Type | Ikke-flyktig minne |
---|
Datert | 1980 |
---|
Brukere | USB-pinne , minnekort , smarttelefon , Basic Input Output System |
---|
Den flash-minne er et masselager halvlederoverskrivbart, det vil si, et minne som har egenskapene til et direktelager , men hvis data ikke forsvinner i løpet av en driftsstans. Flash-minne lagrer biter av data i minneceller som beholdes når strømforsyningen fjernes.
Den høye hastigheten, levetiden og det lave strømforbruket (som til og med er null i ro) gjør det veldig nyttig for mange applikasjoner: digitale kameraer, mobiltelefoner, skrivere, personlige assistenter (PDAer), bærbare datamaskiner eller leseenheter. Og lydopptak som digital musikkspillere , USB-nøkler . I tillegg har denne typen minne ikke mekaniske elementer, noe som gir den stor motstand mot støt.
Flash-minne er en type EEPROM som tillater endring av flere minneplasser i en enkelt operasjon. Flash-minne er derfor raskere når systemet må skrive til flere steder samtidig.
Flash-minne bruker som en grunncelle en MOS- transistor som har en flytende gate begravet midt i gateoksydet, mellom kanalen og porten. Informasjonen lagres ved å fange elektroner i denne flytende porten. To mekanismer brukes til å få oksidet til å passere gjennom elektronene:
Flash-teknikken kommer i to hovedformer: NOR- og NAND-flash, avhengig av hvilken type logisk gate som brukes for hver lagringscelle.
Å skrive og slette data i et flashminne (dette kalles programmering) gjøres ved å bruke forskjellige spenninger på cellens inngangspunkter. Disse operasjonene satte den flytende porten på prøve. Det anslås at flashminne kan støtte opptil 100 000 skrivinger og slettinger, avhengig av kvaliteten på oksidet som brukes til porten.
Det er filsystemer spesielt designet for flashminne: JFFS , JFFS2 , YAFFS , UBIFS . De tillater blant annet å unngå gjentatt omskriving på det samme området for å forlenge levetiden til flashminnet. I krevende applikasjoner (tilfellet med SSD-er ) integrerer maskinvaren direkte en kontroller som implementerer slitasjedistribusjonsalgoritmer som er ansvarlige for å distribuere skriv jevnt over hele flashminnet. Disse teknikkene gjør det mulig å forbedre levetiden til disse støttene betydelig, og dette gjelder desto mer da kapasiteten til sjetongene blir stor (slitasje blir da faktisk bedre distribuert).
NOR- blitsen , oppfunnet av Fujio Masuoka, en ansatt i Toshiba, var den første som ble utviklet kommersielt av Intel i 1988 . Slette- og skrivetiden er lang, men den har et adresseringsgrensesnitt som gir tilfeldig og rask tilgang til hvilken som helst posisjon. Datalagring er 100% garantert av produsenten. Det er egnet for opptak av datamaskindata som skal utføres direkte fra dette minnet. Denne funksjonen kalles XIP ( eXecute In Place ). NOR-minne er spesielt godt egnet til å inneholde operativsystemet, for eksempel i mobiltelefoner (hovedmarkedet for NOR Flash), TV-dekodere, hovedkort eller perifert utstyr ( skrivere , kameraer osv.) Fordi koden kan utføres direkte der.
På grunn av kostnadene som er mye høyere enn NAND og den begrensede tettheten, brukes den vanligvis ikke til masselagring.
NAND flash fulgte i 1989 , markedsført av Toshiba . Dette minnet er raskere å slette og skrive, og gir større tetthet og lavere kostnad per bit. Imidlertid tillater I / O-grensesnittet bare sekvensiell tilgang . Dette har en tendens til å begrense - på systemnivå - dens effektive lesehastighet, og å komplisere direkte oppstart fra NAND-minne. Som et resultat er det mindre egnet enn NOR for å utføre maskinkode. På grunn av den lavere prisen, er den til stede i mange assistenter og mobiltelefoner ved å bruke sidemodus-RAM i blokker som kjøremedium. Produsenten garanterer vanligvis ikke 100% datalagring, men en feilrate under en gitt grense. Denne begrensede påliteligheten krever implementering av et feiladministrasjonssystem ( ECC - Error Code Correction , Bad blocks management, etc.) på applikasjonsnivå - slik det for eksempel er for harddisker. Det brukes derfor til informasjonslagring. Nesten alle eksterne masseminner ( MMC-kort , USB-pinne , SD- kort og MS-kort ) bruker denne teknologien.
