Ce este memoria flash?

Memoria flash este un tip de memorie nevolatilă utilizată în computere. Nevolatilă înseamnă că memoria poate stoca informații chiar și atunci când dispozitivul este oprit. Memoria volatilă ( cum ar fi RAM ) pierde tot ce este stocat în ea de fiecare dată când aparatul în sine se oprește. Memoria nevolatilă este utilizată pentru lucruri precum hard disk-urile și SSD-urile, deoarece acestea trebuie să poată stoca informații chiar și atunci când computerul este oprit.

Memoria flash este disponibilă în două tipuri distincte - flash NOR și flash NAND. Ele sunt denumite după porțile lor logice respective. O poartă logică este o operație care efectuează verificări binare – intrări și ieșiri care sunt doar 0 sau 1. În cazul NOR și NAND, acestea sunt denumite după rezultatul pe care îl produc.

O poartă NAND returnează întotdeauna valoarea 0 sau „fals” numai dacă toate intrările în ea sunt corecte. O poartă NOR este exact opusul – returnează doar o valoare unu sau „adevărată” dacă toate intrările sunt false. Ambele tipuri de design de memorie flash sunt destul de similare - folosesc același design de celule. Diferențele încep la nivelul circuitului. Indiferent dacă primul bit de date este adevărat sau fals (1 sau 0, uneori numit înalt sau scăzut ), relația dintre liniile de date va fi fie o poartă NOR, fie o poartă NAND, determinând astfel tipul.

Sfat: NAND înseamnă Not-AND, o verificare că ambele intrări nu sunt valide. NOR înseamnă Not-OR, o verificare care este adevărată numai dacă niciuna dintre informații nu este corectă. Utilitatea critică a ambelor porți logice este că există un caz în care pot fi determinate combinațiile exacte de intrări.

Istoria memoriei flash

Flash a fost dezvoltat pentru prima dată în 1980 de Toshiba. Au început să-l comercializeze în 1987 ca o versiune îmbunătățită a memoriei EPROM. EPROM-urile trebuiau șterse înainte de a putea fi rescrise și astfel reutilizate. Pe de altă parte, flash-ul NAND poate fi citit, scris și șters în bucăți mai mici de stocare, făcându-l mai rapid și mai receptiv.

NOR flash permite scrierea, citirea sau ștergerea independentă a unui singur cuvânt de la mașină, obținând același efect de viteză și disponibilitate crescută. Dispozitivele de memorie flash sunt de obicei numite cipuri de memorie flash și constau dintr-un cip fizic plin cu o mulțime de celule de memorie flash și un controler de memorie flash. Controlorul acționează ca un centru de distribuție și comunicații – alocă date și solicitări și furnizează date după cum este necesar către și dinspre celule.

Notă: Un cuvânt de mașină este o măsură a celei mai mari dimensiuni de adresă de memorie pe care o poate gestiona un computer. Pentru un computer pe 32 de biți, un cuvânt de mașină este de 32 de biți. Pentru un computer pe 64 de biți, un cuvânt de mașină este de 64 de biți.

NOR și NAND

Memoria flash modernă este utilizată în aproape toate dispozitivele de calcul moderne. Memoria NAND este utilizată în principal în carduri de memorie, unități USB, SSD-uri produse după 2009, smartphone-uri și alte dispozitive mobile mai mici. NAND servește de obicei ca stocare generală și este folosit și pentru transferurile de date.

Diverse produse digitale folosesc memoria flash NOR sau NAND pentru a stoca datele de configurare. Acest caz de utilizare specific a fost îngrijit anterior de EPROM sau RAd static. Memoria flash este superioară în majoritatea cazurilor – singurul dezavantaj este că fiecare celulă de memorie poate lua atâtea scrieri înainte de a se uza. Când o celulă de memorie se uzează, întregul bloc în care este conținută nu mai poate fi de încredere. Dispozitivele moderne abordează această problemă cu algoritmi de nivelare a uzurii și supraprovizionare.

Memoria NOR este utilizată în principal în cazurile în care integritatea datelor trebuie păstrată pentru perioade lungi. În mod obișnuit, poate menține datele în siguranță timp de până la 20 de ani și este utilizat atunci când cuvintele individuale ale datelor trebuie scrise și citite frecvent.

NAND este cel mai popular tip de memorie flash și este utilizat acolo unde blocuri mai mari de date trebuie accesate, citite, (re)scrise sau șterse deodată. În mod efectiv, vitezele de citire, scriere și ștergere sunt mai mari decât memoria NOR. Acest lucru face ca blițul NAND să fie alegerea superioară pentru majoritatea cazurilor de utilizare.

În plus, celulele de stocare NAND sunt fizic mai mici decât celulele NOR. Folosesc cu aproximativ 40% mai puțină suprafață, în ciuda faptului că funcționează în mod similar și oferă același spațiu de stocare primar per celulă. Aceasta înseamnă că flash-ul NAND poate oferi o densitate mai mare de stocare și performanțe mai mari. NOR flash are totuși un avantaj. Fiind adresabil prin cuvântul mașinii, este mai rapid la acces aleatoriu și mai asemănător cu RAM.

Concluzie

Memoria flash este o variantă de memorie non-volatilă, care poate fi șters electric, doar pentru citire sau EEPROM. Poate fi bazat pe porți NAND logice sau porți NOR logice. Blițul NAND este mult mai popular decât blițul NOR datorită densității de stocare și avantajului său de performanță. Avantajul critic al Flash față de ceilalți predecesori EEPROM este că nu trebuie să fie șters complet.

Memoria flash este în schimb subdivizată în blocuri care trebuie șterse, dar acest lucru are un cost de performanță mult mai mic, datorită dimensiunilor mult mai mici. Principala slăbiciune a Flash este că celulele de memorie pot fi scrise doar de câteva ori înainte de a se uza. Această problemă este în general rezolvată în dispozitivele moderne datorită purtării algoritmilor de nivelare și supraprovizionare.