Jak informacje są przechowywane na dysku flash. Instrukcje krok po kroku dotyczące korzystania z pamięci flash

Dysk flash to urządzenie pamięci masowej wykorzystujące pamięć flash. Pamięć flash jest nieulotna. Można go elektrycznie wymazać i przeprogramować.

Jest to zatem rodzaj elektrycznie kasowalnej programowalnej pamięci tylko do odczytu o nazwie EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) - elektrycznie kasowalnej programowalnej pamięci ROM. Ten rodzaj pamięci można wymazać i wypełnić danymi nawet milion razy. Dyski flash są podobne do konwencjonalnych dysków twardych i mogą je zastąpić. Pamięć flash służy do łatwego i szybkiego przechowywania i przesyłania informacji.

O pamięci flash

Dyski flash są często używane w produktach o niskim poborze mocy i takich, które mogą wymagać działania w trudnych warunkach. Pamięć flash jest nieulotna, dlatego dyski flash nie muszą być podtrzymywane przez baterię. Pamięć flash jest półprzewodnikowa. Oznacza to, że nie ma w tym nic mechanicznego. Wszystko jest czysto elektroniczne. Pamięć flash ma siatkę kolumn i wierszy, każda komórka ma dwa tranzystory w każdym punkcie przecięcia siatki. W każdej parze tranzystory oddziela cienka warstwa tlenku. Jeden tranzystor w parze nazywany jest bramką pływającą, a drugi jest znany jako bramka sterująca. Brama pływająca może pomieścić ładunek elektryczny. Ładunek ten leży w izolacji elektrycznej warstwy tlenku oddzielającej ją od bramki kontrolnej. W ten sposób wszelkie elektrony umieszczone na pływającej bramce pozostają na niej. Dzięki temu pamięć flash jest nieulotna. Zadaniem pamięci flash jest właśnie dodawanie i usuwanie elektronów z pływających bramek.

Jak działa pendrive?

Musi być włożony do Port USB na komputerze. Dzisiejsze systemy operacyjne mogą wykrywać dyski flash i instalować niezbędne sterowniki na własną rękę. Po wykryciu urządzenia można na nim przechowywać dane. Dysk flash można usunąć z komputera dopiero po zakończeniu jego pracy. System poinformuje Cię, kiedy można go bezpiecznie usunąć, po czym można go fizycznie usunąć.

Pamięć flash składa się z płytki drukowanej i jest pokryta plastikową lub gumową obudową, dzięki czemu jest wytrzymała. Wystające złącze USB jest zamknięte zdejmowaną pokrywą. Większość dysków flash używa Połączenie USB Typ A, dzięki czemu są kompatybilne ze standardowymi złączami komputerowymi. Dzięki temu można je podłączyć bezpośrednio do portu w komputerze.

Dyski flash nie wymagają żadnych dodatkowych sterowników urządzeń. Gdy dysk flash jest podłączony do komputera z systemem operacyjnym bloku logicznego, oddziela to szczegóły implementacji złożonych urządzeń pamięci flash, a system operacyjny może korzystać z dowolnego system plików lub adresowanie bloków systemowych. Krótko mówiąc, system operacyjny traktuje to jako dysk twardy. Po podłączeniu dysk flash przechodzi w tryb emulacji, co oznacza, że ​​emuluje ciężka praca dysk później. To znacznie ułatwia przesyłanie danych między dyskiem flash a komputerem.

Dyski flash są używane w zarządzaniu systemami operacyjnymi w celu włączenia komputery osobiste do sieci elektrycznej. W takich przypadkach zawierają: system operacyjny i służy do uruchamiania systemu. Pamięci flash mają przewagę nad innymi urządzeniami ze względu na niski pobór mocy i niską awaryjność. Ponadto dyski flash mają niewielki przenośny rozmiar. Umożliwiają szybki transfer danych przy mniejszym wysiłku. Zasadniczo są to urządzenia typu Plug-and-Play. Nie wymagają specjalnego przeszkolenia z Twojej strony, aby móc z nich korzystać. Mają duży magazyn pamięci, więcej pamięci niż dyskietki czy płyty CD.

We wczesnych latach swojej ewolucji dyski flash nie były w stanie obsłużyć zbyt wielu cykli wymazywania. To sprawiło, że wczesne dyski flash nie były odpowiednie dla danych, które wymagały częstych aktualizacji. Aby wypełnić tę lukę, producenci opracowali metodę wyrównywania, która fizycznie dystrybuuje dane we wszystkich lokalizacjach pamięci. Nowoczesne dyski flash mogą wytrzymać nawet milion cykli.

