid mai ieftină și, probabil, în curând astfel de algoritmi complecși nu vor fi atât de relevanți - de exemplu, va fi posibil să puneți toate datele pe memoria flash MLC.

Următoarea metodă de introducere a memoriei flash este, de asemenea, asociată cu stocarea centralizată. Există o serie de furnizori noi care au început dezvoltarea de la zero deja în secolul 21. Sistemele lor au fost create special pentru memoria flash. Acestea gestionează pool-ul de memorie flash ca o singură unitate și ajută la minimizarea dezavantajelor - restricții asupra numărului de cicluri de rescriere, viteză de scriere insuficientă în comparație cu citirea etc. Unul dintre cele mai de succes exemple este Violin Memory, unul dintre liderii de pe această piață. Mai multe companii cunoscute au investit în Violă, iar unul dintre cei mai serioși investitori este Toshiba, care a inventat memoria NAND.

Dacă aveți o aplicație foarte încărcată, atunci o puteți transfera pur și simplu în întregime într-un astfel de sistem de stocare nou și, dacă este foarte mare, sau se dovedește a fi prea scumpă, transferați cele mai multe volume încărcate. Sistemele de stocare specializate se scalează până la zeci și sute de terabytes de memorie flash.

Și ultima abordare este să folosiți nu doar sisteme de stocare cu memorie flash, ci și o încercare de a adăuga un alt nivel de memorie cache între servere și sistemele existente depozitare Unii producători de sisteme de stocare (EMC, NetApp) oferă acest lucru în cadrul sistemelor lor de stocare. Un număr de companii tinere produc sisteme de stocare de stocare în cache autonome care sunt potrivite pentru sistemele de stocare de la orice furnizor. În opinia mea, acest caz prezintă riscuri serioase de compatibilitate și fiabilitate. Dacă dintr-o dată apare undeva cea mai mică defecțiune, puteți pierde date și, prin urmare, bani și timp.

Integrarea stocării flash și a sistemelor tradiționale de stocare

Există multe sarcini care nu au nevoie de o viteză de procesare foarte mare. De obicei, este necesar să se identifice acele aplicații în centrul de date care necesită viteza crescuta sistem de discuri, transferați-le în stocarea flash. Aplicațiile care rămân pe matricea de discuri „obișnuită” vor „respira mai liber”, iar viteza lor de operare va crește, de asemenea. Deoarece Datele cresc inexorabil, ocuparea spațiului liber din sistemul de stocare nu va fi niciodată o problemă.

Mituri despre memoria flash

Multe mituri despre memoria flash sunt legate de faptul că s-a dezvoltat rapid, aproape sub ochii noștri. Și mulți oameni asociază conceptul de memorie flash cu unitățile flash USB și SSD-urile timpurii. Într-adevăr, fiabilitatea lor a lăsat mult de dorit. Motivul este că memoria flash poate rezista doar la un număr limitat de cicluri de ștergere-scriere. SLC - aproximativ 100.000; MLC - 10.000 Acest număr limitat de cicluri de ștergere și scriere ulterioară este citat de oponenții memoriei flash ca principal argument că este mai rău decât hard disk-urile.

Însă nu trebuie să uităm că un hard disk este un dispozitiv mecanic, care, de asemenea, îi poate defecta atât componentele mecanice, cât și magnetice. Și problema unui număr limitat de cicluri de rescriere este complet rezolvabilă. Pentru ca memoria flash să funcționeze mulți ani sau chiar zeci de ani, este suficient să o încărcați uniform. Este imposibil să ai doar lectură într-o zonă și schimbări constante în alta. Această sarcină controlerele de stocare pot rezolva această problemă. Mecanismul responsabil pentru aceasta se numește Wear Leveling. Astfel, pentru sistemele Violin Memory menționate, acest algoritm „usează” uniform întregul spațiu de stocare. În alte sisteme, Wear Leveling este responsabilitatea controlerului fiecărui SSD, care este ceva mai puțin eficient.

Un alt mit este că memoria flash este potrivită pentru citire, dar nu potrivită pentru scris. Acest lucru se datorează mecanismului de procesare a înregistrării. Pentru a scrie într-o celulă de memorie flash, aceasta trebuie mai întâi ștearsă. Ștergerea are loc nu cu o singură celulă, ci cu un întreg bloc, în care sunt combinate de la 64 la 128 sau mai multe celule. Și în timp ce procesul de ștergere este în curs, toate celelalte operațiuni se opresc. Dacă există un disc pe care este scris în mod constant, acesta va fi ocupat cu procesul de curățare pentru a scrie date noi. Și performanța sa va fi într-adevăr mult mai mică decât atunci când citiți pur și simplu de pe disc. Dar situația se schimbă dacă sistemul de stocare este destul de mare, să zicem câțiva terabytes. Apoi, controlerele pot redistribui sarcina, astfel încât acest efect de blocare a sistemului înainte de scriere să nu aibă un impact puternic, iar sistemul va putea arăta aproape aceeași performanță pentru scriere ca și pentru citire.

Care este rezultatul?

Memoria flash accelerează funcționarea serverelor, optimizează spațiul ocupat în centrul de date și economisește energie. Astăzi, sistemele de stocare construite în întregime pe memorie flash sunt concurenți serioși pentru matricele high-end, care sunt adesea umplute cu zeci sau sute de hard disk-uri pentru a oferi aplicației viteza necesară este adesea secundară. Pe lângă costul inițial al unei astfel de matrice, ocupă destul de mult spațiu în centrul de date și necesită putere și răcire. Dacă o companie plătește pentru a închiria un centru de date comercial, atunci economisirea plăților este un argument foarte serios.

Deoarece majoritatea software-ului pentru întreprinderi este Oracle, SAP etc. - licențiat în mod specific pe bază, puteți economisi și pe licențe prin optimizarea proceselor și reducerea numărului de nuclee implicate. Dacă procesoarele petrec mai puțin timp pe computer așteptând sistemele de stocare, vor putea efectua mai multe calcule pe unitatea de timp. Ca rezultat, vom avea nevoie de mai puține nuclee pentru a rezolva aceeași problemă.

Și încă un punct important: durata de viață a memoriei flash este mult mai lungă decât cea a hard disk-urilor convenționale și, în consecință, costurile de asistență sunt mai mici și există mai puțin risc de pierdere a datelor dacă două unități eșuează simultan (care sunt sistemele de stocare convenționale). susceptibil la).

