Flash paměť. SSD. Tyto typy flash paměti. paměťová karta

Flash paměť je druh dlouhotrvající paměť pro počítače, ve kterém může být obsah přeprogramována či odstranění elektrickou metodu. Ve srovnání s elektricky vymazatelná programovatelná permanentní akce Pouze paměť nad ní lze provádět v blocích, které se nacházejí v různých místech. Flash paměti stojí mnohem méně než EEPROM, takže se stala dominantní technologií. Zejména v situacích, kdy je potřeba stabilní a dlouhodobý dat konzervaci. Jeho použití je povoleno v různých okolností: v digitálních audio přehrávačů, fotoaparátů, mobilních telefonů a smartphonů, kde jsou speciální android aplikace na paměťové kartě. Kromě toho se používá USB-stick, tradičně používá k ukládání informací a přenášet mezi počítači. Získala jistou proslulost v herním světě, kde je často zahrnuta do skluzu pro ukládání dat o průběhu hry.

obecný popis

Flash paměť je druh, který je schopen ukládat údaje o vaší kartě po dlouhou dobu bez použití síly. Navíc je třeba poznamenat, nejvyšší rychlost přístupu dat a lepší kinetické odolnost proti nárazům ve srovnání s pevnými disky. Díky těmto vlastnostem se stala referencí pro populární zařízení, poháněných baterií a akumulátorů. Další nespornou výhodou je to, že když je paměťová karta lisuje do pevné látky, je prakticky nemožné zničit některé standardní fyzikální metody, tak to může vydržet vroucí vodou a vysoký tlak.

Přístup k datům na nízké úrovni

metoda a přístup k datům, která se nachází v paměti flash je velmi odlišný od toho aplikovat na běžných typů. Přístup k low-level se provádí z místa řidiče. Normální RAM okamžitě reagovat na hovory čtení informací a záznam vrácení výsledky těchto operací, a flash paměťové zařízení je taková, že to bude nějakou dobu trvat, reflexe.

Zařízení a princip činnosti

V současné době, společné flash paměť, která je navržena tak, aby odnotranzistornyh prvky s „plovoucí“ brány. Tím je možné zajistit ukládání dat s vysokou hustotou v porovnání s dynamickým RAM, který vyžaduje dvojici tranzistorů a prvku kondenzátoru. V současné době je trh je plný nejrůznějších technologií pro výstavbu základních prvků pro tento typ média, které jsou navrženy předními výrobci. Rozdíl je počet vrstev, metody psaní a mazání informační a organizační struktura, která je obvykle uvedena v názvu.

V tuto chvíli existuje několik typů čipů, které jsou nejběžnější: NOR a NAND. V obou paměť tranzistory připojení je provedeno na bitových linkách - paralelně a v sérii, v tomto pořadí. První typ velikosti buněk jsou poměrně velké, a je zde možnost pro rychlé náhodný přístup, který umožňuje spouštět programy přímo z paměti. Druhý se vyznačuje menší velikostí ok, jakož i rychlé sekvenční přístup, který je mnohem pohodlnější, když je třeba vybudovat blok typu zařízení, které bude uchovávat velké množství informací.

Většina přenosných zařízení SSD používá typ paměti NOR. Nyní, nicméně, to je stále populární zařízení s rozhraním USB. Používají typu NAND paměti. Postupně nahradí první.

Hlavním problémem - křehkost

První vzorky flash disky sériové výroby nepotěšila uživatelům vyšší rychlosti. Nyní však rychlost zápisu a čtení je na úrovni, která lze prohlížet celovečerní film nebo běží na operačním systému počítače. Řada výrobců již prokázala stroj, kde je pevný disk nahrazen flash paměti. Ale tato technologie má velmi významnou nevýhodu, která se stává překážkou pro nahrazení nosiče dat stávajících magnetických disků. Vzhledem k povaze paměťových zařízení typu flash umožňuje mazání a zapisování informací na omezený počet cyklů, což je dosažitelné, a to i pro malé a přenosné zařízení, nemluvě o tom, jak často se provádí na počítačích. Pokud použijete tento typ média jako solid-state drive na PC, pak rychle přijde kritické situaci.

To je v důsledku skutečnosti, že takový pohon je postaven na pozemku tranzistory řízené polem uložit do „plovoucí“ brána elektrického náboje, absence nebo přítomnost v tranzistoru je viděn jako logickou jednoho nebo nuly v binární číselné soustavy. Záznam a mazání dat v NAND pamětí tunelového elektrony, vytvářenými podle metody Fowler-Nordheim zahrnující dielektrikum. To nevyžaduje vysoké napětí, což umožňuje, aby se minimální velikosti buněk. Ale právě tento proces vede k fyzikálnímu poškození buněk, protože elektrický proud v tomto případě způsobuje, že elektrony pronikají vrata, lámání bariérovou dielektrikum. Nicméně zaručena trvanlivost takové paměti je deset let. Odpisy čip není z důvodu čtení informace, ale z důvodu operace jeho mazání a psát, protože čtení nevyžaduje změny ve struktuře buněk, ale pouze prochází elektrický proud.