Dyski flash USB

Pamięć flash USB to dziś modne słowo technologia komputerowa. Jest to pamięć flash lub urządzenie magazynujące typu NAND. Główne elementy dysku flash to złącze USB typu A, kontroler pamięci masowej, układ pamięci flash NAND i oscylator kwarcowy. Złącze USB działa jako interfejs między urządzeniem a komputerem. Kontroler pamięci masowej składa się z małego procesora RISC. Ma też trochę pamięci na chipie (może to być ROM i RAM). Chip pamięci flash wykonuje rzeczywistą pracę przechowywania danych. Oscylator kwarcowy generuje sygnały zegarowe i steruje danymi wyjściowymi z urządzenia. Diody LED, które działają jak wskaźniki, zapewniają ochronę przed zapisem i przełączają niektóre inne elementy, które mogą być częścią pamięci flash.

Korzystanie z pamięci flash

• Podłącz dysk flash do komputera.
• Komputer poinformuje Cię, że wykrył urządzenie zewnętrzne.
• System operacyjny potraktuje go jak każdy inny dysk twardy. Nie są potrzebne żadne specjalne sterowniki urządzeń. Nie jest wymagany żaden konkretny system plików.
• Przejdź do menu „Mój komputer”, a zobaczysz dysk flash wśród innych dysków.
• Będziesz mógł go otworzyć jak każdy inny dysk twardy.

Zalety dysków flash

• Są lekkie i przenośne.
• Są niezawodne. Są odporne na zarysowania i nie podlegają wpływom pól magnetycznych.
• Pamięć flash jest nieulotna.
• Są to urządzenia typu plug-and-play, dzięki czemu są łatwe w użyciu.
• Komputer traktuje je jak każdy inny dysk twardy, co ułatwia przesyłanie danych.

Wady dysków flash

• Są małe. Więc można go łatwo zgubić.
• Częste używanie powoduje ich zużycie, zwłaszcza w miejscu podłączenia do komputera.
• Istnieje limit liczby cykli zapisu i kasowania, które mogą obsłużyć.
• Używanie dysku flash na różnych komputerach sprawia, że ​​jest on podatny na infekcje. Wirus na dysku może zniszczyć dane lub uniemożliwić ich odczytanie.

Współczesne pendrive'y są wyposażone w środki bezpieczeństwa, takie jak szyfrowanie, a nawet biometria. Wyposażone są w pokrowiec ochronny, dzięki czemu są niezawodne. Chociaż liczba cykli kasowania i zapisu może być ograniczona. Dodatkową zaletą tych urządzeń jest ich pojemność, szybkość, przenośność i niskie zużycie energii. Oczywiste jest, że wady dysków flash są znikome w porównaniu z łatwością użytkowania, jaką oferują. Pamięci flash są jednymi z najbardziej popularne urządzenia przechowywanie danych. Mogą pobierać oprogramowanie, przechowywać ważne dokumenty, projekty i prace domowe, a także przechowywać muzykę, filmy i zdjęcia.

Jesteśmy przyzwyczajeni do korzystania z dobrodziejstw cywilizacji, a ostatnio nawet ich nie zauważamy. Ale wielu zastanawia się, jak działa ten lub inny mechanizm. Ten artykuł jest napisany dla ciekawskich osób, które zastanawiają się, jak działa pendrive? Możesz przywrócić dyski flash.

Komórki pamięci służą do przechowywania informacji. Jedna komórka może przechowywać tylko jeden bit. Element kodu binarnego 0 lub 1 jest zapisywany w tym bicie.

W jednym dysku flash znajdują się miliardy komórek gotowych do zapamiętania informacji dla Ciebie. Osiem bitów tworzy jeden bajt. Tak więc jeden gigabajtowy dysk składa się z 8 589 934 592 komórek pamięci, a ten artykuł mieści się w około 20 000 komórek.

Więcej o komórkach pamięci

Komórki pamięci to tranzystory. Tranzystor ma dwa półprzewodniki typu n, są one po jego bokach. Te półprzewodniki mają wiele wolnych elektronów. Kiedy te cząstki się poruszają, płynie prąd.

W środku półprzewodników typu n znajduje się półprzewodnik typu p, który charakteryzuje się brakiem elektronów. Za jego pośrednictwem prąd przepływa przez dziury, w których nie ma wystarczającej ilości elektronów.

Ze względu na różne wzorce przewodnictwa tych materiałów półprzewodnikowych prąd nie może przepływać między nimi.

Konstrukcja tranzystora przewiduje bramkę sterującą, która znajduje się nad p-półprzewodnikiem. Jest to elektroda i przykładane jest do niej napięcie. Przyłożone napięcie dodatnie odpycha otwory p-półprzewodnika i przyciąga cząstki. Jest to uzasadnione przyciąganiem przeciwnych opłat.

Powoduje to tzw. n-złącze. Konieczne jest przeniesienie energii elektrycznej z jednego n-półprzewodnika na drugi, w wyniku czego tranzystor przepuszcza prąd.

Bramka kontrolna ma separację p-półprzewodników zwaną pływającą bramką (płytka z krzemu polikrystalicznego). Przy ładunku płyty ujemnej prąd nie będzie przewodzony przez tranzystor, niezależnie od ładunku bramki sterującej, co może w przyszłości zakłócić jego działanie.

