หน่วยความจำแฟลชคืออะไร?

หน่วยความจำแฟลชเป็นหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนประเภทหนึ่งที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ ไม่ลบเลือนหมายความว่าหน่วยความจำสามารถเก็บข้อมูลได้แม้ในขณะที่อุปกรณ์ปิดอยู่ หน่วยความจำชั่วคราว ( เช่น RAM ) จะสูญเสียทุกอย่างที่เก็บไว้ในนั้นทุกครั้งที่ปิดเครื่อง หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนใช้สำหรับสิ่งต่างๆ เช่น ฮาร์ดไดรฟ์และ SSD เนื่องจากจำเป็นต้องสามารถเก็บข้อมูลได้แม้ในขณะที่พีซีปิดอยู่

หน่วยความจำแฟลชมีสองประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ แฟลช NOR และแฟลช NAND พวกเขาได้รับการตั้งชื่อตามลอจิกเกตที่เกี่ยวข้อง ลอจิกเกตเป็นการดำเนินการที่ทำการตรวจสอบแบบไบนารี อินพุตและเอาต์พุตจะเป็น 0 หรือ 1 เท่านั้น ในกรณีของ NOR และ NAND จะตั้งชื่อตามผลลัพธ์ที่สร้าง

เกท NAND จะส่งกลับค่า 0 หรือ 'เท็จ' หากอินพุตทั้งหมดถูกต้องเท่านั้น เกท NOR นั้นตรงกันข้าม – มันจะคืนค่าหนึ่งหรือค่า 'จริง' หากอินพุตทั้งหมดเป็นเท็จ การออกแบบหน่วยความจำแฟลชทั้งสองประเภทค่อนข้างคล้ายกัน – ใช้การออกแบบเซลล์แบบเดียวกัน ความแตกต่างเริ่มต้นที่ระดับวงจร ไม่ว่าข้อมูลบิตแรกจะเป็นจริงหรือเท็จ(1 หรือ 0 บางครั้งเรียกว่าสูงหรือต่ำ ) ความสัมพันธ์ระหว่างสายข้อมูลจะคล้ายกับเกท NOR หรือเกท NAND ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดประเภท

เคล็ดลับ: NAND ย่อมาจาก Not-AND เป็นการตรวจสอบว่าอินพุตทั้งสองไม่ถูกต้อง NOR ย่อมาจาก Not-OR การตรวจสอบที่จะเป็นจริงก็ต่อเมื่อไม่มีข้อมูลใดถูกต้อง ประโยชน์ที่สำคัญของลอจิกเกตทั้งสองคือ มีบางกรณีที่สามารถกำหนดชุดค่าผสมที่แน่นอนของอินพุตได้

ประวัติของหน่วยความจำแฟลช

Flash ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในปี 1980 โดย Toshiba พวกเขาเริ่มทำการตลาดในปี 1987 โดยเป็นหน่วยความจำ EPROM รุ่นปรับปรุง EPROMs ต้องถูกลบออกก่อนจึงจะสามารถเขียนใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ในทางกลับกัน แฟลช NAND สามารถอ่าน เขียน และลบข้อมูลในพื้นที่จัดเก็บขนาดเล็กลงได้ ทำให้รวดเร็วและตอบสนองได้ดีขึ้น

แฟลช NOR อนุญาตให้เขียน อ่าน หรือลบคำเครื่องคำเดียวโดยอิสระ ทำให้ได้ผลเช่นเดียวกันกับความเร็วและความพร้อมใช้งานที่เพิ่มขึ้น อุปกรณ์หน่วยความจำแฟลชมักเรียกว่าชิปหน่วยความจำแฟลชและประกอบด้วยชิปทางกายภาพที่เต็มไปด้วยเซลล์หน่วยความจำแฟลชจำนวนมากและตัวควบคุมหน่วยความจำแฟลช คอนโทรลเลอร์ทำหน้าที่เป็นศูนย์กระจายและสื่อสาร - จัดสรรข้อมูลและร้องขอและส่งข้อมูลตามที่จำเป็นไปยังและจากเซลล์

หมายเหตุ:แมชชีนเวิร์ดคือการวัดขนาดที่อยู่หน่วยความจำที่ใหญ่ที่สุดที่คอมพิวเตอร์สามารถจัดการได้ สำหรับคอมพิวเตอร์ 32 บิต คำเครื่องคือ 32 บิต สำหรับคอมพิวเตอร์ 64 บิต คำเครื่องคือ 64 บิต

