Флеш память

Флеш память - это тип долговечной компьютерной памяти, содержание которой можно удалить или перепрограммировать электрическим методом.

В отличие от Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory действия над ней выполняются в блоках, расположенных в разных местах (в первых разработках флеш памяти ее чип должен был очищаться только один раз). При значительно меньшей цене флеш памяти по сравнению с EEPROM, она стала доминирующей технологией, в случае, когда необходимо длительное, устойчивое сохранение информации. Примеры ее применения самые разнообразные. От цифровых аудио-плееров, камер до мобильных телефонов и КПК. Флеш память также используется в USB флеш дисках («зажима типа» или тип «переносного диска»), которые обычно используются для глобального сохранения и просто передачи информации между двумя компьютерами. Некоторую известность она получила в геймерской мире, где часто использовали ее промах или зависящие от питания SDRAM памяти для хранения информации на счет прогресса игры.

Обзор

Флеш память - это тип памяти, которая может на длительное время сохранять определенную информацию на своей плате, совсем не используя питания. В дополнение можно сказать, что флеш память предлагает высокую скорость доступа к информации (хотя она не столь высока как в DRAM ) и лучший сопротивление к кинетического шока, чем в винчестерах. Эти характеристики объясняют популярность флэш памяти для приборов, которые зависят от батареек. Другой приманкой флэш памяти является то, что когда она сжатые в сплошную «карту памяти», становится почти невозможно разрушить ее стандартными физическими методами, что позволяет выдерживать высокоедавление и кипящую воду.

Доступ на низком уровне

Низкоуровневый доступ к физической флэш-памяти драйвером данного прибора отличается от его получения для обычных типов памяти. Где привычная RAM-память просто будет отвечать на призывы чтения и записи информации и возвращать результат этих операций в тот же миг, там флеш память требует дополнительных размышлений, особенно когда используется программная память типа ROM'а.

Когда считывание данных может быть осуществлена ??на индивидуальных адресах памяти NOR (но не NAND), операции разблокировки (которая делает действия записи и удаления доступны), удаления и записи выполняются совсем противоположно на всех флэш памяти. Типичный размер блока будет 64, 128 или 256 Кб.

Одна группа, которая носит название ONFI (открытая группа по совершенствованию NAND интерфейса) напрявлена ??на разработку стандартизованного низкоуровневого NAND-флэш-интерфейса, что сделает доступным совместимости NAND-приборами от разных вендоров. Цель этой группы включает разработку стандартизованного интерфейса на уровне чипа (схема распределения выходов) для NAND-памяти, стандартный набор команд и механизм самоидентификации. Спецификацию планируют выложить в массы конце 2006 года.

Память типа NOR

Режим чтения NOR-памяти похожий к считыванию из обычной памяти, снабженные адреса и шина данных верно привязаны, поэтому памяти типа NOR выглядят почти так же как и любая зависящая от адреса память. Флэш-память NOR может быть использована как память типа XIP (execute-in-place), а это значит что она ведет себя как ROM-память, привязываясь к конкретным адресам. Флеш память NOR НЕТ упорядочения внутренних плохих блоков, поэтому когда флэш блок теряет свою внутреннюю структуру, тогда либо программа, которая использует его должна поступить некоторые действия, или прибор останавливает работу.

Заблокированной, удаляя или записывая на NOR память специальные команды записываются на первую страницу привязанной памяти. Эти команды определяют Общий Стандартный интерфейс (CFI), основанный Intel 'ом, и флеш-область представит список всех доступных команд физического драйвера.

Кроме использования в качестве ROM'а, NOR памяти могут, конечно, также быть разделены файловой системой и тогда использоваться в любом приборе. Однако файловые системы NOR обычно очень медленные при записи, если сравнивать с файловыми системами, которые построены на NAND памяти.

Память типа NAND

NAND флэш памяти не могут обеспечить принцип «мгновенная запись» (XIP) через другие конструкционные принципы. Доступ к этой памяти может быть осуществлен методом блочных устройств, таких как винчестеры и карты памяти. Размер блоков обычно имеет 512 или 2048 байт. В каждом блоке зарезервировано некоторое количество байт (обычно от 12 до 16), которые хранят различные ошибки и контрольную сумму блока.

Приборы типа NAND обычно зависят от программной обработки блоков. Это означает, что когда считывают логический блок, он привязывается к физическому блоку, и что когда прибор имеет некоторое количество блоков, установленных за своими пределами, они устанавливаются со смещением, компенсируя потерю плохих блоков и сохраняют первичную и вторичную таблицу привязки.