Czytanie danych

Proces odczytywania informacji z dysku flash wygląda następująco. Bramka sterująca jest pod napięciem. Jest to konieczne do określenia zera lub jedynki znajdującej się w tej komórce pamięci. Połączenie zer i jedynek daje wyobrażenie o maszynie, która odczytuje informacje o zakodowanych znakach.

Przy nadmiarze elektronów na bramce sterującej prąd nie płynie. Oznacza jednostkę.

Gdy na bramce kontrolnej brakuje elektronów, płynie prąd. Oznacza to zero.

Rejestracja danych

Aby zapisać informacje konieczne jest wypełnienie pływającej bramki elektronami. Jest to jednak trudne zadanie ze względu na otaczającą go warstwę dielektryczną, która nie przepuszcza prądu.

Elektrony są umieszczane w pływającym ogniwie poprzez przyłożenie ładunku dodatniego, wyższego niż ten, który jest dostarczany podczas odczytu, przy którym przeskakują, przechodząc przez warstwę dielektryczną.

Kiedy informacja zostaje wymazana, do pływającej bramki przykładane jest ujemne napięcie, a elektrony spadają z pływającej bramki.

Tak działa ta drobnostka, która ułatwia nam dzielenie się informacjami.

Oferuję do pobrania w prezencie bezpłatna książka: przyczyny zawieszania się komputera, odzyskiwanie danych, śieć komputerowa poprzez instalacje elektryczne i wiele innych ciekawe żetony.
Jeszcze ciekawsze wiadomości, a co najważniejsze komunikacja, rozwiązania Twoich problemów! Dołącz do telegramu -

Porozmawiamy o zasadzie działania dysków flash. Temat staje się coraz bardziej aktualny: „dyski flash”są w twojej kieszeniwszyscy, w telefony komórkowe i tablety pamięć wewnętrzna działa na tej samej zasadzie i nawet ultraprzenośne laptopy najnowszych generacji odmawiają używania zwykłych dysków twardych na rzecz dysków SSD. Działają szybciej, zużywają mniej energii (co jest bardzo ważne w przypadku laptopów), są ciche, chłodne i odporne na wstrząsy. Jak to działa?

Po pierwsze, pamięć flash jest pamięcią nieulotną i wielokrotnego zapisu opartą na: specjalne właściwości półprzewodniki. Pierwszy termin w jej opisie odnosi się do prostego faktu, że nie potrzebuje dostępu do elektryczności do przechowywania informacji. Aby informacje były przechowywane na takich dyskach, nie potrzebują one zasilania, a do odczytu pendrive'a nie są potrzebne ruchome systemy. W HDD jest to dysk obracający się z dużą prędkością, wrzeciono i głowica. To bardzo dobrze: pendrive nie jest tak łatwy do uszkodzenia, zwykle ma długą żywotność, szybko wymienia dane z komputerem. Te dyski są lekkie, proste i wkrótce będą tanie. Jak dotąd są one droższe od dysków twardych i są złe, ponieważ jeśli liczba odczytów z dysku SSD nie jest ograniczona, to liczba cykli przepisywania nadal nie jest nieskończona. Z reguły te same komórki pamięci można nadpisać nawet dziesięć tysięcy razy.

Każda komórka pamięci flash nie zawiera kondensatorów - przewodników, które zajmują dużo miejsca i mają złożoną budowę. To tylko jeden tranzystor o specjalnej architekturze, który może przechowywać elektrony, tj. Informacja.

Ponadto komórki pamięci flash są wysoce skalowalne: mogą być niewiarygodnie małe, co oznacza, że ​​dużo danych jest zapisywanych na małym nośniku. Przy obecnym poziomie komputeryzacji i rozwoju technologii tranzystory mogą być bardzo małe. Oznacza to tylko jedno: pamięć flash zajmuje bardzo mało miejsca. Już niedługo będziemy mogli zmieścić terabajty informacji na zwykłym pendrive'ie.

Typowa mapa pamięci to pole kolumn i kolumn, w obszarze przecięcia, w którym zawsze znajdują się dwa tranzystory. Oddzielone są specjalną warstwą izolacyjną.

Jak zapewne wiesz, wszystkie informacja cyfrowa przechowywane w megabajtach. Jeden megabajt to 1024 kilobajty. W jednym kilobajtach jest 1024 bajtów. Jeden bajt to 8 bitów.

Nasze komputery rozumieją tylko binarny (system binarny). Oznacza to, że jeden bit informacji to zero lub jeden.

Fragment(Język angielski) bi nary digi T; Graj też na słowach: ang. bit - trochę) (jedna cyfra binarna w system binarny rachunek różniczkowy) jest jedną z najbardziej znanych jednostek miary informacji.

Nieco zajmuje jedno miejsce w pamięci flash. Najważniejszą rzeczą w tym mechanizmie jest elektron. Kiedy włączasz dysk flash w komputerze, przepływa przez niego prąd, który dociera do wszystkich komórek. Każda komórka składa się z źródło oraz kanał. Prąd płynie ze źródła do kanału tylko wtedy, gdy kontroler za pomocą tej samej elektryczności naładuje elektron i, jak na moście, prąd popłynie dalej wzdłuż elektronu.