På slutten av 2009 startet Samsung produksjonen av en 4 GB NAND-flashminnebrikke, gravert ved 30 nm , og som er spesielt å ha et DDR- grensesnitt ( dobbel datahastighet ). Selv om sistnevnte fortsatt lider av ytelsesproblemer som betyr at de ikke brukes på SSD-er , Vil disse brikkene tilby en gjennomstrømning 3 ganger høyere enn de som er basert på et SDR- grensesnitt ( single data rate ). Produsenter som Toshiba, IM Flash Technologies (Micron / Intel) og Samsung bruker MLC ( multi level cell ) NAND Flash-minner som lagrer 2 bits per celle eller TLC ( Triple level cell ) NAND som lagrer 3 bits per celle (MLC 3PBC)).
En åpen grensesnittstandard for flashminner ble opprettet av en arbeidsgruppe kalt ONFI ( Open NAND Flash Interface ) som består av forskjellige NAND-flashminneprodusenter, inkludert Intel, Micron, Phision Electronics, SanDisk , SK Hynix, Sony og Spansion .
I 2019 tilsvarer NAND-brikken i Huaweis P30 Pro-telefon mer enn 7% av produksjonskostnadene.
I 2008 kan en 2-bit-per-celle flernivå-celle (MLC) flash-minnecelle bare skrives pålitelig 10 000 til 100 000 ganger den for SLC ( enkelt). -Nivecelle med 1 bit per celle). Årsaken er at disse skrivene krever påføring av høyere spenninger enn bare lesing, som gradvis skader det skrevne området. På den annen side forårsaker ikke gjentatte målinger det skade. Den slitasje fordeling teknikk , ved fremgangsmåter som varierer i henhold til produsentene, reduserer denne ulempe; i noen minner som er ment å erstatte datamaskinens harddisker, ville det imidlertid blitt observert ved bruk av tregfølsomhet for skriving på grunn av påfølgende flytting av blokkene.
Produsentene Sun og Micron planlegger å øke levetiden til en million sykluser ved å bruke NAND-teknologi i SSD-er . Til slutt, promotorer av ferroelektrisk minne , en annen flashteknikk under utvikling, tilskriver sistnevnte et potensial på 100 millioner skriv.
Noen profesjonelle stasjoner har oppnådd opptil 2 petabyte skriver i utholdenhetstester
Det er to hovedfamilier med flashminner:
Den første er beskrevet i neste avsnitt. Elektroniske disker bruker hovedsakelig enkeltnivå celler , noen produsenter produserer dem med teknikken med dobbel selvjustert strukturering (en) . De har mye kortere responstid og bedre gjennomstrømning. Noen produsenter produserte terabyte- plater på slutten av 2010 . I 2015 bruker produsenter også celler på flere nivåer : de er mye billigere for akseptabel ytelse.
I alfabetisk rekkefølge:
CompactFlash (CF) dette er forkortede PCMCIA- kort . Det skilles mellom Type I (CFI) og Type II (CFII) CompactFlash- kort, som er forskjellige i tykkelse. I CompactFlash-kort finner vi også Microdrives (de første ble lansert av IBM) som er mikro-harddisker. Maksimal kapasitet tillatt av 2.0-standarden som brukes for øyeblikket er 137 GB . Denne kortmodellen har lenge vært brukt av profesjonelle kameraer. MultiMedia-kort "MMC" kort i ferd med å bli foreldet til fordel for SD. MS eller MemoryStick Utviklet av Sony Corporation og SanDisk . Det er et nytt format, "MemoryStick Duo" og også "MemoryStick Pro Duo". MemoryStick Micro M2 Lite minne som brukes i Sony Ericsson-mobiltelefoner, vanligvis solgt med en adapter for vanlige MemoryStick-lesere. Sikker digital "SD" de har en form som ligner på MMC, litt tykkere, og er kompatible med dem (en MMC passer i en SD-leser, og ikke omvendt). De er preget av muligheten for å kryptere data og administrere "copyright". Mini SD redusert versjon av den klassiske SD, brukt i noen gamle mobiltelefoner, leveres den vanligvis med en adapter for klassiske SD-lesere. Micro SD eller Transflash liten versjon av SD, ofte brukt i mobiltelefoner og selges også med en adapter for vanlige SD-er. SDHC "SD High Capacity" -versjon med høy kapasitet, for å overvinne grensen på 2 GB konvensjonell SD, er de tilgjengelig i 3 formater SD, Mini SD og Micro SD. De tilbyr en kapasitet mellom 4 og 32 GB . SDXC “SD eXtended Capacity” markedsført fra 2010, tilbyr 64 GiB til 2 TiB (7,41 dager ved 25 Mb / s). SM tynn støtte, uten innebygd elektronikk. Truet: Produsenter som støtter dette formatet har byttet til xD Picture. I tillegg er det to typer kort, avhengig av strømforsyningen (3 eller 5 V ). Også kalt SSFDC (fra det engelske Solid State Floppy Disk Card ). xD-kort format utviklet av Olympus og Fujifilm , antatt å erstatte SmartMedia. Mye mindre i størrelse og raskere, men dyrere. Bare Olympus fortsetter å produsere kompakte digitale kameraer som bruker xD-kort.SD-formater er de mest utbredte og billigste i dag.
