Интернет жизнь

Все об интернете

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Полупроводниковые носители (Флеш-память).

Идея использовать полупроводники для долговременного хранения данных лежит на поверхности. Вопрос лишь в том, какую память взять? Энергозависимая память (RAM) быстра, производство ее прекрасно отлажено — с нее то все и начиналось. Достаточно сделать контроллер, который бы связал микросхемы RAM, обычно используемые в качестве оперативной памяти, со стандартным дисковым интерфейсом, например SCSI.

К сожалению, чипы оперативной памяти хранят информацию, лишь пока получают питание. Несмотря на это, еще в 1982 году компания Cray начала устанавливать в свои суперкомпьютеры твердотельные накопители на RAM-памяти. По емкости они были сравнимы с самыми передовыми винчестерами той эпохи и на порядок превосходили их по быстродействию. Мэйнфреймы не выключаются годами, с питанием у них все в порядке!

Однако простым пользователям подобный вариант не подходит — память нам нужна энергонезависимая. Была изобретена и такая! Решение настолько остроумно, что заслуживает отдельного описания.

Эффект вспышки

Создатели нового типа полупроводниковых приборов сравнили принцип его действия со вспышкой (Flash). Короткий импульс изменяет состояние полупроводника, и это состояние сохраняется, как фотоснимок, даже в отсутствие электропитания.

Флеш-память — кристалл кремния, в котором сформированы не совсем обычные полевые транзисторы. Они и служат ячейками памяти (рис. 1.6). Как у любых полевых транзисторов, у них есть сток и исток. Однако у флештранзистора сразу два изолированных затвора: управляющий (control) и плавающий (floating). Плавающий затвор способен накапливать и удерживать электроны.

При записи на управляющий затвор подается положительное напряжение и часть электронов, движущихся от стока к истоку, притягивается к плавающему затвору. Некоторые электроны преодолевают слой изолятора и «пропитывают» плавающий затвор. Там они могут оставаться в течение многих лет.

Концентрация электронов в области плавающего затвора определяет одно из двух устойчивых состояний ячейки памяти. В первом, исходном, состоянии количество электронов на плавающем затворе мало. Электроны могут беспрепятственно перетекать от истока к стоку — транзистор постоянно открыт (логическая единица). Если же плавающий затвор «нашпигован» достаточным количеством электронов, транзистор оказывается во втором устойчивом состоянии. Отрицательный заряд на плавающем затворе постоянно мешает движению электронов от истока к стоку — транзистор практически закрыт. Напряжение открытия его резко увеличивается, что соответствует логическому нулю. Пороговое напряжение, которое нужно подать на сток для открытия транзистора, измеряется при каждом опросе ячеек.

Для стирания информации на управляющий затвор ненадолго подается отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора «выдавливаются» через изолятор на исток. Транзистор опять переходит в состояние логической единицы и остается в нем, пока не будет произведена очередная запись.

Последнее слово техники — так называемая многоуровневая ячейка (MLC, MultiLevel Cell). В таких транзисторах проводимость может принимать не одно из двух (0 или 1), а одно из нескольких промежуточных значений, например, 0, ¼, ½, ¾, 1. Тем самым одна ячейка способна хранить больше одного бита информации! Ценой усложнения логики удалось увеличить плотность хранения данных в 2, 4 и более раз. С 2009 года такая память уже применяется в наиболее емких накопителях.

Существуют две архитектуры флеш-памяти.

Они различаются способом обращения к ячейкам и, соответственно, организацией внутренних проводников.

    - В архитектуре NOR (ИЛИНЕ) к каждой ячейке подходит отдельный проводник, они опрашиваются и записываются поодиночке. Это позволяет работать с отдельными байтами или словами (2 байта), однако накладывает серьезные ограничения на максимальный объем памяти на единице площади кристалла. Сегодня память NOR применяется в ППЗУ малой емкости, например, в сотовых телефонах или микросхемах BIOS.

    - В памяти архитектуры NAND (ИНЕ) каждая ячейка находится на пересечении «линии битов» и «линии слов». Ячейки сгруппированы по блокам, а считывание и запись производятся лишь целыми блоками или строками. Современные съемные носители строятся, как правило, на памяти NAND.

Флеш-память — отнюдь не новое изобретение. Первые микросхемы на ее основе появились в далеком 1984 году. Однако дороговизна, низкое быстродействие и малая емкость чипов долго не позволяли создать сколько нибудь конкурентоспособные накопители на их основе. Применение ограничивалось лишь микросхемами BIOS на материнских платах и в других устройствах.

Лишь в середине 1990х годов технологический скачок позволил начать разработку карт флеш-памяти для мобильных устройств, а затем и дисков с интерфейсом USB для ПК. К 2000 году они перестали быть экзотикой и вошли в широкий обиход. Флеш-карты обосновались в камерах, плеерах и сотовых телефонах. При этом во многих гаджетах присутствует и встроенная флеш-память — при подключении камеры или телефона к ПК она обычно представляется съемным USB-диском.

 

===============================

Интернет теперь в твоей судьбе!

В интернете принято дарить -

Музыку, свои воспоминанья...

Тянется невидимая нить

Через страны, дни и расстоянья.

Незнакомым людям дарят сны,

Нежные стихи и пожеланья...

Теплые слова всегда нужны

В мире виртуального свиданья.

Тот, кто дарит - чувствует сильней,

Ничего не требуя в награду.

Подарить другим любовь сумей,

Потому что это многим надо!

И вернутся смайлики к тебе,

И друзья появятся, конечно.

Интернет теперь в твоей судьбе -

На короткий миг, длиною в вечность!

П.Давыдов

===============================

Поиск

Войти


Яндекс.Метрика