Jeśli prąd był uruchomiony, to komórka ma zero, jeśli nie działała, to jest jeden. Wartość komórki, czyli trochę, zależy od tego, czy jest tam elektron, czy nie. Kiedy zapisujemy informacje na dysku flash, miliony kontrolerów ładują i rozładowują miliony elektronów.

Wszystkie opisane procesy odbywają się na chipie pamięci. Ale typowy dysk flash to coś więcej niż tylko to. Posiada również męskie złącze USB. Kolejnym urządzeniem w pamięci flash jest kontroler, który zapewnia wzajemne zrozumienie między dyskiem a komputerem - do tego ma mały procesor i niewielką ilość pamięć o dostępie swobodnym. Ten ostatni jest takim „buforem” do przesyłania informacji.

Wyobraź sobie, że ty i twoi przyjaciele rozładowujecie ładunek cukru. Sam wagon jest chipem pamięci. Procesor to senior w grupie, który zarządza procesem. A RAM na pendrive to takie miejsce, rodzaj studzienki, gdzie worki wyrzuca się bezpośrednio przy samochodzie - zanim kolejna ładowarka przeniesie je do magazynu (komputera).

Na pendrive znajduje się również oscylator - kontroler, który ustawia częstotliwość systemu. Można powiedzieć, że jest to Twój pracodawca, którego zadaniem jest z jednej strony zapewnienie, prędkość maksymalna z drugiej strony rozładunek samochodu i bezpieczeństwo dla zdrowia pracowników. Wskaźnik aktywności LED jest potrzebny bezpośrednio użytkownikom: aby wiedzieli, czy dysk jest aktywny, czy nie. Na dyskach flash znajduje się również przełącznik, który przełącza nośnik w tryb ochrony przed zapisem. To w rzeczywistości wszystko.

Obecnie dyski flash są najpopularniejszymi zewnętrznymi nośnikami pamięci. W przeciwieństwie do dysków optycznych i magnetycznych (odpowiednio CD/DVD i dysków twardych), dyski flash są bardziej kompaktowe i odporne na uszkodzenie mechaniczne. A dzięki jakiej kompaktowości i stabilności osiągnięto? Dowiedzmy Się!

Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że wewnątrz pendrive'a nie ma ruchomych części mechanicznych, które mogłyby zostać uszkodzone przez upadki lub wstrząsy. Osiąga się to dzięki konstrukcji - bez etui ochronnego pendrive jest płytka drukowana do którego wlutowane jest złącze USB. Przyjrzyjmy się jego składnikom.

Główne składniki

Składniki większości dysków flash można podzielić na podstawowe i dodatkowe.

Najważniejsze z nich to:

1. układy pamięci NAND;
2. kontroler;
3. rezonator kwarcowy.
4. Złącze USB

Pamięć NAND
Napęd działa dzięki pamięci NAND: mikroukładom półprzewodnikowym. Układy takiej pamięci, po pierwsze, są bardzo kompaktowe, a po drugie, są bardzo pojemne: jeśli na początku dyski flash straciły objętość na znane wówczas dyski optyczne, teraz nawet dyski Blu-Ray przekraczają pojemność. Taka pamięć między innymi jest również nieulotna, to znaczy nie wymaga źródła zasilania do przechowywania informacji, w przeciwieństwie do chipów RAM tworzonych przy użyciu podobnej technologii.


Jednak pamięć NAND ma jedną wadę w porównaniu z innymi typami urządzeń pamięci masowej. Faktem jest, że żywotność tych chipów jest ograniczona pewną liczbą cykli przepisywania (kroki odczytu / zapisu informacji w komórkach). Średnia liczba cykli odczytu i zapisu wynosi 30 000 (w zależności od typu układu pamięci). Wydaje się, że to niesamowita ilość, ale w rzeczywistości oznacza około 5 lat intensywnego użytkowania. Jednak nawet po osiągnięciu limitu dysk flash może być nadal używany, ale tylko do odczytu danych. Ponadto, ze względu na swój charakter, pamięć NAND jest bardzo podatna na przepięcia elektryczne i wyładowania elektrostatyczne, dlatego trzymaj ją z dala od źródeł takich zagrożeń.

Kontroler
Numer 2 na rysunku na początku artykułu to maleńki mikroukład - kontroler, narzędzie komunikacji między pamięcią flash a podłączonymi urządzeniami (komputery, telewizory, radia samochodowe itp.).


Kontroler (inaczej nazywany mikrokontrolerem) to miniaturowy prymitywny komputer z własnym procesorem i pewną ilością pamięci RAM, używany do buforowania danych i celów serwisowych. Procedura aktualizacji oprogramowania układowego lub BIOS-u oznacza po prostu aktualizację oprogramowania mikrokontrolera. Jak pokazuje praktyka, najbardziej częste awarie pendrive'y - awaria kontrolera.