Memory Memory Stick (betegnet MS) er en felles type minnekort opprettet av Sony og SanDisk i januar 2000 . Arkitekturen til Memory Stick- kort er basert på flash-minnekretser ( EEPROM ) av NAND- typen . Memory Memory- originalen er liten ( 21,5 mm x 50 mm x 2,8 mm ) som tilsvarer dem til en liten fyrstikkeske, og veier knapt 4 g .
Memory Stick er nå tilgjengelig i tre dimensjoner:
Hvis Memory Stick har krympet for å passe inn i ultrakompakte mobile enheter, leverer den fortsatt de samme funksjonene og ytelsen som Memory Stick i standardstørrelse. Bare kvalifiseringskampene PRO, PRO High Speed eller PRO-HG vitner om en teknisk forskjell. Dette er grunnen til at det finnes adaptere for å sette inn og bruke Duo- eller Micro-kort i vanlige Memory Stick- lesere . Det er også en for bruk av mikrokort i en Duo-kortleser.
Over tid har teknikken til Memory Sticks også utviklet seg:
Minne pinneAlle nåværende kort i Standard- og Duo-format er utstyrt med en sidekontakt med 10 pinner . Mikrokort har 11 pinner, og fremtidige PRO-HG-teknologier vil kreve en 14- pinners kontakt . For bakoverkompatibilitet med eldre enheter er Memory Stick PRO og nyere kort også i stand til seriell drift, men med lavere bithastigheter. MS Pro-lesere kan lese og skrive klassiske MS-kort, men klassiske MS-lesere kan ikke lese eller skrive MS Pro-kort. I tillegg, for å lese Memory Stick PRO-kort med en kapasitet større enn 2 GB , må enheten ikke bare støtte Memory Stick PRO, men også bruke FAT32- filsystemet . "Magic Gate" -teknikken er Sonys opphavsrettsbeskyttelsesløsning, spesielt brukt i lydformatet ATRAC 3. Dette forhindrer på ingen måte enheter som ikke bruker denne teknikken (dvs. kameraer) fra å fungere med Magic Gate-kort. Det er også en bestemt modell, kalt " med Memory Select Function ", som fysisk skiller tilgjengelig minne i 2 like deler . Valget av den ene eller den andre partisjonen gjøres med en bryter på baksiden av kortet.
Smart Media MemorySmartMedia-minne er en type minnekort opprettet av Toshiba og Samsung. Arkitekturen er basert på flash-minnekretser ( EEPROM ) av NAND-typen.
Det finnes to typer SmartMedia-kort som fungerer med forskjellige spenninger:
Datatilgang oppnås gjennom en brikke med 22 pinner . Uavhengig av kapasiteten til Smartmedia-kortet, er dimensjonene og plasseringen av brikken den samme. Minnetilgangstiden er omtrent 25 µs for den første tilgangen og 50 ns sykluser for påfølgende.
Sammenlignende størrelser på de forskjellige korteneAlle dimensjoner er i millimeter, volum i mm³ og masser i gram.
Type | Bredde | Dybde | Tykkelse | Volum (mm³) | Omtrentlig masse (g) |
---|---|---|---|---|---|
Sikker digital | 24 | 32 | 2.1 | 1613 | 3 |
MiniSD | 20.3 | 20.3 | 1.3 | 536 | 2 |
Micro SD / TransFlash | 15 | 11 | 1.0 | 165 | <1 |
CompactFlash I | 42.6 | 36.4 | 3.3 | 5117 | variabel |
CompactFlash II | 42.6 | 36.4 | 5 | 7753 | variabel |
MultiMediaCard | 24 | 32 | 1.4 | 1075 | 2 |
SmartMedia | 37 | 45 | 0,76 | 1265 | 2 |
Minne pinne | 21.5 | 50 | 2.8 | 3010 | 4 |
MemoryStick Duo | 20 | 31 | 1.6 | 992 | 2 |
xD-bilde | 24.9 | 20.1 | 1.8 | 901 | 3 |