Quest-ce que la mémoire flash ?

La mémoire flash est un type de mémoire non volatile utilisée dans les ordinateurs. Non volatile signifie que la mémoire peut stocker des informations même lorsque l'appareil est éteint. La mémoire volatile ( telle que la RAM ) perd tout ce qui y est stocké chaque fois que la machine elle-même s'éteint. La mémoire non volatile est utilisée pour des choses comme les disques durs et les SSD, car ils doivent pouvoir stocker des informations même lorsque le PC est éteint.

La mémoire flash est disponible en deux types distincts : flash NOR et flash NAND. Ils portent le nom de leurs portes logiques respectives. Une porte logique est une opération qui effectue des vérifications binaires - des entrées et des sorties qui ne sont jamais que 0 ou 1. Dans le cas de NOR et NAND, elles sont nommées d'après le résultat qu'elles produisent.

Une porte NAND ne renvoie la valeur 0 ou "faux" que si toutes les entrées sont exactes. Une porte NOR est exactement le contraire - elle ne renvoie une valeur un ou "vrai" que si toutes les entrées sont fausses. Les deux types de conception de mémoire flash sont assez similaires - ils utilisent la même conception de cellule. Les différences commencent au niveau du circuit. Que le premier bit de données soit vrai ou faux (1 ou 0, parfois appelé high ou low ), la relation entre les lignes de données ressemblera soit à une porte NOR, soit à une porte NAND, déterminant ainsi le type.

Astuce : NAND signifie Not-AND, une vérification que les deux entrées ne sont pas valides. NOR signifie Not-OR, une vérification qui n'est vraie que si aucune des informations n'est exacte. L'utilité critique des deux portes logiques est qu'il existe un cas dans lequel les combinaisons exactes d'entrées peuvent être déterminées.

L'histoire de la mémoire flash

Flash a été développé pour la première fois en 1980 par Toshiba. Ils ont commencé à le commercialiser en 1987 en tant que version améliorée de la mémoire EPROM. Les EPROM devaient être effacées avant de pouvoir être réécrites et donc réutilisées. D'autre part, la mémoire flash NAND peut être lue, écrite et effacée dans de plus petits morceaux de stockage, ce qui la rend plus rapide et plus réactive.

Le flash NOR permet d'écrire, de lire ou d'effacer un seul mot machine indépendamment, obtenant le même effet de vitesse et de disponibilité accrues. Les dispositifs de mémoire flash sont généralement appelés puces de mémoire flash et se composent d'une puce physique remplie de nombreuses cellules de mémoire flash et d'un contrôleur de mémoire flash. Le contrôleur agit comme un centre de distribution et de communication - il alloue les données et demande et fournit les données selon les besoins vers et depuis les cellules.

Remarque : Un mot machine est une mesure de la plus grande taille d'adresse mémoire qu'un ordinateur peut gérer. Pour un ordinateur 32 bits, un mot machine est de 32 bits. Pour un ordinateur 64 bits, un mot machine est de 64 bits.

NOR et NAND

La mémoire flash moderne est utilisée dans presque tous les appareils informatiques modernes. La mémoire NAND est principalement utilisée dans les cartes mémoire, les clés USB, les SSD produits après 2009, les smartphones et autres appareils mobiles plus petits. NAND sert généralement de stockage général et est également utilisé pour les transferts de données.

Divers produits numériques utilisent une mémoire flash NOR ou NAND pour stocker les données de configuration. Ce cas d'utilisation spécifique était auparavant pris en charge par EPROM ou RAd statique. La mémoire flash est supérieure dans la plupart des cas - le seul inconvénient est que chaque cellule de mémoire ne peut prendre qu'un certain nombre d'écritures avant de s'épuiser. Lorsqu'une cellule mémoire s'use, l'ensemble du bloc dans lequel elle est contenue n'est plus digne de confiance. Les appareils modernes traitent ce problème avec des algorithmes de nivellement d'usure et de surprovisionnement.

La mémoire NOR est principalement utilisée dans les cas où l'intégrité des données doit être préservée pendant de longues périodes. En règle générale, il peut conserver les données en toute sécurité jusqu'à 20 ans et est utilisé lorsque des mots machine individuels de données doivent être écrits et lus fréquemment.

NAND est le type de mémoire flash le plus populaire et est utilisé là où de plus grands blocs de données doivent être consultés, lus, (ré)écrits ou effacés en même temps. En effet, les vitesses de lecture, d'écriture et d'effacement sont plus rapides que la mémoire NOR. Cela fait du flash NAND le meilleur choix pour la plupart des cas d'utilisation.

De plus, les cellules de stockage NAND sont physiquement plus petites que les cellules NOR. Ils utilisent environ 40 % d'espace en moins, bien qu'ils fonctionnent de manière similaire et fournissent le même espace de stockage principal par cellule. Cela signifie que la mémoire flash NAND peut offrir une plus grande densité de stockage et des performances supérieures. Le flash NOR a cependant un avantage. Étant adressable par mot machine, il est plus rapide en accès aléatoire et plus similaire à la RAM.

Conclusion

La mémoire flash est une variante de la mémoire morte effaçable électriquement non volatile ou EEPROM. Il peut être basé sur des portes logiques NAND ou des portes logiques NOR. Le flash NAND est nettement plus populaire que le flash NOR grâce à sa densité de stockage et à ses performances. L'avantage critique de Flash par rapport à ses autres prédécesseurs EEPROM est qu'il n'a pas besoin d'être entièrement effacé.

La mémoire flash est plutôt subdivisée en blocs qui doivent être effacés, mais cela a un coût de performance beaucoup plus faible, grâce à leur taille beaucoup plus petite. La principale faiblesse de Flash est que les cellules mémoire ne peuvent être écrites que plusieurs fois avant de s'épuiser. Ce problème est généralement résolu dans les appareils modernes grâce aux algorithmes de nivellement du port et au surprovisionnement.