Rezonator kwarcowy
Elementem tym jest maleńki kryształ kwarcowy, który podobnie jak w zegarku elektronicznym wytwarza drgania harmoniczne o określonej częstotliwości. W dyskach flash rezonator służy do komunikacji między kontrolerem, pamięcią NAND i dodatkowymi komponentami.

Ta część pendrive'a jest również zagrożona uszkodzeniem i, w przeciwieństwie do problemów z mikrokontrolerem, samodzielne ich rozwiązanie jest prawie niemożliwe. Na szczęście w nowoczesnych napędach rezonatory zawodzą stosunkowo rzadko.

Złącze USB
W zdecydowanej większości przypadków nowoczesne dyski flash mają złącze USB 2.0 typu A, które jest nastawione na odbiór i przesyłanie. Najnowsze dyski korzystają z USB 3.0 typu A i typu C.

Dodatkowe elementy

Oprócz wymienionych powyżej głównych komponentów pamięci flash producenci często dostarczają im elementy opcjonalne, takie jak wskaźnik LED, przełącznik ochrony przed zapisem i niektóre specyficzne funkcje dla niektórych modeli.

Wskaźnik ledowy
Wiele dysków flash ma małą, ale dość jasną diodę LED. Jest przeznaczony do wizualnego przedstawiania aktywności pendrive'a (zapisywania lub odczytywania informacji) lub jest po prostu elementem projektu.


Ten wskaźnik najczęściej nie przenosi żadnego obciążenia funkcjonalnego dla samego dysku flash i jest potrzebny tylko dla wygody użytkownika lub dla urody.

Przełącznik ochrony przed zapisem
Ten element jest bardziej typowy dla kart SD, chociaż czasami występuje w urządzeniach pamięci USB. Te ostatnie są często używane w środowisko korporacyjne jako nośniki różnych informacji, w tym ważnych i poufnych. Aby uniknąć incydentów z przypadkowym usunięciem takich danych, producenci dysków flash w niektórych modelach stosują wyłącznik ochronny: rezystor, który po podłączeniu do obwodu zasilania urządzenia pamięci masowej nie prąd elektryczny dostać się do komórek pamięci.


Podczas próby zapisania lub usunięcia informacji z dysku z włączoną ochroną system operacyjny wyświetli następujący komunikat.

W podobny sposób ochrona realizowana jest w tzw. kluczach USB: pendrive'ach, które zawierają certyfikaty bezpieczeństwa niezbędne do poprawnego działania określonego oprogramowania.

Ten element też może się zepsuć, co skutkuje niefortunną sytuacją – urządzenie wydaje się sprawne, ale nie da się z niego korzystać. Na naszej stronie znajdują się materiały, które mogą pomóc w rozwiązaniu tego problemu.

Unikalne komponenty

Należą do nich na przykład obecność złączy Lightning, microUSB lub Type-C: dyski flash z nimi są przeznaczone do użytku, w tym na smartfonach i tabletach.

Pamięć flash (eng. Flash-Memory) - rodzaj półprzewodnikowej nieulotnej pamięci wielokrotnego zapisu.

Zasada działania

Programowanie pamięci flash

Wyczyść pamięć flash

Fabuła

Specyfikacje

Systemy plików

Podanie

Rodzaje kart pamięci

1 normalna

Pamięć flash (eng. Flash-Memory) - rodzaj półprzewodnikowej nieulotnej pamięci wielokrotnego zapisu.

Można ją odczytać dowolną ilość razy, ale taką pamięć można zapisać tylko ograniczoną ilość razy (maksymalnie - około miliona cykli). Pamięć flash jest powszechna i może wytrzymać około 100 000 cykli zapisu - znacznie więcej niż może obsłużyć dyskietka lub CD-RW.

Nie zawiera ruchomych części, więc inaczej dyski twarde, bardziej niezawodny i kompaktowy.

Ze względu na swoją kompaktowość, niski koszt i niskie zużycie energii pamięć flash jest szeroko stosowana w urządzenia przenośne działający na baterie i akumulatory - aparaty i kamery cyfrowe, cyfrowe dyktafony, odtwarzacze MP3, PDA, telefony komórkowe, a także smartfony i komunikatory. Ponadto służy do przechowywania wbudowanego oprogramowanie w różnych urządzeniach (routery, centrale, drukarki, skanery), różnych kontrolerach.

Ponadto w ostatnich latach doszło do powszechnego Flash USB breloki („pamięć flash”, dysk USB, dysk USB), które praktycznie zastąpiły dyskietki i płyty CD.

Pod koniec 2008 r. główna wada uniemożliwiająca wypieranie z rynku urządzeń opartych na pamięci flash dyski twarde, to wysoki stosunek ceny do wolumenu, przekraczający ten parametr dla dysków twardych 2-3-krotnie. Pod tym względem ilość dysków flash nie jest tak duża. Chociaż prace w tych obszarach trwają. Proces technologiczny staje się tańszy, nasila się konkurencja. Wiele firm już ogłosiło wydanie Dyski SSD 256 GB lub więcej.

