O que é memória flash?

A memória flash é um tipo de memória não volátil usada em computadores. Não volátil significa que a memória pode armazenar informações mesmo quando o dispositivo está desligado. A memória volátil ( como a RAM ) perde tudo armazenado nela toda vez que a própria máquina desliga. A memória não volátil é usada para coisas como discos rígidos e SSDs, pois eles precisam ser capazes de armazenar informações mesmo quando o PC está desligado.

A memória flash vem em dois tipos distintos - flash NOR e flash NAND. Eles são nomeados por suas respectivas portas lógicas. Uma porta lógica é uma operação que executa verificações binárias – entradas e saídas que são apenas 0 ou 1. No caso de NOR e NAND, elas são nomeadas pelo resultado que produzem.

Uma porta NAND só retorna o valor 0 ou 'falso' se todas as entradas forem precisas. Uma porta NOR é exatamente o oposto - ela retorna apenas um ou valor 'verdadeiro' se todas as entradas forem falsas. Ambos os tipos de design de memória flash são bastante semelhantes – eles usam o mesmo design de célula. As diferenças começam no nível do circuito. Quer o primeiro bit de dados seja verdadeiro ou falso (1 ou 0, às vezes chamado de alto ou baixo ), o relacionamento entre as linhas de dados se assemelhará a uma porta NOR ou a uma porta NAND, determinando assim o tipo.

Dica: NAND significa Not-AND, uma verificação de que ambas as entradas não são válidas. NOR significa Not-OR, uma verificação que só é verdadeira se nenhuma das informações for precisa. A utilidade crítica de ambas as portas lógicas é que existe um caso em que as combinações exatas de entradas podem ser determinadas.

A história da memória flash

Flash foi desenvolvido pela primeira vez em 1980 pela Toshiba. Eles começaram a comercializá-lo em 1987 como uma versão melhorada da memória EPROM. As EPROMs tiveram que ser apagadas antes que pudessem ser reescritas e, assim, reutilizadas. Por outro lado, o flash NAND pode ser lido, gravado e apagado em pedaços menores de armazenamento, tornando-o mais rápido e responsivo.

NOR flash permite que uma única palavra de máquina seja escrita, lida ou apagada independentemente, alcançando o mesmo efeito de maior velocidade e disponibilidade. Dispositivos de memória flash são geralmente chamados de chips de memória flash e consistem em um chip físico preenchido com muitas células de memória flash e um controlador de memória flash. O controlador atua como um centro de distribuição e comunicação – aloca dados e solicitações e entrega dados conforme necessário para e das células.

Nota: Uma palavra de máquina é uma medida do maior tamanho de endereço de memória que um computador pode suportar. Para um computador de 32 bits, uma palavra de máquina é de 32 bits. Para um computador de 64 bits, uma palavra de máquina é de 64 bits.

NOR e NAND

A memória flash moderna é usada em quase todos os dispositivos de computação modernos. A memória NAND é usada principalmente em cartões de memória, unidades USB, SSDs produzidos após 2009, smartphones e outros dispositivos móveis menores. O NAND geralmente serve como armazenamento geral e também é usado para transferências de dados.

Vários produtos digitais usam memória flash NOR ou NAND para armazenar dados de configuração. Este caso de uso específico foi previamente tratado por EPROM ou RAd estático. A memória flash é superior na maioria dos casos – a única desvantagem é que cada célula de memória só pode receber tantas gravações antes de se desgastar. Quando uma célula de memória se desgasta, todo o bloco no qual ela está contida não pode mais ser confiável. Dispositivos modernos lidam com esse problema com algoritmos de nivelamento de desgaste e superprovisionamento.

A memória NOR é usada principalmente nos casos em que a integridade dos dados precisa ser preservada por períodos prolongados. Normalmente, ele pode manter os dados com segurança por até 20 anos e é usado quando palavras individuais de dados de máquina precisam ser escritas e lidas com frequência.

NAND é o tipo mais popular de memória flash e é usado onde blocos maiores de dados precisam ser acessados, lidos, (re)escritos ou apagados de uma só vez. Efetivamente, as velocidades de leitura, gravação e apagamento são mais rápidas do que a memória NOR. Isso torna o flash NAND a escolha superior para a maioria dos casos de uso.

Além disso, as células de armazenamento NAND são fisicamente menores que as células NOR. Eles usam cerca de 40% menos área, apesar de trabalharem de forma semelhante e fornecerem o mesmo espaço de armazenamento primário por célula. Isso significa que o flash NAND pode oferecer maior densidade de armazenamento e maior desempenho. NOR flash tem uma vantagem, no entanto. Sendo endereçável por palavra de máquina, é mais rápido no acesso aleatório e mais semelhante à RAM.

Conclusão

A memória flash é uma variante da memória somente leitura apagável eletricamente não volátil ou EEPROM. Pode ser baseado em portas NAND lógicas ou portas NOR lógicas. O flash NAND é significativamente mais popular do que o flash NOR, graças à sua densidade de armazenamento e vantagem de desempenho. A vantagem crítica do Flash sobre seus outros predecessores EEPROM é que ele não precisa ser totalmente apagado.

Em vez disso, a memória flash é subdividida em blocos que precisam ser apagados, mas isso tem um custo de desempenho muito menor, graças ao seu tamanho muito menor. A principal fraqueza do Flash é que as células de memória só podem ser gravadas várias vezes antes de se desgastarem. Esse problema geralmente é resolvido em dispositivos modernos graças ao uso de algoritmos de nivelamento e superprovisionamento.