În ceea ce privește costul stocării informațiilor pe gigabyte, sistemele de stocare cu memorie flash vor fi inferioare sistemelor bazate pe HDD timp de câțiva ani, dar în ceea ce privește costul procesării informațiilor (costul de tranzacție) acestea sunt deja de câteva ori mai mari decât sistemele tradiționale. Există multe exemple în practica rusă și mondială când sistemele uriașe de stocare au fost înlocuite cu sisteme de stocare mici pe memorie flash, care erau de câteva ori mai puțin costisitoare, dar au demonstrat o accelerare uimitoare a aplicației. Aș îndrăzni să sugerez că, în viitor, locul unităților de astăzi cu o viteză de rotație de 15K și 10K va fi luat de cipurile SLC și MLC.

În ultimii ani, memoria flash a intrat în uz pe scară largă. O astfel de memorie este încorporată în playere media, camere, telefoane, tablete, unități portabile și unități cu stare solidă (SSD) pentru a stoca fișiere și documente importante. Memoria flash este primul concurent al discului magnetic și are o acceptare comercială semnificativă, deoarece livrările cresc în fiecare an.

Desigur, acest tip de memorie poate fi supus și uzurii externe și interne, ceea ce duce la pierderea datelor. Tehnologii moderne Acestea se mișcă cu salturi și limite, așa că nu trebuie să vă temeți pentru siguranța datelor dvs. Este suficient să vă amintiți despre măsurile de precauție, cum ar fi realizarea de copii de rezervă a datelor și utilizarea memoriei în scopul propus, iar dacă, dintr-un motiv sau altul, datele sunt șterse, programele speciale de recuperare a datelor vă vor ajuta să rezolvați această problemă rapid și fără durere pentru datele dvs. și stocarea fișierelor din sistemul dispozitivului. Să ne uităm la esența memoriei flash și care sunt caracteristicile acesteia.

Memoria flash diferă de disc în multe privințe; totuși una dintre cele mai multe parametri importanti Ceea ce este de o importanță deosebită pentru proiectarea sistemelor de stocare este numărul limitat de rutine de scriere. În timp ce fiabilitatea discului este în mare măsură independentă de utilizare, memoria flash va eșua după un anumit număr de scrieri, de obicei de 104 până la 105 ori, în funcție de specificul dispozitivului.

Când acest tip de memorie este folosit ca disc de către aplicații, de exemplu, pentru a implementa sisteme FAT sau alte sisteme de fișiere tradiționale, există riscul de eșec din cauza utilizării excesive număr mic blocaje și defecțiuni premature. Aproape toate dispozitivele Flash de pe piață - unități USB, unități SD, unități cu stare solidă(SSD) și o serie de altele operează pe un algoritm intern de nivelare a uzurii, în care datele sunt scrise uniform pe întreaga suprafață a discului.

Memoria flash este un tip specific de memorie electronică programabilă doar pentru citire (EEPROM). Acesta este un cip de memorie al unui computer sau alt dispozitiv care menține siguranța informațiilor aflate pe acesta și nu necesită o sursă de alimentare personală pentru aceasta. Cel mai adesea, așa cum s-a menționat deja, este utilizat în electronice portabile, de exemplu: dispozitive de muzică digitală, smartphone-uri și camere digitale, precum și dispozitive de memorie amovibile. Această tehnologie este utilă și pentru sistemul de intrare și ieșire Informații BIOS(BasicInput/Output System), PCMCIA - (specificație pentru modulele de expansiune pentru computere dezvoltate de Asociația PCMCIA), carduri de memorie pentru PC, modemuri și plăci de jocuri video. Un exemplu de memorie nevolatilă este, de asemenea, un hard disk, pe care datele rămân în siguranță chiar și atunci când dispozitivul este oprit. Cu toate acestea, memoria flash este semnificativ diferită de hard disk-urile. Ambele pot stoca date fără alimentare, dar memoria flash diferă ca dimensiune, greutate și caracteristici de operare.

Tipuri de memorie flash. Diferențele dintre NAND și NOR

Există două tipuri de memorie flash: NAND și NOR. NAND este memorie programabilă și este citită în blocuri, în timp ce NOR este citită și scrie informații în octeți.

Figura 1 - memorie NAND

NAND și NOR diferă prin două caracteristici: comunicarea dintre celule și sectoare și interfața prevăzută pentru citirea și scrierea datelor.

Deoarece dimensiunea blocului în NOR variază de la 64 la 128 KB, operația de scriere/ștergere poate dura până la 5 secunde. Pe de altă parte, un sistem NAND cu blocuri de la 8 la 32 KB va efectua aceeași operație în maximum 4 milisecunde.

Diferența de dimensiuni ale blocurilor mărește și mai mult decalajul de performanță dintre NOR și NAND. Statistic, mai multe operațiuni de ștergere (ștergere) a datelor sunt efectuate de dispozitive bazate pe memorie NOR (mai ales la actualizarea fișierelor - rescrierea acestora).

Figura 2 – Memoria NOR

Cu toate acestea, atunci când alegeți tipul de memorie flash, trebuie să luați în considerare și următorii factori: - memoria NOR citește datele puțin mai repede decât NAND; - NAND scrie informații mult mai rapid decât NOR; - NAND șterge datele mult mai repede decât NOR: 4 ms față de 5 sec; - Majoritatea operațiunilor de scriere sunt precedate de o operație de ștergere (adică datele sunt suprascrise); - NAND are o capacitate de blocare mai mică, deci vor fi necesare mai puține ștergeri, ceea ce va prelungi durata de viață a dispozitivului de memorie. Celulele de memorie NAND au jumătate din dimensiunea celulelor de memorie NOR. Memoria NOR domină vânzările de pe piață în dimensiuni de memorie care variază de la 1 la 16 MB, în timp ce dimensiunile de memorie NAND variază de la 8 la 128 MB. Acest lucru evidențiază din nou rolul memoriei NOR ca depozit de coduri importante. memorie NAND are, de asemenea, o poziție puternică pe piața cardurilor de memorie (CompactFlash, SecureDigital, PC Cards și MMC).

Extinderea duratei de viață a memoriei flash

Durata de viață a memoriei flash depinde de o serie de factori, inclusiv de modul în care este configurată. Memoria flash configurată incorect se va uza mai repede din cauza faptului că o singură zonă este utilizată în permanență, ceea ce poate face ca sectoarele de memorie să devină inutilizabile și să crească riscul de pierdere a datelor sau de corupere a informațiilor. Sistemele de detectare a erorilor pot ajuta la identificarea când se întâmplă acest lucru, dar odată ce apare o eroare, dispozitivul este inutil. Defectarea dispozitivului poate cauza mari probleme asociate cu datele care au fost stocate pe acesta. Acesta este motivul pentru care dispozitivele precum microcontrolerele cu memorie flash încorporată, care nu monitorizează uzura, se bazează mai mult pe memoria NOR cu caracteristicile sale de rezistență la scriere mai mari.