Inną wadą urządzeń opartych na pamięci flash w porównaniu z dyskami twardymi jest, co dziwne, niższa prędkość. Pomimo tego, że producenci dysków SSD twierdzą, że prędkość tych urządzeń jest wyższa niż prędkość dysków twardych, w rzeczywistości okazuje się ona znacznie niższa. Oczywiście dysk SSD nie spędza czasu jak dysk twardy na podkręcaniu, pozycjonowaniu głowic itp. Ale czas odczytu, a tym bardziej zapisu, komórek pamięci flash stosowanych w nowoczesnych dyskach SSD jest dłuższy. co prowadzi do znacznej redukcji Całkowita wydajność. Aby być uczciwym, należy zauważyć, że najnowsze modele Dyski SSD i w tym parametrze są już bardzo zbliżone do dysków twardych. Jednak te modele są nadal zbyt drogie.

W lutym 2009 r. dostawy USB- pamiec przenosna o pojemności 512Gb. Ten model pojawił się już w sprzedaży w Moskwie. Szacunkowy koszt takiego modelu dla użytkownika końcowego jest planowany w granicach 250 USD, co czyni taki pendrive wyraźnym konkurentem. zewnętrzny dysk twardy. Pendrive ma niewielki kompaktowy rozmiar, interfejs USB 2.0, prędkość odczytu 11MB/sek. i 10MB/sek. do protokołu Treść [usuń]

Zasada działania

Programowanie pamięci flash

Wyczyść pamięć flash

Pamięć flash przechowuje informacje w tablicy tranzystorów z pływającą bramką zwanych komórkami. W tradycyjnych urządzeniach jednopoziomowych (SLC) każda komórka może przechowywać tylko jeden bit. Niektóre nowe urządzenia z komórkami wielopoziomowymi (MLC) mogą przechowywać więcej niż jeden bit przy użyciu różnych poziomów ładunek elektryczny na pływającej bramce tranzystora.

Ten rodzaj pamięci flash opiera się na elemencie OR (ang. NOR), ponieważ w tranzystorze z pływającą bramką niskie napięcie bramki wskazuje na jedynkę.

Tranzystor ma dwie bramki: sterującą i pływającą. Ta ostatnia jest całkowicie izolowana i jest w stanie utrzymać elektrony do 10 lat. Komórka ma również odpływ i źródło. Podczas programowania z napięciem na bramce sterującej powstaje pole elektryczne i pojawia się efekt tunelowy. Niektóre elektrony przechodzą przez warstwę izolatora i wchodzą do pływającej bramy, gdzie pozostaną. Ładunek na bramce pływającej zmienia „szerokość” kanału dren-źródło i jego przewodność, która jest wykorzystywana podczas odczytu.

Komórki programujące i czytające bardzo różnią się zużyciem energii: urządzenia pamięci flash zużywają dość dużo prądu podczas zapisu, podczas gdy podczas odczytu zużycie energii jest niskie.

Aby usunąć informacje, do bramki sterującej przykładane jest wysokie napięcie ujemne, a elektrony z bramki pływającej przechodzą (tunel) do źródła.

W architekturze NOR każdy tranzystor musi być podłączony do indywidualnego styku, co zwiększa wielkość obwodu. Ten problem został rozwiązany za pomocą architektury NAND.

Typ NAND bazuje na elemencie NAND (ang. NAND). Zasada działania jest taka sama, różni się od typu NOR jedynie rozmieszczeniem ogniw i ich stykami. Dzięki temu nie jest już konieczne podłączanie indywidualnego styku do każdej komórki, dzięki czemu rozmiar i koszt chipa NAND można znacznie zmniejszyć. Ponadto pisanie i usuwanie jest szybsze. Jednak ta architektura nie pozwala na dostęp do dowolnej komórki.

Architektury NAND i NOR istnieją obecnie równolegle i nie konkurują ze sobą, ponieważ są używane w różnych obszarach przechowywania danych.

Fabuła

Pamięć flash została wynaleziona przez Fujio Masuokę, gdy był w Toshibie w 1984 roku. Nazwę „flash” wymyślił też w Toshibie kolega Fuji, Shoji Ariizumi, ponieważ proces wymazywania zawartości pamięci przypominał mu flash. Masuoka zaprezentował swój projekt na Międzynarodowym Spotkaniu Urządzeń Elektronowych IEEE 1984 (IEDM), które odbyło się w San Francisco w Kalifornii. Intel dostrzegł w tym wynalazku ogromny potencjał iw 1988 roku wypuścił pierwszy komercyjny układ flash typu NOR.

Pamięć flash typu NAND została ogłoszona przez firmę Toshiba w 1989 roku na międzynarodowej konferencji dotyczącej obwodów półprzewodnikowych. Miał większą prędkość zapisu i mniejszy obszar chipa.

