Tehnologia de memorie flash

Vă mulțumim pentru sprijinul acordat!

Omul modern îi place să fie mobile și transporta o varietate de gadget-uri high-tech (gadget engleză -. Dispozitiv), care face viața mai ușoară, dar ceea ce este acolo pentru a ascunde, făcându-l mai intens și interesant. Și acolo, au doar 10-15 ani! Miniatură, ușor, confortabil, digitale ... Toate acestea se realizează datorită noilor tehnologii gadget-uri electronice cu microprocesor, dar încă o mare contribuție a fost făcută printr-o tehnologie de stocare mare, care astăzi vom vorbi. Astfel, memoria flash.

Unii oameni cred că numele aplicat la tipul de memorie flash este tradus ca „flash“. De fapt, acest lucru nu este adevărat. Una dintre versiuni de aspectul său sugerează că, pentru prima dată în anul 1989-1990, Toshiba a folosit cuvântul Flash în contextul „rapid, instant“ pentru a descrie noul cip. În general, este considerat inventatorul Intel, care a prezentat în 1988 în memoria flash NOR arhitectura. Un an mai târziu, Toshiba a dezvoltat arhitectura NAND, care în prezent este utilizat împreună cu aceeași on-chip NOR Flash. De fapt, acum putem spune că acestea sunt două tipuri diferite de memorie, care sunt tehnologia de producție oarecum similară. În acest articol, vom încerca să înțelegem structura lor, principiile de funcționare, și uita-te la diferitele opțiuni pentru utilizarea practică.

Deoarece memoria unei astfel de organizații este considerat a fi primul reprezentant al familiei de Flash, vom începe. Schema elementului logic în sine a dat numele (NOR - Nu sau - o matematică Boolean denotă negare „OR“), prezentat în Fig.

Cu aceasta, transformarea tensiunii de intrare la ieșire corespunzătoare „0“ și „1“. Acestea sunt necesare, deoarece datele de citire / scriere diferite tensiuni într-o celulă de memorie. celulă Schema prezentată mai jos.

Este tipic pentru majoritatea chips-uri flash, și este un tranzistor cu două porți izolate: de control (control) sau variabilă (flotant). O caracteristică importantă a acestuia din urmă este abilitatea de a reține electronii, adică de încărcare. De asemenea, în cutie sunt așa-numitele „chiuveta“ și „sursă“. La programarea între acestea, datorită impactului unui câmp pozitiv la poarta de control, este creat un canal - fluxul de electroni. Unele dintre electronii din cauza prezenței de mai multă energie, de a depăși stratul izolator și intră pe poarta plutitoare. Acesta poate fi depozitat timp de mai mulți ani. Un anumit interval de electroni (încărcare) pe poarta plutitoare corespunde una logică, și tot ceea ce este mai mare decât ea, - zero. Când citiți aceste stări sunt detectate prin măsurarea tensiunii de prag a tranzistorului. Pentru a șterge informațiile de pe poarta de control este alimentat o tensiune negativă ridicată și electroni treci poarta plutitor (tunel) la sursa. Tehnologiile utilizate de diferiți producători, acest principiu de operare poate varia în funcție de o metodă de furnizare a curentului și citirea datelor din celulă. De asemenea, aș dori să atrag atenția asupra faptului că structura o memorie flash pentru stocarea 1 bit de informație este activat doar un element (tranzistor), în timp ce un tip de memorie volatilă, care necesită câteva tranzistori și un condensator. Acest lucru poate reduce semnificativ dimensiunea de chips-uri produse, pentru a simplifica procesul de fabricație și, prin urmare, reduce costurile. Dar un bit nu este limita: Intel produce deja de memorie StrataFlash. fiecare celulă poate stoca 2 biți de informație. În plus, există cupoane, cu 4 și celule chiar de 9 biți! Într-o astfel de tehnologie de memorie utilizată de celulă mai multe niveluri. Ei au structura de obicei, iar diferența constă în faptul că acestea taxa este împărțit în mai multe nivele, fiecare dintre care este pus într-o anumită linie de combinație de biți. Teoretic, citire / scriere și poate fi mai mult de 4 biți, cu toate acestea, apar probleme în practică, cu eliminarea zgomotului și cu o scurgere treptată a electronilor în timpul depozitării prelungite. În general, existente astăzi, cipuri de memorie pentru timpul de stocare de celule de informații caracteristice, măsurate în ani și numărul de cicluri de scriere / citire - de la 100 mii la câteva milioane. Printre deficiențele, în special în memoria flash NOR arhitectura demn de remarcat scalabilitate rău: este imposibil de a reduce suprafața cip prin reducerea dimensiunii de tranzistori. Această situație este legată de modul de organizare a celulelor matricei: în arhitectura NOR pentru fiecare dintre tranzistori este necesară pentru a aduce un contact individual. Este mult mai bine în acest sens, lucrurile au memorie flash NAND cu arhitectura.

NAND - Nu și - în același matematica boolean reprezintă negarea „I“. Diferite această memorie din cea anterioară cu excepția faptului că logica.

Există, de asemenea, arhitectura, cum ar fi :. dinor (Mitsubishi), superAND (Hitachi), etc. În principiu, nimic nou nu sunt, ci mai degrabă se combină cele mai bune proprietăți ale NAND și NOR.