Există mai multe moduri de a îmbunătăți starea generală de sănătate a memoriei flash și de a prelungi durata de viață a acesteia. Una dintre metode presupune posibilitatea de a transfera întreaga cantitate de informații în alt loc - reorganizarea. Funcționează cel mai bine cu dispozitivele orientate pe blocuri, deși poate fi folosit cu o dimensiune de bloc de un cuvânt. Există unele supraîncărcări din cauza uzurii, astfel încât cu blocuri mai mari de informații această metodă va fi mai eficientă.

Sistemul de nivelare a uzurii (WL) distribuie scrierile pe întreaga suprafață a memoriei pentru a evita utilizarea oricărui sector. Apoi durata de viață a sistemului poate fi considerată ca potențial al cantității totale de informații a sistemului, în loc de maximul pentru un bloc de informații. Sistemul WL necesită abilitatea de a monitoriza utilizarea spațiului de înregistrare și de a înregistra și utiliza aceste informații pentru a îmbunătăți în continuare eficiența dispozitivului și a prelungi durata de viață a acestuia. Diverse defecte afectează în mod semnificativ numărul de ori când informațiile pot fi scrise și șterse de pe dispozitiv.

Într-un astfel de caz, un mecanism de reorganizare poate fi utilizat dacă memoria este excesiv de plină. Pentru a face acest lucru, vor fi folosite blocuri sau sectoare suplimentare, la fel ca pe hard disk. Singura diferență este că blocul suplimentar va fi utilizat numai dacă apare o eroare irecuperabilă în cel principal. Acesta este un fel de ieșire de urgență.

Dacă se folosește un sistem WL, atunci de obicei toate blocurile împreună formează un pool, iar dacă sistemul este implementat în software, atunci dimensiunea partiției logice poate fi selectată în funcție de durata de viață dorită a memoriei. Dimensiunea mică a partiției logice necesită prezența mai multor blocuri suplimentare.

Avantajele memoriei flash față de alte dispozitive

Memoria flash este disponibilă în diferite forme, cum ar fi stick-uri de memorie, stick-uri de memorie, unități flash USB etc... Dar principiul de bază de funcționare este același. Memoria flash este pur și simplu versatilă, deoarece costă foarte puțin și este oferită cu flexibilitatea operațională a unei simple opțiuni plug and play. Cea mai bună parte este că memoria este stocată pe acest mediu și poate fi ștearsă și rescrisă din nou.

Memoria flash diferă de ROM-ul programabil convențional cu ștergere electrică (EEPROM) prin aceea că EEPROM șterge conținutul câte un octet. Acest lucru îl face foarte lent când vine vorba de procesul de actualizare. Memoria flash poate șterge fișiere în blocuri, ceea ce o face preferată pentru aplicațiile care necesită actualizări frecvente ale unor cantități mari de date, cum ar fi cardurile de memorie pentru dispozitivele electronice digitale.

În interiorul microcircuitului (cip), informațiile sunt stocate în celule. Poarta flotantă a tranzistorului protejează datele care sunt scrise în fiecare celulă. Electronii de tunel trec prin materialul slab conductiv pentru a schimba instantaneu sarcina electronică în timp ce fac acest lucru, curățând celula, astfel încât să poată fi apoi rescrisă. Datorită acestui fapt, memoria flash și-a primit numele („într-o clipită” - instantaneu).

Unele tipuri de unități flash sunt numite și carduri de memorie sau carduri flash și sunt vândute în configurații diferite pentru diferite dispozitive digitaleși în scopuri de depozitare. Memoria flash, care vine sub forma unei unități USB pentru utilizare cu un computer sau o tabletă, este o invenție extrem de convenabilă care a înlocuit dischetele și dischetele.

Un card de memorie flash poate stoca imagini într-o cameră digitală, de exemplu, le poate transfera pe un computer unde fotografiile pot fi accesate. Memoria flash nu este același lucru cu memoria flash cu acces aleatoriu (RAM - memorie flash cu acces aleatoriu). FlashRAM, ca orice alt tip de RAM dintr-un computer, necesită o sursă de alimentare constantă pentru a-și menține conținutul.

Memoria flash este disponibilă în diferite forme, cum ar fi carduri de memorie, unități flash, unități USB și așa mai departe. Dar principiul de bază de funcționare este același pentru toate dispozitivele. Memoria flash este unică deoarece costă foarte puțin și vine cu un sistem simplu de lansare și citire a fișierelor. Un alt avantaj este că toate fișierele pot fi localizate pe un singur mediu și este posibil să le ștergeți și să le rescrieți din nou.

Un card de memorie, o formă de memorie flash, este atât de mic încât poate încăpea în palmă, la fel ca o monedă. Cardul de memorie compact poate fi folosit oriunde, oricand. Și restaurarea datelor deteriorate sau pierdute de pe unități USB, carduri de memorie și alte tipuri de memorie flash nu este dificilă.

Memoria flash este utilizată în sistemele de operare moderne, cum ar fi Windows 7 și Windows Vista pentru a îmbunătăți performanța sistemului. Acceptă și acest tip de memorie acces facil la aplicațiile necesare și astfel, utilizatorul poate stoca programe, de exemplu, de protecție împotriva malware-ului sau a unui browser web, pe un card de memorie, de pe care pot fi apoi transferate pe computer.

Adesea apar diverse disfuncționalități în funcționarea dispozitivelor de memorie, același lucru este valabil și pentru memoria flash, deoarece nu există dispozitive care să fie absolut protejate de posibilitatea defecțiunii software sau de deteriorare fizică a dispozitivului. Mai mult, știm că totul are o dată de expirare.

Memoria flash poate stoca extrem de informatii importante, precum: coduri unice, diverse cifre și documente extrem de importante, dacă vorbim de afaceri. De asemenea, multe alte fișiere pot fi stocate pe unitatea flash, cum ar fi videoclipuri, fișiere audio, filme, fotografii, imagini, cărți, manuale etc. Documente Word, procesoare de foi de calcul Excel și altele.