Методы исправления ошибок и определения контрольной суммы обычно обнаруживают ошибку, где один бит информации в блоке неверный. Когда это случается, блок помечается как плохой в таблице логического размещения, и его содержимое (еще неповрежденный) копируется в новый блок, а таблица логического размещения вновь меняется. Если в памяти повреждено более 1 блок, тогда содержимое блока практически утрачен, то есть становится невозможно восстановить оригинальный содержание.Некоторые приборы могут даже поставляться в комплекте с уже запрограммированным таблице плохих блоков от производителя, поскольку порой просто невозможно выработать безошибочные памяти типа NAND.

Первый, свободный от ошибок физический блок (блок № 0) всегда гарантирует свою читабельность и не может быть поврежден. Из этого следует, что все жизненно важные указатели для распределения памяти и благоустройство плохих блоков прибора должны быть размещены внутри этого блока (обычно указатель на плохие таблицы блоков, и т. д.). Если прибор используется для загрузки ОС, этот блок должен содержать таблицу загрузки (Master Boot Record).

Когда запускать программы из памяти NAND, используется стратегия виртуальной памяти: вмести памяти сначала нумеруется, или просто копируется в распределенную память RAM, а тогда уже оттуда выполняется.

По этой причине некоторые системы будут использовать комбинации памятей NOR и NAND, где меньше NOR память будет использоваться как программный ROM, а большая NAND память разбивается на разделы файловой системой, чтобы сохранять различную информацию.

Объем

Стандартные части флэш памяти (индивидуальные внутренние компоненты, или «чипы») очень сильно отличаются в объеме информации, от Кибит к гибибитив каждая. Чипы часто соединяют в один, чтобы достичь высших емкостей для использования в таких приборах как iPod nano или SanDisk Sansa e200. Емкость флэш чипов придерживаетсязакона Мура, поскольку они разработаны теми же процессами, которые используются и для выработки других интегрированных циклов. Однако в данной технологии были также прыжки вне закона Мура через различные инновации.

В 2005 году Toshiba и SanDisk разработали флэш чип типа NAND, который мог содержать 8 гибибитив информации, используя технологию MLC (многоуровневые ячейки), которая сохраняла 2 бита информации в одной ячейке. В сентябре 2005 года компания Samsung Electronics анонсировала, что она разработала первый в мире 16 гибибитний чип.

В марте 2006 года Samsung анонсирует флэш винчестеры с емкостью в 32 гибибиты, по сути с тем же размером, как и в маленьких винчестерах ноутбуков. А в сентябре 2006 года, Samsung анонсировала результат изготовления 32 гибибитних чипов, размером в 40 нм.

Для некоторых продуктов флэш памяти, таких как карты памяти и USB память, на середину 2006 года 256Мб-вые и продукты меньшей вместимости сильно обесценились.Емкость 1Гб стала привычной для людей, которые не используют флеш память экстенсивно, но все больше и больше клиентов закупаются 2-мя и 4-мя гигабайтным флэш приборами. Hitachi имеет конкурентоспособный механизм винчестера (называется Microdrive ), который может поместиться внутри оболочки обычной карточки CompactFlash.Его емкость - до 8Гб. BiTMicro предлагает 155 гигабайтный, толщиной в 3.5 дюйма, жесткий диск, названный «Edisk» ' ом.

Скорость

Флэш-память доступна в нескольких скоростях. Некоторые определяют скорость примерно в 2 Мб / с, 12 Мб / с, и т. д. Однако другие карточки просто имеют рейтинг 100 ×, 130 ×, 200 ×, и т. д. Для таких карт за 1 × принимают скорость 150 Кб / с. Это была скорость, которой могли передавать информацию прежде CD приборы, и ее позаимствовали флеш карты. Хотя если сравнивать 100 × карточку до карточки, которая передает со скоростью в 12 Мб / с используют такие преобразования:

150 КБ × 100 = 15 000 Кб / с

Чтобы превратить Кб в Мб, делим на 1024:

15 000Кб ÷ 1024 = 14.65 Мб / с

Хотя в действительности 100x карты на 2.65 Мб / с быстрее, чем карты, которые измеряются в скорости в 12 Мб / с.

Повреждение информации и ее обновление

Самой распространенной ошибкой потери информации карты флэш-памяти является то, что ее вытаскивают из устройства, когда информация еще продолжается писаться.Ситуация ухудшается, если использовать несовместимые файловые системы, не разработаны для приборов, которые вынимаются, или если существует асинхронизация (когда информация еще стоит в очереди на запись, а в тот момент отключают устройство).

В некоторых случаях возможно восстановить информацию с флэш памяти. Эвристический метод и метод грубого вмешательства являются примерами восстановления, которые могут вернуть общую данных на карте флэш памяти.

Производители флэш памяти

Samsung
Intel
Atmel
Qimonda
STMicroelectronics
Spansion
Sharp Corporation
Toshiba
Sandisk
Micron Technology
SimpleTech
Kingston Technology
Hynix
Winbond
Excel Semiconductor
SST
Macronix
Lexar
Eon Silicon Solution Inc. ( ESSI )
AMIC Technology