Și totuși, orice ar fi fost, NOR și NAND astăzi disponibile pe un egal și, practic, nu concurează unele cu altele, pentru că în virtutea proprietăților sale sunt folosite în diferite zone de depozitare. Pe aceasta și va continua ...

Acolo unde este necesar de memorie ...

1. presupunem blocul de informații tampon în care este
2. într-un tampon de octeți necesar pentru a schimba
3. bloc de scriere cu octetul modificat înapoi

Dacă mai mult timp pentru a efectua aceste operațiuni pentru a adăuga o întârziere la selecție bloc și de acces, vom ajunge departe necompetitiv cu NOR performanță (rețineți că este în cazul înregistrării de octeți). Un alt lucru secvențială de citire / scriere - aici NAND contrar prezinta o caracteristici semnificativ mai mare viteză. Prin urmare, și, de asemenea, din cauza posibilităților de a crește capacitatea de memorie fără a crește dimensiunea cip, de NAND flash-a găsit aplicație ca un depozit pentru volume mari de informații și transferul acesteia. Cele mai comune dispozitive sunt bazate pe acest tip de memorie este memorii flash și carduri de memorie. În ceea ce privește NOR-Flash, chips-uri cu o organizație folosită ca apărători ai codului (BIOS, calculatoare portabile RAM, jucătorii, și așa mai departe. n.), uneori puse în aplicare ca o soluție integrată (RAM, ROM și CPU pe un mini-card, și apoi un singur cip). Un exemplu de succes al acestui - proiectul Gumstix: un singur calculator de bord dimensiunea unui stick de gumă. Acesta NOR-chips-uri să furnizeze necesară în aceste cazuri, nivelul de fiabilitate de stocare a informațiilor și mai flexibile pentru a lucra cu ea. Volumul NOR flash este de obicei măsurată în unități de megabiți și rareori trece de scoruri.

Și va lumina ...

Desigur, flash - o tehnologie promițătoare. Cu toate acestea, în ciuda ratele ridicate de creștere a producției, dispozitive de stocare, bazate pe ea, este încă destul de scump pentru a concura cu hard disk-uri pentru computere desktop sau laptop. În general, domeniul de aplicare este acum regula de memorie flash este limitat la dispozitive mobile. După cum vă puteți imagina, acest segment al tehnologiei informației nu este atât de mică. În plus, în funcție de producător, acesta nu se va opri extinderea blițului. Deci, care sunt principalele tendințe au loc în acest domeniu.

În primul rând, așa cum sa menționat mai sus, o mulțime de atenție este acordată soluțiilor integrate. Și cum ar fi proiecte Gumstix doar pași intermediari pe drumul spre realizarea tuturor funcțiilor într-un singur cip.

De fapt, bedov de identificare angajat ECC algoritm - se compară cu informațiile de înregistrare este, de fapt stocate. De asemenea, din cauza resurselor limitate de celule (câteva milioane de cicluri de citire / scriere pentru fiecare) important de a avea funcții de contabilitate uzură uniformitate. Aici rare, dar apar caz: fob cheie 32 Mbytes, dintre care 30 sunt ocupate Mbytes, iar spațiul liber este înregistrată în mod continuu și apoi șterse. Se pare că unele sunt celule inactiv și alte epuizeze rapid resursa. Pentru acest lucru nu a fost spațiul liber este împărțit convențional în dispozitivele de marcă în secțiuni pentru fiecare dintre acestea, controlul și înregistrarea numărului de operații de scriere.

Un alt domeniu de îmbunătățire este o reducere a puterii și mărimea blițului cu o creștere simultană a volumului și viteza memoriei. Într-o măsură mai mare acest lucru se aplică chips-uri cu NOR arhitectura, ca și cu dezvoltarea computerelor mobile care acceptă rețele fără fir, și anume NOR-flash, datorită dimensiunii mici și consum redus de energie, va deveni o soluție universală pentru stocarea și executarea de cod de program. În curând va fi lansat producția de serie 512 Mbit NOR chips-uri sunt același Renesas. Tensiunea lor va fi de 3,3 V putere (amintesc informațiile pe care le pot stoca și fără curent), precum și în operațiunile de viteză de înregistrare - 4 Mbytes / sec. În același timp, Intel este în curs de dezvoltare deja Sistemul de StrataFlash® wireless de memorie (LV18 / LV30) - un sistem universal de memorie flash pentru tehnologiile wireless. Cilindree memoria ei poate ajunge la 1 Gbps, iar tensiunea de operare este de 1,8 V. tehnologia de fabricare a cip - 0,13 nm în planuri de tranziție este de 0,09 nm proces. Printre elementele de noutate a companiei este, de asemenea, demn de remarcat organizarea de modul de lot cu NOR-memorie. Acesta permite informația de citire nu este un octet, și blocuri - 16 octeți: folosind un autobuz 66MHz transfer de date de informații rata la procesorul ajunge la 92 Mbiți / s!

Ei bine, după cum puteți vedea, tehnologia avansează rapid. Este posibil ca în momentul în care articolul va apărea ceva nou. Deci, în cazul în care - nu-l țineți împotriva mea :) Sper ca materialul a fost interesant pentru tine.