Și ce să faci într-o situație în care aceste fișiere au fost totuși șterse. Nu este nevoie să intrați în panică deoarece există multe programe care sunt concepute special pentru recuperarea diferitelor fișiere. Unii producători dezvoltă pachete software întregi care asigură în mod colectiv siguranța datelor dvs. și le restaurează ca urmare a oricăruia dintre motivele pentru care au fost șterse. De exemplu, un producător precum Hetman Recovery oferă multe programe care vor ajuta la recuperarea datelor din memoria flash: Hetman PartitionRecovery, Hetman FAT Recuperare, Hetman NTFS Recovery și multe altele.

Memorie flash- tip special memorie nevolatilă cu semiconductor reinscriptibil.

• Nevolatil - nu necesită energie suplimentară pentru stocarea datelor (energia este necesară doar pentru înregistrare).
• Reinscriptibil - permițând ca datele stocate în el să fie schimbate (suprascrise).
• Semiconductor (în stare solidă) - nu conține părți în mișcare mecanic (cum ar fi hard disk-uri convenționale sau CD-uri), construite pe bază circuite integrate(IC-cip).

Spre deosebire de multe alte tipuri de memorie cu semiconductor, o celulă de memorie flash nu conține condensatori - o celulă de memorie flash tipică constă dintr-un singur tranzistor cu o arhitectură specială. O celulă de memorie flash este foarte scalabilă, ceea ce se realizează nu numai datorită progreselor în miniaturizarea dimensiunilor tranzistorului, ci și datorită inovațiilor de proiectare care permit stocarea mai multor biți de informații într-o celulă de memorie flash.

Memoria flash provine din punct de vedere istoric ROM ( Read Only Memory) și funcții precum RAM (Random Access Memory). Flash stochează date în celule de memorie similare cu celulele din DRAM. Spre deosebire de DRAM, datele din memoria flash nu se pierd atunci când alimentarea este oprită.

Înlocuirea memoriei SRAM și DRAM cu memorie flash nu are loc din cauza a două caracteristici ale memoriei flash: flash-ul este semnificativ mai lent și are o limită a numărului de cicluri de rescriere (de la 10.000 la 1.000.000 pentru diferite tipuri).

Fiabilitate/durabilitate : informațiile înregistrate pe memoria flash pot fi stocate pentru o perioadă foarte lungă de timp (de la 20 la 100 de ani), și pot rezista la sarcini mecanice semnificative (de 5-10 ori maxim admisibil pentru hard disk-urile convenționale).

Principalul avantaj al memoriei flash față de hard disk-urile și suporturile CD-ROM este că memoria flash consumă semnificativ (de aproximativ 10-20 de ori sau mai mult) mai puțină energie în timpul funcționării. În dispozitivele CD-ROM, hard disk-uri, casete și alte suporturi mecanice de stocare, b O Cea mai mare parte a energiei este cheltuită pentru a conduce mecanica acestor dispozitive. În plus, memoria flash este mai compactă decât majoritatea celorlalte medii mecanice.

Deci, datorită consumului redus de energie, compactității, durabilității și vitezei relativ mari, memoria flash este ideală pentru utilizarea ca dispozitiv de stocare în dispozitive portabile precum: camere foto și video digitale, telefoane mobile, laptopuri, playere MP3, înregistratoare digitale de voce, etc.

Notă: Luăm în considerare doar memoria flash „pură” cu un număr de cicluri de citire/scriere mai mare de 10.000. În plus față de flash „pură”, există OTP (One Time Programable) - memorie cu un singur ciclu de scriere și MTP. (programabil în mai multe timpuri) - până la 10.000 de cicluri. În afară de numărul de cicluri de scriere/ștergere permise, nu există nicio diferență fundamentală între MTP și Flash. OTP diferă semnificativ arhitectural de aceste tipuri.

Istoria creației

Memoria flash a evoluat istoric din semiconductor ROM , cu toate acestea, nu este memorie ROM, ci are doar o organizare asemănătoare ROM-ului. Multe surse (atât interne, cât și străine) clasifică adesea în mod eronat memoria flash ca ROM. Flash nu poate fi ROM, fie doar pentru că ROM (Read Only Memory) este tradus ca "memorie numai pentru citire". Nu se poate pune problema vreunei posibilități de rescriere în ROM!

O inexactitate mică, la început, nu a atras atenția, dar odată cu dezvoltarea tehnologiei, când memoria flash a început să reziste până la 1 milion de cicluri de rescriere și a început să fie folosită ca unitate de uz general, acest defect în clasificare a început a atrage privirea.

Dintre memoria semiconductoare, doar două tipuri sunt clasificate ca ROM „pure” - aceasta este Nask- ROM și PROM . Spre deosebire de ei EPROM, EEPROM și Flash aparțin clasei de memorie non-volatile de citire-scriere (echivalent în limba engleză - memorie nevolatilă de citire-scriere sau NVRWM).

Notă: totul, totuși, cade la locul său dacă, așa cum susțin acum unii experți, RAM și ROM nu sunt considerate acronime. Atunci RAM ar fi echivalentul cu „memorie volatilă” și ROM ar fi echivalent cu „memorie non-volatilă”.

• ROM (Memorie numai pentru citire) - memorie numai pentru citire. Echivalentul rusesc este ROM (Read Only Memory). Mai exact, se numește acest tip de memorie Masca-ROM (Mască ROM-uri). Memoria este aranjată sub forma unei matrice adresabile de celule (matrice), fiecare celulă din care poate codifica o unitate de informație. Datele de pe ROM au fost scrise în timpul producției prin aplicarea unei măști (de unde și denumirea) de șine de legătură din aluminiu folosind o metodă litografică. Prezența sau absența unei astfel de piese în locul corespunzător a fost codificată „0” sau „1”.
  
  Mask-ROM se caracterizează prin dificultatea modificării conținutului (numai prin fabricarea de noi cipuri), precum și prin durata ciclului de producție (4-8 săptămâni). Prin urmare, și, de asemenea, datorită faptului că modern
  software
  adesea are multe neajunsuri și necesită deseori actualizare acest tip de memorie nu este utilizat pe scară largă.
  Avantaje:
  
  1. Cost redus al unui microcircuit programat finit (pentru volume mari de producție).
  2. Viteză mare de acces la celula de memorie.
  3. Fiabilitate ridicată a microcircuitului finit și rezistență la câmpurile electromagnetice.
• Defecte: - (1. Incapacitatea de a înregistra și modifica datele după producție. 2. Ciclu de producție complex. BALUL DE ABSOLVIRE

  ROM programabil) sau ROM programabil unic. Legăturile fuzibile au fost folosite ca celule de memorie în acest tip de memorie. Spre deosebire de
  Masca - ROM
  , în PROM a devenit posibilă codificarea („burn through”) celule dacă aveți un dispozitiv special de înregistrare (programator). Programarea celulei în PROM se realizează prin distrugerea ("arderea") jumperului fuzibil prin aplicarea unui curent de înaltă tensiune. Capacitatea de a înregistra independent informațiile din ele le-a făcut potrivite pentru producția pe bucată și la scară mică. PROM a căzut aproape complet din uz la sfârșitul anilor 80.
  3. Viteză mare de acces la celulele de memorie.

