¿Qué es la memoria flash?

La memoria flash es un tipo de memoria no volátil utilizada en las computadoras. No volátil significa que la memoria puede almacenar información incluso cuando el dispositivo está apagado. La memoria volátil ( como la RAM ) pierde todo lo que tiene almacenado cada vez que la máquina se apaga. La memoria no volátil se usa para cosas como discos duros y SSD, ya que necesitan poder almacenar información incluso cuando la PC está apagada.

La memoria flash viene en dos tipos distintos: NOR flash y NAND flash. Reciben el nombre de sus respectivas puertas lógicas. Una puerta lógica es una operación que realiza verificaciones binarias: entradas y salidas que solo son 0 o 1. En el caso de NOR y NAND, reciben su nombre por el resultado que producen.

Una puerta NAND solo devuelve el valor 0 o 'falso' si todas las entradas son precisas. Una puerta NOR es exactamente lo contrario: solo devuelve uno o un valor "verdadero" si todas las entradas son falsas. Ambos tipos de diseño de memoria flash son bastante similares: usan el mismo diseño de celda. Las diferencias comienzan a nivel de circuito. Ya sea que el primer bit de datos sea verdadero o falso (1 o 0, a veces llamado alto o bajo ), la relación entre las líneas de datos se asemejará a una puerta NOR o una puerta NAND, determinando así el tipo.

Sugerencia: NAND significa Not-AND, una verificación de que ambas entradas no son válidas. NOR significa Not-OR, una verificación que solo es verdadera si ninguna de la información es precisa. La utilidad crítica de ambas puertas lógicas es que existe un caso en el que se pueden determinar las combinaciones exactas de entradas.

La historia de la memoria flash

Flash fue desarrollado por primera vez en 1980 por Toshiba. Comenzaron a comercializarlo en 1987 como una versión mejorada de la memoria EPROM. Las EPROM tenían que borrarse antes de que pudieran reescribirse y, por lo tanto, reutilizarse. Por otro lado, la memoria flash NAND se puede leer, escribir y borrar en fragmentos de almacenamiento más pequeños, lo que la hace más rápida y receptiva.

NOR flash permite escribir, leer o borrar una sola palabra de máquina de forma independiente, logrando el mismo efecto de mayor velocidad y disponibilidad. Los dispositivos de memoria flash generalmente se denominan chips de memoria flash y consisten en un chip físico lleno de muchas celdas de memoria flash y un controlador de memoria flash. El controlador actúa como un centro de distribución y comunicación: asigna datos y solicita y entrega datos según sea necesario hacia y desde las celdas.

Nota: una palabra de máquina es una medida del tamaño más grande de dirección de memoria que puede manejar una computadora. Para una computadora de 32 bits, una palabra de máquina es de 32 bits. Para una computadora de 64 bits, una palabra de máquina es de 64 bits.

NOR y NAND

La memoria flash moderna se utiliza en casi todos los dispositivos informáticos modernos. La memoria NAND se usa principalmente en tarjetas de memoria, unidades USB, SSD producidos después de 2009, teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles más pequeños. NAND generalmente sirve como almacenamiento general y también se usa para transferencias de datos.

Varios productos digitales utilizan memoria flash NOR o NAND para almacenar datos de configuración. Este caso de uso específico fue atendido previamente por EPROM o RAd estático. La memoria flash es superior en la mayoría de los casos; el único inconveniente es que cada celda de memoria solo puede realizar tantas escrituras antes de agotarse. Cuando una celda de memoria se desgasta, ya no se puede confiar en todo el bloque que la contiene. Los dispositivos modernos se ocupan de este problema con algoritmos de nivelación de desgaste y aprovisionamiento excesivo.

La memoria NOR se utiliza principalmente en casos en los que es necesario preservar la integridad de los datos durante períodos prolongados. Por lo general, puede mantener los datos de forma segura durante un máximo de 20 años y se utiliza cuando es necesario escribir y leer con frecuencia palabras de máquina individuales de datos.

NAND es el tipo más popular de memoria flash y se utiliza cuando es necesario acceder, leer, (re)escribir o borrar grandes bloques de datos a la vez. Efectivamente, las velocidades de lectura, escritura y borrado son más rápidas que las de la memoria NOR. Esto hace que NAND flash sea la opción superior para la mayoría de los casos de uso.

Además, las celdas de almacenamiento NAND son físicamente más pequeñas que las celdas NOR. Usan aproximadamente un 40 % menos de área, a pesar de funcionar de manera similar y proporcionar el mismo espacio de almacenamiento principal por celda. Esto significa que NAND flash puede ofrecer una mayor densidad de almacenamiento y un mayor rendimiento. Sin embargo, el flash NOR tiene una ventaja. Al ser direccionable por palabra de máquina, es más rápido en acceso aleatorio y más similar a la RAM.

Conclusión

La memoria flash es una variante de la memoria de solo lectura borrable eléctricamente no volátil o EEPROM. Puede basarse en puertas lógicas NAND o puertas lógicas NOR. NAND flash es significativamente más popular que NOR flash gracias a su densidad de almacenamiento y ventaja de rendimiento. La ventaja crítica de Flash sobre sus otros predecesores de EEPROM es que no necesita borrarse por completo.

En cambio, la memoria flash se subdivide en bloques que deben borrarse, pero esto tiene un costo de rendimiento mucho menor, gracias a su tamaño mucho más pequeño. La principal debilidad de Flash es que las celdas de memoria solo se pueden escribir varias veces antes de que se desgasten. Este problema generalmente se resuelve en los dispositivos modernos gracias al uso de algoritmos de nivelación y al aprovisionamiento excesivo.