NOR และ NAND

หน่วยความจำแฟลชสมัยใหม่ใช้ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่เกือบทั้งหมด หน่วยความจำ NAND ส่วนใหญ่ใช้ในการ์ดหน่วยความจำ ไดรฟ์ USB SSD ที่ผลิตหลังปี 2009 สมาร์ทโฟน และอุปกรณ์เคลื่อนที่ขนาดเล็กอื่นๆ NAND มักจะทำหน้าที่เป็นที่เก็บข้อมูลทั่วไปและใช้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลด้วย

ผลิตภัณฑ์ดิจิทัลต่างๆ ใช้หน่วยความจำแฟลช NOR หรือ NAND เพื่อจัดเก็บข้อมูลการกำหนดค่า กรณีการใช้งานเฉพาะนี้ได้รับการดูแลโดย EPROM หรือ Static RAd ก่อนหน้านี้ หน่วยความจำแฟลชดีกว่าในกรณีส่วนใหญ่ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือแต่ละเซลล์หน่วยความจำสามารถเขียนได้มากก่อนที่มันจะเสื่อมสภาพ เมื่อเซลล์หน่วยความจำหมดลง บล็อกทั้งหมดที่บรรจุอยู่จะไม่สามารถเชื่อถือได้อีกต่อไป อุปกรณ์สมัยใหม่จัดการกับปัญหานี้ด้วยอัลกอริธึมการปรับระดับการสึกหรอและการจัดสรรส่วนเกิน

หน่วยความจำ NOR ส่วนใหญ่จะใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องรักษาความสมบูรณ์ของข้อมูลเป็นระยะเวลานาน โดยทั่วไปแล้ว สามารถรักษาข้อมูลได้อย่างปลอดภัยนานถึง 20 ปี และใช้เมื่อจำเป็นต้องเขียนและอ่านคำในเครื่องแต่ละคำบ่อยๆ

NAND เป็นหน่วยความจำแฟลชประเภทที่ได้รับความนิยมมากกว่าและใช้เมื่อบล็อกข้อมูลขนาดใหญ่จำเป็นต้องเข้าถึง อ่าน เขียน (ใหม่) หรือลบข้อมูลในคราวเดียว ความเร็วในการอ่าน เขียน และลบข้อมูลจะเร็วกว่าหน่วยความจำ NOR สิ่งนี้ทำให้แฟลช NAND เป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับกรณีการใช้งานส่วนใหญ่

นอกจากนี้ เซลล์จัดเก็บ NAND มีขนาดเล็กกว่าเซลล์ NOR ใช้พื้นที่น้อยลงประมาณ 40% แม้จะทำงานคล้ายกันและให้พื้นที่เก็บข้อมูลหลักเท่ากันต่อเซลล์ ซึ่งหมายความว่าแฟลช NAND สามารถให้ความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น แฟลช NOR มีข้อดีอย่างหนึ่ง ระบุตำแหน่งด้วยคำเครื่องได้เร็วกว่าในการเข้าถึงแบบสุ่มและคล้ายกับ RAM

บทสรุป

หน่วยความจำแฟลชเป็นหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ลบได้ด้วยไฟฟ้าหรือ EEPROM แบบไม่ลบเลือน สามารถขึ้นอยู่กับเกต NAND แบบลอจิคัลหรือเกต NOR แบบลอจิคัล แฟลช NAND ได้รับความนิยมมากกว่าแฟลช NOR อย่างมาก เนื่องจากความหนาแน่นของพื้นที่จัดเก็บและความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ Flash ที่เหนือกว่า EEPROM รุ่นก่อนๆ คือไม่จำเป็นต้องลบทิ้งทั้งหมด

แทนที่จะแบ่งหน่วยความจำแฟลชออกเป็นบล็อกที่ต้องลบทิ้ง แต่สิ่งนี้มาพร้อมกับต้นทุนด้านประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามาก เนื่องจากขนาดที่เล็กกว่ามาก จุดอ่อนหลักของ Flash คือเซลล์หน่วยความจำสามารถเขียนได้หลายครั้งก่อนที่จะเสื่อมสภาพ โดยทั่วไป ปัญหานี้แก้ไขได้ในอุปกรณ์สมัยใหม่ด้วยอัลกอริธึมการปรับระดับที่สวมใส่และการจัดสรรพื้นที่มากเกินไป