  1. Cost redus al unui microcircuit programat finit (pentru volume mari de producție).
  1. Incapacitatea de a rescrie
  2. Procent mare de defecte
  3. Necesitatea unui antrenament termic special pe termen lung, fără de care fiabilitatea stocării datelor ar fi scăzută

• EPROM
  Surse diferite descifrează abrevierea EPROM în mod diferit - ca ROM programabil șters sau ROM programabil electric (ROM programabil șters sau ROM programabil electric). În EPROM, înainte de a scrie, este necesar să o ștergeți (în consecință, a devenit posibilă suprascrierea conținutului memoriei). Ștergerea celulelor EPROM se realizează imediat pentru întregul cip prin iradierea cipului cu ultraviolete sau raze Xîn câteva minute. Microcircuitele care sunt șterse prin expunerea la lumina ultravioletă au fost dezvoltate de Intel în 1971 și se numesc UV-EPROM (prefixul UV (Ultraviolet) - ultraviolet). Acestea conțin ferestre din sticlă de cuarț, care sunt sigilate după finalizarea procesului de ștergere.

  EPROM-ul Intel a fost bazat pe tranzistoare MOSFET cu injecție de sarcină de avalanșă (FAMOS - Poartă plutitoare Injecție avalanșă Semiconductor de oxid de metal, echivalent rusesc - LISMOP). Într-o primă aproximare, un astfel de tranzistor este un condensator cu o scurgere de încărcare foarte mică. Mai târziu, în 1973, Toshiba a dezvoltat celule bazate pe SAMOS ( Poartă stivuită Injecție avalanșă MOS, conform unei alte versiuni - Silicon și Aluminium MOS) pentru memoria EPROM, iar în 1977 Intel a dezvoltat propria versiune a SAMOS.

  În EPROM, ștergerea aduce toți biții din zona ștersă în aceeași stare (de obicei toți, mai rar toate zerourile). Scrierea în EPROM, precum și în PROM, se realizează și folosind programatori (oricât de diferiți de programatorii pentru PROM). În prezent, EPROM a fost aproape complet eliminată de pe piața EEPROM și Flash.

  ROM programabil) sau ROM programabil unic. Legăturile fuzibile au fost folosite ca celule de memorie în acest tip de memorie. Spre deosebire de Abilitatea de a suprascrie conținutul cipului
  1. Cost redus al unui microcircuit programat finit (pentru volume mari de producție).
  1. Un număr mic de cicluri de rescriere.
  2. Imposibilitatea modificării unei părți din datele stocate.
  3. Probabilitate mare de a „nu freca” (ceea ce în cele din urmă va duce la defecțiuni) sau de a supraexpune microcircuitul la lumina UV (așa-numita overase- efectul îndepărtării excesive, „burnout”), care poate reduce durata de viață a microcircuitului și poate duce chiar la inutilizarea completă a acestuia.

• EEPROM (EPROM electronic) - EPROM-urile șterse electric au fost dezvoltate în 1979 de același Intel. În 1983, a fost lansat primul eșantion de 16Kbit, realizat pe baza tranzistoarelor FLOTOX (Floating Gate Tunnel-OXide - poarta „plutitoare” cu tunelareîn oxid).

  Principala caracteristică distinctivă a EEPROM (incl.

  Flash ) din tipurile de memorie nevolatilă pe care le-am considerat anterior este posibilitatea reprogramarii atunci când sunt conectate la un standard magistrala de sistem dispozitiv cu microprocesor. EEPROM are acum capacitatea de a șterge o singură celulă folosind curent electric. Pentru EEPROM, ștergerea fiecărei celule este efectuată automat atunci când în ea sunt scrise informații noi, de exemplu. puteți modifica datele din orice celulă fără a le afecta pe celelalte. Procedura de ștergere durează de obicei mult mai mult decât procedura de scriere.

  Avantajele EEPROM față de EPROM:
  1. Durată de viață crescută.
  2. Mai ușor de utilizat.

  Defect: Cost ridicat

• Flash (numele istoric complet al Flash Erase EEPROM): Invenția memoriei flash este adesea atribuită pe nedrept lui Intel, citând 1988. De fapt, memoria a fost dezvoltată pentru prima dată de Toshiba în 1984, iar în anul următor a început producția de cipuri de memorie flash de 256 Kbit la scară industrială. În 1988, Intel a dezvoltat propria sa versiune de memorie flash.

  Memoria flash folosește un ușor diferit

  EEPROM tip de celulă tranzistor. Din punct de vedere tehnologic, memoria flash este legată de ambele EPROM și EEPROM . Principala diferență dintre memoria flash și EEPROM este că ștergerea conținutului celulelor se realizează fie pentru întregul cip, fie pentru un anumit bloc (cluster, cadru sau pagină). Dimensiunea obișnuită a unui astfel de bloc este de 256 sau 512 octeți, dar în unele tipuri de memorie flash dimensiunea blocului poate ajunge la 256KB. Trebuie remarcat faptul că există cipuri care vă permit să lucrați cu blocuri de diferite dimensiuni (pentru a optimiza performanța). Puteți șterge simultan atât blocul, cât și conținutul întregului microcircuit. Astfel, în cazul general, pentru a schimba un octet, mai întâi se citește în buffer întregul bloc care conține octetul de modificat, se șterge conținutul blocului, se modifică valoarea octetului din buffer și apoi blocul schimbat în buffer este scris. Această schemă reduce semnificativ viteza de scriere a unor cantități mici de date zone arbitrare memoria, cu toate acestea, crește semnificativ performanța când înregistrare secvenţială date în bucăți mari.

  Avantajele memoriei flash în comparație cu

  EEPROM :
  1. Viteza de scriere mai mare pentru acces secvential datorita faptului ca stergerea informatiilor in flash se face in blocuri.
  2. Costul de producție al memoriei flash este mai mic datorită organizării sale mai simple.