Samozřejmě, že výrobci paměti jsou aktivně pracuje ve směru zvyšuje životnost SSD tohoto typu: jsou pevně zajistit jednotnost záznamu / mazání procesů v buňkách pole jednoho ne opotřebovaný více než ostatní. Pro vyrovnávání zátěže cestu programu se přednostně používají. Například pro eliminaci tohoto jevu se vztahuje na „nosit vyrovnávání“ technologie. Údaje jsou často podléhají změnám, přesunout adresní prostor flash paměti, protože záznam se provádí v závislosti na různých fyzických adres. Každý ovladač je vybaven vlastním zarovnání algoritmem, takže je velmi obtížné porovnávat účinnost různých modelů jako implementační detaily nebyly zveřejněny. Jako každý rok se objem flash disky jsou stále nutné použít více efektivní algoritmy, které pomáhají zajistit stabilitu výkon zařízení.

Poradce při potížích

Jeden velmi účinný způsob boje proti tomuto jevu dostal určité množství paměti redundance, čímž je zajištěna rovnoměrnost zatížení a opravu chyb pomocí speciálních algoritmů pro substituci logické přesměrování fyzické bloky vyskytujících s těžkým použitím paměťové karty. A aby se zabránilo ztrátě informací buňky, defektní, blokované nebo nahrazeny zálohy. Takový software umožňuje blokovat distribuci zajistit jednotnost nákladu zvýšením počtu cyklů 3-5 krát, ale to nestačí.

Paměťové karty a jiná podobná zařízení pro ukládání dat se vyznačují tím, že v jejich oblasti služeb je uložen s tabulkou systému souborů. Zabraňuje informace číst selhání na logické úrovni, například nesprávné nebo odpojením náhlé zastavení dodávek elektrické energie. A protože při použití vyměnitelných zařízení poskytnuté cache systému, časté přepisování má nejvíce zničující účinek na stole a adresářů obsahu File Allocation. A dokonce i speciální programy pro paměťové karty nejsou schopni pomoci v této situaci. Například u jednoho manipulaci uživatelem kopírovány tisíce souborů. A zdá se, že jen jednou aplikovány na záznamové bloky, ve kterých jsou umístěny. Ale služba prostor odpovídal při každé aktualizaci jakýkoli soubor, to znamená, že alokační tabulka prošly Tento postup tisíckrát. Z tohoto důvodu je na prvním místě selžou bloky obsazené těmito daty. Technologie „vyrovnání opotřebení“ pracuje s těmito jednotkami, ale její účinnost je omezená. A pak nezáleží na tom, co používáte počítač, bude flash disk poškodit, i když je poskytována tvůrce.

Je třeba poznamenat, že zvýšení kapacity těchto zařízení má za následek čipů pouze k tomu, že celkový počet cyklů zápisu snížené, protože buňky se zmenšují, vyžadují méně napětí a pro rozptýlení oddíly oxidu, které izolují „plovoucí bránu.“ A tady je situace taková, že zvýšení kapacity zařízení použito problém jejich spolehlivost je stále více zhoršuje a třída karta je nyní závislá na mnoha faktorech. Spolehlivý provoz takového rozhodnutí je určen svými technickými vlastnostmi, jakož i situaci na trhu, která převládá v současné době. Vzhledem k silné konkurenci nuceni výrobci snižovat výrobní náklady v žádném případě. Včetně zjednodušení konstrukce, použití komponentů levnější sady, pro kontrolu výroby a oslabení v jiných ohledech. Například, je paměťová karta „Samsung“ bude dražší než méně známých protějšky, ale jeho spolehlivost je mnohem méně problémy. Ale i zde obtížné hovořit o úplné absenci problémů, a to pouze na zařízeních zcela neznámé výrobci těžko očekávat něco víc.

perspektivy rozvoje

I když existuje zjevné výhody, existuje celá řada nevýhod, které jsou charakteristické pro SD-kartu, které brání dalšímu rozšíření jeho použití. Proto se udržuje neustálé hledání alternativních řešení v této oblasti. Samozřejmě, v první řadě se snaží zlepšit stávající typy flash paměti, která nevede k několika zásadním změnám ve stávajícím výrobním procesu. Takže není pochyb o tom jen jedno: společnosti zapojené výrobu těchto typů pohonů, se bude snažit využít svého plného potenciálu, před přechodem na jiný typ neustále zlepšovat tradiční technologie. Například Sony Memory Card vyrábí v současné době v širokém rozsahu objemů, a proto se předpokládá, že to je a bude i nadále prodávat aktivně.

Nicméně, k dnešnímu dni, v průmyslovém zavádění prahu je celá řada alternativních technologií skladování, z nichž některé mohou být realizovány bezprostředně po vzniku příznivých podmínek na trhu.