Na koniec 2008 roku liderami w produkcji pamięci flash są Samsung (31% rynku) i Toshiba (19% rynku, w tym wspólne fabryki z Sandisk). (Dane według iSupply z IV kwartału 2008 r.). Układy pamięci flash NAND są standaryzowane przez grupę roboczą Open NAND Flash Interface (ONFI). Obecnym standardem jest specyfikacja ONFI w wersji 1.0, wydana 28 grudnia 2006 r. Grupa ONFI jest wspierany przez konkurentów Samsunga i Toshibę w produkcji chipów NAND: Intel, Hynix i Micron Technology.

Specyfikacje

Szybkość niektórych urządzeń z pamięcią flash może sięgać nawet 100 Mb/s. Ogólnie rzecz biorąc, karty flash mają szeroki zakres prędkości i zwykle są oznaczone z prędkością standardowego napędu CD (150 Kb / s). Tak więc określona prędkość w 100x oznacza 100 x 150 Kbps = 15 000 Kbps = 14,65 Mbps.

Zasadniczo objętość układu pamięci flash mierzy się od kilobajtów do kilku gigabajtów.

W 2005 r. Toshiba i SanDisk wprowadzili chipy 1Gb NAND oparte na technologii komórek warstwowych, w których pojedynczy tranzystor może przechowywać wiele bitów przy użyciu różnych poziomów ładunku elektrycznego na ruchomej bramce.

Samsung we wrześniu 2006 r. wprowadził układ 8 GB wykonany przy użyciu 40 nm proces technologiczny. Pod koniec 2007 roku lata samsung ogłosił stworzenie pierwszego na świecie układu pamięci flash typu MLC (multi-level cell) NAND, wykonanego w 30-nanometrowym procesie technologicznym. Pojemność chipa to również 8 GB. Oczekuje się, że układy pamięci wejdą do masowej produkcji w 2009 roku.

Aby zwiększyć głośność w urządzeniach, często stosuje się tablicę kilku chipów. Głównie w połowie 2007 r. Urządzenia USB a karty pamięci mają pojemność od 512 MB do 64 GB. Największa ilość urządzeń USB to 1 TB.

Systemy plików

Głównym słabym punktem pamięci flash jest liczba cykli przepisywania. Sytuację pogarsza również fakt, że system operacyjny często zapisuje dane w tym samym miejscu. Na przykład tablica systemu plików jest często aktualizowana, dzięki czemu pierwsze sektory pamięci zużywają swój zapas dużo wcześniej. Równoważenie obciążenia pozwala znacznie wydłużyć żywotność pamięci.

Aby rozwiązać ten problem, stworzono specjalne systemy plików: JFFS2 i YAFFS dla GNU/Linux oraz exFAT dla Microsoft Windows.

Dyski flash USB i karty pamięci, takie jak SecureDigital i CompactFlash, mają wbudowany kontroler, który wykrywa i koryguje błędy oraz stara się równomiernie wykorzystywać zasoby nadpisywania pamięci flash. Na takich urządzeniach nie ma sensu używać specjalnego systemu plików, a dla lepszej kompatybilności używany jest zwykły FAT.

Podanie

Fiszki różne rodzaje(pokazano dopasowanie do celów doboru rozmiaru)

Pamięć flash jest najbardziej znana z zastosowania w dyskach flash USB. flash USB odwieźć). Stosowana jest głównie pamięć typu NAND, która jest podłączona przez USB za pośrednictwem interfejsu urządzenia pamięci masowej USB (USB MSC). Ten interfejs jest obsługiwany przez wszystkie systemy operacyjne nowoczesnych wersji.

Dzięki dużej szybkości, pojemności i kompaktowym rozmiarom dyski flash USB całkowicie zastąpiły dyskietki z rynku. Na przykład od 2003 roku firma Dell przestała produkować komputery z napędem dyskietek.

V ten moment Szeroka gama pendrive'ów USB jest dostępna w różnych kształtach i kolorach. Na rynku dostępne są dyski flash z automatycznym szyfrowaniem zapisanych na nich danych. Japońska firma Solid Alliance produkuje nawet pendrive'y w postaci żywności.

Istnieją specjalne dystrybucje GNU/Linuksa i wersje programów, które można uruchamiać bezpośrednio z pamięci USB, na przykład w celu korzystania z ich aplikacji w kafejkach internetowych.

Technologia ReadyBoost Windows Vista można użyć dysku flash USB lub specjalnej pamięci flash wbudowanej w komputer w celu zwiększenia wydajności. Karty pamięci, takie jak SecureDigital (SD) i Memory Stick, również są oparte na pamięciach flash, które są aktywnie wykorzystywane w sprzęcie przenośnym (aparaty fotograficzne, telefony komórkowe). Wraz z napędami USB pamięć flash zajmuje dużą część rynku przenośnych nośników danych.