  Defect: Scriere lentă în locații aleatorii de memorie.

De ce Flash?

Dacă ne uităm în dicționarul englez-rus, vom vedea, printre altele, următoarele traduceri ale cuvântului flash: short frame (film), flash, flash, blinking, flickering, annealing (glass).

Memoria flash își trage numele de la felul în care acest tip de memorie este șters și scris.

Explicație de bază:

• Numele a fost dat de Toshiba în timpul dezvoltării primelor cipuri de memorie flash (la începutul anilor 1980) ca o caracteristică a vitezei de ștergere a cipului de memorie flash. „într-o clipită”- cât ai clipi.

Alte două explicații (mai puțin plauzibile):

• Procesul de scriere în memoria flash în limba engleză se numește flashing (expunere, ardere) - acest nume a fost moștenit de la predecesorii memoriei flash.

Spre deosebire de EEPROM , înregistrarea/ștergerea datelor din memoria flash se face în blocuri de cadre (blițul este un cadru scurt [a unui film])

Pagina 3 din 3

Formate de memorie flash

Și totuși, în ciuda unor deficiențe, memoria flash este din ce în ce mai folosită în dispozitivele digitale. Mai mult, o confirmare indirectă a lărgirii de aplicare și a popularității unităților flash poate fi varietatea standardelor de unități flash care există astăzi. Deși, din punctul de vedere al utilizatorului, discrepanța dintre standarde este un dezavantaj semnificativ. La urma urmei, cum este, de exemplu, situația cu CD-urile: un cumpărător a venit la magazin și a cumpărat un blank pentru înregistrare disc de calculatorși nu își face griji cu privire la compatibilitatea acestuia cu CD recorder-ul instalat în sistemul informatic. Acest număr nu va funcționa cu o unitate flash. Faptul este că dispozitivele de diferite

producătorii se concentrează pe utilizarea diferitelor unități flash, care nu sunt deloc compatibile între ele. Deci, se dovedește că fericitul proprietar al unei camere digitale, al unei camere digitale și al unui computer portabil trebuie să achiziționeze trei carduri diferite, deși, potrivit în general, ne-am descurca doar cu unul. În ceea ce privește standardele, principalele astăzi sunt: ​​PC-Card, Compact Flash, Memory Stick, Smart Media, Multimedia Card, SD Card, xD-Picture Card.

PC-Card (sau în mod vechi PCMCIA - Personal Computer Memory Card International Association) este cel mai vechi standard pentru cardurile de memorie construite pe baza dispozitivelor flash. De fapt, slotul PCMCIA în sine a fost creat odată special pentru a oferi posibilitatea de a conecta o unitate externă la un computer. Prima versiune a standardului a apărut în 1991. În total, există 3 tipuri de dispozitive PCMCIA: Tip I, II și III. În consecință, cardurile PC sunt produse în trei factori de formă diferiți, iar toate trei sunt apropiate ca dimensiune de dimensiunile unui card bancar din plastic și diferă doar prin grosime - cel mai subțire este tipul dispozitivului I (grosime - 3,3 mm), iar cel mai „bine alimentat” este un card PCMCIA de tip III (grosime - 10,5 mm).

Standardul PC-card asigură compatibilitatea fizică și electrică completă a cardurilor de tip I, II și III de sus în jos. Adică, puteți introduce carduri de tip II și tip I în slotul de tip III, dar opusul nu va funcționa - dimensiunile nu permit acest lucru. O mare comoditate a dispozitivelor PCMCIA este că, datorită „vechiității” acestui tip de unitate, driverele pentru lucrul cu PC-Card sunt instalate implicit la instalarea MS Windows. Datorită controlerului ATA, dispozitivul funcționează în modul de emulare a unui hard disk obișnuit și sistem de operare„vede” un card de memorie flash din standardul PC-Card ca o unitate detașabilă obișnuită. Adevărat, pentru a lucra cu o unitate externă PCMCIA, va trebui să instalați un „cititor de carduri” special într-un sistem desktop. Acest cititor de carduri este conectat la mașini mai vechi printr-un slot PCI, ceea ce nu este foarte convenabil. În mai mult sisteme moderne Adaptorul pentru cititorul de carduri se conectează la un conector USB - și acest lucru este mult mai convenabil. Dar multe laptop-uri sunt echipate implicit cu un conector PCMCIA.

Și totuși, în ciuda faptului că PC-Card este o tehnologie fiabilă și bine dovedită, popularitatea unităților în acest format este în scădere. Motivul este dimensiunile sale considerabile (după standardele moderne, desigur).

PC-Card. În prezent, unitățile PCMCIA sunt folosite în laptopuri și unele modele profesionale de camere digitale (cum ar fi Nikon D3). Cu un adaptor special, PC-Card-urile pot funcționa și cu computerele din familiile Pocket PC și Handheld PC, dar asta a fost deja ieri, deoarece la aceste dispozitive pot fi conectate unități flash de standarde mai moderne fără adaptoare, denumite uneori jachete. Cardurile Flash ale standardului Compact Flash au fost prezentate pentru prima dată publicului în 1994 de către SanDisk, iar în 1995 și-a început activitățile Asociația Compact Flash (CFA), care a început promovarea noului standard. Fondatorii asociației au fost piloni ai industriei electronice precum Hewlett Packard, Hitachi, IBM, Motorola, Canon, Eastman Kodak Company, SanDisk, Seiko Epson și o serie de alte companii. Acum numărul membrilor CFA se apropie de două sute, iar cardurile Compact Flash sunt, evident, cel mai comun și mai ieftin tip de memorie flash amovibilă. Astăzi, cardurile de acest standard sunt utilizate în echipamentele fotografice și video de la Canon, Nikon, Minolta, Olympus, Pentax, Ricoh, Kodak, Agfa, Jenoptic, Casio și multe alte produse mai puțin de producători celebri.

Sarcina principală care a fost stabilită în timpul dezvoltării standardului: menținând avantajele cardurilor cu o interfață ATA (PC-Card), reduceți semnificativ dimensiunea acestora. Și această sarcină a fost rezolvată cu succes. Putem spune că tocmai cu dispozitivele Compact Flash a început era dispozitivelor digitale portabile, multe dintre ele având până astăzi sloturi pentru conectarea cardurilor Compact Flash. Standardul include 2 dimensiuni standard - Tip I și II. Diferențele, ca și în cazul dispozitivelor PCMCIA, sunt în grosimea cardurilor. Factorul de formă CF Tip I produce carduri de memorie flash, iar factorul de formă CF Tip II produce o varietate de periferice pentru tehnologie digitală(modemuri, hard disk-uri în miniatură, receptoare pentru sisteme de poziționare prin satelit GPS și așa mai departe).