Paměť FRAM (FRAM)

Princip technologie feroelektrické úložiště (Paměť FRAM, FRAM) se navrhuje vytvořit energeticky nezávislou paměť kapacitu. Předpokládá se, že mechanismus dostupné technologie, která spočívá v přepsání dat v procesu čtení pro všechny modifikace základních složek, vede k určité omezování vysokorychlostní zařízení potenciálu. FRAM - paměť, vyznačující se tím, jednoduchost, vysokou spolehlivost a rychlost provozu. Tyto vlastnosti jsou nyní charakteristický pro DRAM - trvalé paměti, která existuje v současné době. Ale další budou přidány, a možnost dlouhodobého uchovávání dat, která se vyznačuje tím, paměťovou kartu SD. Mezi výhody této technologie lze rozlišit odpor pro různé typy pronikajícího záření, které mohou být uplatňovány, ve speciálních zařízeních, která se používají pro práci v podmínkách zvýšené radioaktivity nebo v kosmickém výzkumu. Informace o ukládání mechanismus je realizována uplatněním feroelektrické efekt. To znamená, že materiál je schopen udržet polarizaci v nepřítomnosti vnějšího elektrického pole. Každá paměťová buňka FRAM je vytvořena umístěním ultratenkých film z feroelektrického materiálu, ve formě krystalů, mezi pár plochých kovových elektrod, které tvoří kondenzátor. Údaje v tomto případě jsou udržovány v krystalové struktuře. Tím se zabrání úniku efekt nabití, což způsobí ztrátu informací. Údaje v FRAM-paměti zůstanou zachovány, i když napětí zdroje.

Magnetic RAM (MRAM)

Dalším typem paměti, který je dnes považován za velmi perspektivní, je MRAM. To se vyznačuje relativně vysokým výkonem rychlosti a non-volatility. Jednotková buňka v tomto případě je tenký magnetický film nanesený na křemíkovém substrátu. MRAM je statická paměť. To nepotřebuje periodickou přepis a informace budou při vypnutí napájení nebudou ztracena. V současné době se většina odborníků se shoduje, že tento typ paměti lze nazvat příští generace technologie jako stávající prototyp demonstruje poměrně vysoký rychlostní výkon. Další výhodou tohoto řešení je nízká cena čipů. Flash paměť je vyroben v souladu se specializovanou CMOS procesu. MRAM čip mohou být vyrobeny standardním výrobním procesu. Kromě toho, materiály mohou sloužit jako prvky použité v běžných magnetických médiích. Produkují velké dávky těchto čipů je mnohem levnější než všechny ostatní. Důležitým rysem MRAM-paměť je schopnost k tomu, aby okamžitě. To je důležité zejména pro mobilní zařízení. Ve skutečnosti, v tomto typu buňky je dána hodnotou magnetického náboje, a ne elektrický, stejně jako v konvenční flash paměti.

Ovonic Unified Memory (OUM)

Další typ paměti, na které mnoho společností aktivně pracuje - jedná se o solid-state drive bázi amorfní polovodiče. Na své základně leží přechodu technologie fáze, který je podobný principu záznamu na běžných discích. Zde fázový stav látky v elektrickém poli je změněn z krystalické na amorfní. A tato změna je uložena v nepřítomnosti napětí. Z běžných optických disků , jsou tato zařízení vyznačující se tím, že ohřev se provádí působením elektrického proudu, ne laseru. Čtení probíhá v tomto případě v důsledku rozdílu v reflexních schopností látek v různých státech, která je vnímána snímačem pohonu. Teoreticky by takové řešení má ukládání dat s vysokou hustotou a maximální spolehlivost, jakož i zvýšení rychlosti. Vysoké číslo je maximální počet zapisovacích cyklů, který používá počítač, flash disk, v tomto případě zaostává o několik řádů.

Chalkogenidový RAM (CRAM) a Phase Change Memory (PRAM)

Tato technologie je také založen na základě fázových přechodů, kdy jedna fáze látka používá v nosiči slouží jako nevodivého amorfního materiálu, a druhý vodič je v krystalické formě. Přechod z paměťové buňky z jednoho stavu do druhého se provádí elektrickým polem a topení. Takové třísky se vyznačují odolností proti ionizujícímu záření.

Informačně-Vícevrstvé potiskem karta (Info-MICA)

Pracovní zařízení postavené na základě této technologie, založené na principu tenkého filmu holografie. Informace je zaznamenána následovně: nejprve vytvořením dvourozměrného obrazu přenášené na hologramu techniky CGH. Čtení dat je vzhledem k fixaci laserového paprsku na okraji jednoho z záznamových vrstev, optické vlnovody zaměstnanců. Světlo se šíří podél osy, která je uspořádána rovnoběžně s rovinou vrstvy, tvořící výstupní obraz odpovídající informace zaznamenané dříve. Počáteční údaje mohou být získávány v kterémkoliv okamžiku přes inverzní algoritmus kódování.

Tento typ paměti příznivě s polovodiči vzhledem k tomu, že zajišťuje vysokou hustotu dat, nízkou spotřebu energie a nízké náklady dopravce, ekologickou bezpečnost a ochranu před neoprávněným použitím. Ale přepisování informací jako paměťová karta neumožňuje, proto může sloužit pouze jako dlouhodobé skladování je nahradit papírové médium nebo alternativní optických disků pro distribuci multimediálního obsahu.