Pamięć typu NOR jest coraz częściej wykorzystywana w pamięciach BIOS i ROM urządzeń takich jak modemy DSL, routery itp. Pamięć flash pozwala w łatwy sposób aktualizować firmware urządzeń, natomiast prędkość zapisu i głośność nie są tak istotne dla takich urządzeń.

Obecnie aktywnie rozważana jest możliwość wymiany dysków twardych na pamięć flash. W rezultacie komputer włącza się szybciej, a brak ruchomych części wydłuża żywotność. Na przykład w XO-1 „laptop za 100 dolarów”, który jest aktywnie rozwijany dla krajów trzeciego świata, zamiast twardy dysk Zostanie wykorzystana pamięć flash 1 GB. Dystrybucja jest ograniczona przez wysoką cenę za GB i krótszy okres trwałości niż dyski twarde ze względu na ograniczoną liczbę cykli zapisu.

Rodzaje kart pamięci

Istnieje kilka rodzajów kart pamięci używanych w telefonach komórkowych.

MMC (MultiMedia Card): Karta formatu MMC ma niewielkie wymiary - 24x32x1,4 mm. Opracowany wspólnie przez SanDisk i Siemens. MMC zawiera kontroler pamięci i jest wysoce kompatybilny z urządzeniami różne rodzaje. W większości przypadków karty MMC są obsługiwane przez urządzenia z gniazdem SD.
RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card): Karta pamięci, która jest o połowę mniejsza od standardowej karty MMC. Jego wymiary to 24x18x1,4 mm, a jego waga to około 6 g, wszystkie inne cechy nie odbiegają od MMC. Do zapewnienia zgodności ze standardem MMC podczas korzystania z kart RS-MMC wymagany jest adapter.
DV-RS-MMC (Dual Voltage Reduced Size MultiMedia Card): Karty pamięci DV-RS-MMC z podwójnym zasilaniem (1,8 i 3,3 V) charakteryzują się zmniejszonym zużyciem energii, co pozwoli na nieco dłuższą pracę telefonu komórkowego. Wymiary karty są takie same jak RS-MMC, 24x18x1,4 mm.
MMCmicro: miniaturowa karta pamięci do urządzenia mobilne o wymiarach 14x12x1,1 mm. Aby zapewnić zgodność ze standardowym gniazdem MMC, należy użyć adaptera.

Karta SD (Secure Digital Card): obsługiwana przez firmy SanDisk, Panasonic i Toshiba. Standard SD to dalszy rozwój standardu MMC. Pod względem rozmiarów i cech karty SD są bardzo podobne do MMC, tylko nieco grubsze (32x24x2,1 mm). Główną różnicą w stosunku do MMC jest technologia ochrony praw autorskich: karta ma ochronę kryptograficzną przed nieautoryzowanym kopiowaniem, zwiększoną ochronę informacji przed przypadkowym skasowaniem lub zniszczeniem oraz mechaniczny przełącznik ochrony przed zapisem. Pomimo powiązanych standardów, kart SD nie można używać w urządzeniach z gniazdem MMC.
SD (Trans-Flash) i SDHC (High Capacity): Stare karty SD, tzw. Trans-Flash i nowy SDHC (High Capacity) oraz ich czytniki różnią się limitem maksymalnej pojemności, 2 GB dla Trans-Flash i 32 GB dla High Capacity (High Capacity). Czytniki SDHC są wstecznie kompatybilne z SDTF, co oznacza, że ​​karta SDTF będzie odczytywana bez problemów w czytniku SDHC, ale tylko 2 GB pojemności SDHC o większej pojemności będzie widoczne w urządzeniu SDTF lub nie zostanie odczytana w Wszystko. Zakłada się, że format TransFlash zostanie całkowicie zastąpiony przez format SDHC. Oba podformaty mogą być prezentowane w dowolnym z trzech fizycznych formatów. rozmiary (Standard, mini i micro).
miniSD (karta Mini Secure Digital): Od standardowe karty Secure Digital mają mniejsze wymiary 21,5x20x1,4 mm. Adapter służy do zapewnienia działania karty w urządzeniach wyposażonych w konwencjonalny slot SD.
microSD (Micro Secure Digital Card): są włączone w tej chwili(2008) najbardziej kompaktowe wymienne urządzenia pamięci flash (11x15x1 mm). Wykorzystywane są przede wszystkim w telefonach komórkowych, komunikatorach itp., ponieważ ze względu na swoją kompaktowość mogą znacznie rozszerzyć pamięć urządzenia bez zwiększania jego rozmiarów. Przełącznik ochrony przed zapisem znajduje się na adapterze microSD-SD.

MS Duo (Memory Stick Duo): ten standard pamięć została rozwinięta i utrzymana przez Sony. Ciało jest wystarczająco silne. W tej chwili jest to najdroższa pamięć ze wszystkich prezentowanych. Memory Stick Duo została opracowana w oparciu o powszechnie stosowany standard Memory Stick firmy Sony, wyróżnia się niewielkimi rozmiarami (20x31x1,6 mm.).