Cardurile CompactFlash au un controler încorporat care preia funcțiile de control al dispozitivului flash, ceea ce nu necesită plasarea de cipuri suplimentare în dispozitivul digital portabil în sine și simplifică designul slotului. Datorită acestei soluții, adăugarea unui slot CF nu are aproape niciun efect asupra costului gadgetului. Apropo, există și adaptoare speciale Compact Flash - PC-Card care vă permit să utilizați carduri Compact Flash în dispozitivele echipate cu conectori PCMCIA.

În ceea ce privește consumul de energie, conform standardului, există carduri Compact Flash concepute pentru tensiuni de alimentare de 5 V și 3,3 V. În același timp, slotul CF este capabil să suporte corect dispozitive de ambele tipuri, cu toate acestea, cardurile de 5 V sunt depășite și își pierd omologii de joasă tensiune în economisirea energiei, ceea ce este important pentru dispozitivele digitale de dimensiuni mici.

Dispozitivele promovate sub marca Compact Flash IBM Microdrive (standard Compact Flash II) merită o mențiune specială. Spre deosebire de omologii săi construiti pe cipuri flash, produsul IBM este un adevărat microhard disk găzduit într-o carcasă standard Compact Flash II. Plusul incontestabil este capacitatea mare de stocare, iar minusul absolut este că, la fel ca un hard disk obișnuit, unei astfel de „memorii” îi este frică de tremurări și șoc. Memory Stick este un format de card de memorie flash dezvoltat în 1998 de Sony, care deține toate drepturile asupra acestui standard. În consecință, cardurile de memorie Memory Stick sunt utilizate în principal în computerele de buzunar, playerele MP3, camerele digitale și camerele video produse de această companie japoneză. Atunci când își promovează produsele, Sony observă în mod invariabil dimensiunile mici ale creației sale și prezența unui comutator special care împiedică ștergerea accidentală a informațiilor stocate pe card. Memory Stick-urile standard sunt carduri seriale cu 10 pini în formă de gumă de mestecat. Sony promovează 3 tipuri de carduri: Memory Stick, Memory Stick Magic Gate (MG) și Memory Stick Duo.

Memory Stick Magic Gate (MG) sunt carduri cu tehnologia de protecție a drepturilor de autor MagicGate încorporată. Adevărat, cât de mult au nevoie de acest lucru utilizatorii, care, de regulă, achiziționează dispozitive digitale pentru a-și satisface propriile nevoi, nu este complet clar. În exterior, cărțile diferă ca culoare: cărțile obișnuite sunt albastre, iar Magic Gate este albă.

În ceea ce privește cardurile cu prefixul Duo, acestea sunt mai mici ca dimensiune (1/3 din lungimea standard) și greutate și pot avea și o modificare MG. Cu toate acestea, pentru a utiliza carduri Duo în dispozitivele Memory Stick, este necesar un adaptor special. Trebuie să acordați atenție acestui lucru atunci când cumpărați un card de memorie, de exemplu, pt camera video digitala sau o cameră Sony. În rest, cardurile Memory Stick nu au avantaje serioase față de alte standarde, subliniind originalitatea Sony, care nu a folosit soluții gata făcute și și-a creat propriul standard.

Standardul SmartMedia este un nume comercial pentru dispozitivele desemnate la fel ca SSFDC - Stare solidă Card de dischetă. Adică, vorbind în rusă, SSFDC este o „dischetă solid-state”. Cardurile din acest standard au dimensiuni de 37x45x0,76 mm și cântăresc 2 g În același timp, capacitatea maximă de memorie teoretică a unui card SmartMedia, determinată de specificația standard, este de 8 Gb.

Standardul a fost dezvoltat în 1995 de Toshiba, iar promovarea sa este realizată de Forumul SSFDC, ale cărui rânduri includ multe companii cunoscute: pe lângă Toshiba în sine, există și Fuji, Matsushita, Phison Electronics Corp și altele. Spre deosebire de Compact Flash, cardurile SmartMedia (SM) nu au un controler încorporat, care, potrivit creatorilor, ar trebui să-și reducă costul (este logic să presupunem că costul dispozitivelor capabile să funcționeze cu carduri SmartMedia crește proporțional cu acest). Apropo, din cauza lipsei unui controler în cardul în sine, este imposibil să folosești adaptoare pasive pentru a lucra cu SmartMedia, iar cititoarele de carduri vor costa cumpărătorului între 30 și 50 de dolari.

Tensiunile de funcționare pentru SmartMedia sunt aceleași ca și pentru Compact Flash, adică 5 V și 3,3 V. Cu toate acestea, ar trebui să acordați atenție următoarei caracteristici: spre deosebire de Compact Flash, echipamentele concepute pentru a funcționa cu SmartMedia nu pot funcționa întotdeauna cu cardurile ambelor tipuri. Prin urmare, pentru a face diferența dintre carduri mai clară, unitățile SmartMedia care funcționează la o tensiune de 5 V au colțul din stânga sus întrerupt, în timp ce „colegii” lor care funcționează la o tensiune de alimentare de 3,3 V nu au colțul din dreapta sus. . Adevărat, „devoratorii de energie” de 5 V nu se mai produc. Până de curând, capacitatea maximă a cardurilor era de 128 MB, dar astăzi există deja la vânzare dispozitive cu o capacitate de 256 MB (în special, produse de la SanDisk și Viking).

În ceea ce privește practica aplicației, cardurile SmartMedia sunt folosite, de regulă, în camerele digitale și playerele MP3, rar întâlnite în alte gadget-uri digitale. Trebuie amintit că modulele noi capacitate mare nu poate fi instalat întotdeauna în modelele mai vechi de dispozitive digitale. Motivul este că controlerul care controlează funcționarea cardului se află „la bordul” dispozitivului în sine, și nu în corpul cardului, deoarece la momentul lansării, de exemplu, camera nu exista carduri SM cu o capacitate de 128 MB, este imposibil să lucrați cu astfel de „giganți” pe care controlerul nu poate. Acesta este un dezavantaj serios al dispozitivelor SmartMedia. Acum despre standardul MultiMediaСard (MMC). Aceste carduri sunt utilizate pe scară largă ca dispozitive externe memorie special pentru computere portabile și smartphone-uri. Cu toate acestea, camerele digitale, playerele MP3, dispozitivele de jocuri, laptopurile și alte dispozitive digitale sunt, de asemenea, potențiali consumatori activi ai acestui produs. Promovează standardul MMC Association, care include Hewlett Packard, Renesas Technology, Infineon Technologies Flash, Lexar Media, Micron Technology, Nokia Mobile Phones, Power Digital Card, Samsung Electronics, Sanyo Electric și alți producători de echipamente digitale. Mai mult, mulți dintre ei sunt și membri ai Asociației Compact Flash... Standardul în sine a fost prezentat publicului pentru prima dată în noiembrie 1997 și a fost rezultatul eforturilor comune ale SanDisk Corporation și Siemens AG/Infineon Technologies AG.

Un card MMC are aproximativ jumătate din lățimea unei unități CompactFlash, iar dimensiunile sale sunt apropiate de una mare. timbru poştal(24x32x1,4 mm) cu șapte tampoane de contact pe partea inferioară a corpului. În același timp, spre deosebire de CompactFlash, cardurile standard MMC sunt echipate cu protecție împotriva ștergerii accidentale a informațiilor înregistrate pe ele: pe carcasă există un comutator mecanic de blocare a scrierii (cum ar fi dischetele de 3,5 inchi). Structura cardului MMC, precum CompactFlash, include un controler care controlează funcționarea cardului, ceea ce simplifică funcționarea acestuia și îi asigură compatibilitatea cu multe dispozitive.

Cardurile MMC cântăresc doar 1,5 g, deci sunt utilizate în mod deosebit de către producătorii de computere de buzunar și telefoane mobile. Un alt avantaj al cardurilor MMC față de „colegii de clasă” este consumul redus de energie, care se realizează prin reducerea tensiunii de alimentare la 3,3 sau 2,7 V. Și cardurile MMC se pot lăuda și cu volum - dispozitivele cu o capacitate de 1 Gb sunt acum produse în serie. .

O modificare a formatului MultiMediaCard sunt cardurile digitale securizate sau cardurile SD. Inițiativa de a crea carduri „sigure” a venit de la Matsushita Electronic ( marcă comercială Panasonic), SanDisk și Toshiba. Noile carduri au fost concepute pentru a rezolva două probleme: să țină cont de tendințele vremurilor asociate cu protecția informațiilor privind drepturile de autor - acesta este primul lucru. Și în al doilea rând, crește cantitatea de memorie disponibilă pentru utilizatori.

Cardurile SD sunt puțin mai groase decât cardurile MMC (cu 0,7 mm) și diferă prin două contacte suplimentare (9 contacte pentru SD față de 7 pentru MMC). Datorită modificării standardului, capacitatea maximă teoretică a cardurilor a crescut la 2 Gb, iar viteza de schimb de date a crescut și ea. În același timp, cardurile MMC „clasice” sunt pe deplin compatibile cu dispozitivele care pot funcționa cu carduri SD, dar nu este întotdeauna respectată compatibilitatea cu retrocompatibilitatea, ceea ce trebuie luat în considerare la achiziționarea de carduri SD noi. Apropo, cardurile standard MMC și SD sunt produse nu numai unități externe, dar de asemenea diverse feluri„Gadge-uri”, cum ar fi receptoarele GPS sau tunerele FM, conectate la computere portabile printr-un conector SD. Ei bine, posibilitatea de protecție a drepturilor de autor a permis vânzătorilor să lanseze cărți și melodii pe suporturi SD.

Și, în sfârșit, unul dintre cele mai recent implementate standarde pentru dispozitive flash a fost xD-Picture Card, despre care lumea a aflat despre 30 iulie 2002, când Olympus și FujiFilm au anunțat lansarea cardurilor de memorie flash în miniatură de un nou format. Prefixul xD înseamnă digital extrem și, potrivit companiilor de dezvoltare, ar trebui să sublinieze utilizarea acestui mediu pentru stocarea datelor audio și video. Olympus și FujiFilm consideră că noul format media ar trebui să înlocuiască cardurile SmartMedia învechite.

În același timp, unul dintre motivele creării noului produs a fost tendința de reducere a dimensiunii camerelor digitale. Dimensiunile cardului xD-Picture Card sunt într-adevăr foarte mici (20x25x1,7 mm), iar capacitatea de stocare realizabilă teoretic este de 8 Gb. Adevărat, prima linie xD-Picture a inclus carduri cu capacități de 16, 32, 64 și 128 MB. Până la sfârșitul anului 2002, a apărut o versiune de 256 MB de xD-Picture, iar mai târziu o versiune de 512 MB.

În conformitate cu specificațiile standard, viteza maximă de citire a datelor de pe cardurile xD-Picture este de 5 Mb/s, viteza de scriere este de 3 Mb/s. Tensiune de alimentare - 3,3 V; consumul de energie în timpul funcționării este de 25 mW. La fel ca SmartMedia, cardurile xD-Picture nu includ controler.

Caracteristică interesantă- toate camerele Fuji și Olympus noi care sunt compatibile cu cardurile xD-Picture vă permit, de asemenea, să instalați module SmartMedia. În acest scop, a fost folosită o soluție tehnică originală: în slotul de memorie al dispozitivului, grupurile de contacte sunt amplasate pe laturi diferite, ceea ce asigură compatibilitatea echipamentului cu două standarde diferite de carduri flash.

Apropo, pentru cardurile xD-Picture există un adaptor special realizat sub forma unui card CompactFlash, care, după instalarea xD-Picture în el, asigură compatibilitatea noului produs cu toate dispozitivele care acceptă CompactFlash.

În loc de o concluzie

Pentru a rezuma toate cele de mai sus, trebuie să recunoaștem un fapt incontestabil: memoria flash este un lucru convenabil și extrem de util. Combinând caracteristicile inerente atât celor permanente, cât și ale memoriei RAM, „unitățile flash” sunt capabile să umple lipsa de „creier” în dispozitivele digitale de dimensiuni mici, oferind proprietarilor lor posibilități aproape nelimitate de stocare a datelor necesare, al căror volum este limitat. numai după numărul de unități flash disponibile. Un lucru este rău - există și aici unele deficiențe. În primul rând, există multe formate de dispozitive flash, ceea ce este costisitor pentru proprietarul diferitelor gadgeturi, iar în al doilea rând, limitarea numărului de cicluri de rescriere este o proprietate foarte reală. Cu toate acestea, după cum știți, dezavantajele există doar pentru a sublinia avantajele, iar dispozitivele flash au multe dintre ele.

• Înainte >