Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.
|
|
· Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи).
· Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) хранимых в ней данных в оперативном режиме, в отличие от ППЗУ.
· Полупроводниковая (твердотельная) память - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.
В отличие от многих других типов полупроводниковой памяти, ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов – типичная ячейка флэш-памяти состоит из одного транзистора особой архитектуры (полевой транзистор с плавающим затвором). Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется, что достигается не только благодаря успехам в миниатюризации размеров транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам, позволяющим, в одной ячейке флэш-памяти хранить несколько бит информации.
Флэш-память исторически происходит от ROM (Read Only Memory) ПЗУ памяти, и функционирует подобно RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Данные флэш хранит в ячейках памяти, похожих на ячейки в DRAM (динамическая память с произвольным доступом). В отличие от DRAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Полной замены памяти DRAM, как внутреннего элемента ЭВМ, на флэш-память не происходит из-за двух особенностей флэш-памяти: флэш работает медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи и в тех случаях, когда энергонезависимость не требуется, обычная память предпочтительней.
Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков).
Основное преимущество флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жёстких дисках, кассетах и других механических носителях информации, большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств.
Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей, устойчива к вибрациям, падениям, электромагнитным и другим видам излучения, что обусловливает применение ее в ответственных областях и экстремальных условиях (космос, военная техника, атомная промышленность), в том числе и для замены механических жестких дисков, не смотря на высокую стоимость такой замены.
Для более четкого понимания специфики флэш-памяти рассмотрим весь путь развития от ПЗУ к флэш-памяти.
Флэш-память исторически произошла от полупроводниковых ROM, имеет похожую организацию. Множество источников (как отечественных, так и зарубежных) зачастую ошибочно относят флэш-память к ROM (ПЗУ). Однако, флэш-память никак не может быть ROM, хотя бы потому, что ROM (Read Only Memory) переводится как "память только для чтения". Ни о какой возможности перезаписи в ROM речи быть не может!
Среди полупроводниковой памяти только два типа относятся к "чистому" ROM - это Mask-ROM (ПЗУ «прошитая» при изготовлении) и PROM (ПЗУ «прошиваемая» на программаторе). В отличие от них EPROM (Erasable Programmable ROM – стираемое программируемое ПЗУ), EEPROM (Electricalli EPROM) и Flash относятся к классу энергонезависимой перезаписываемой памяти (английский эквивалент - nonvolatile read-write memory или NVRWM).
Рассмотрим основные типы памяти по мере их появления, оценим их различия, достоинства и недостатки, перспективы и области применения.
ROM (Read Only Memory) - память только для чтения. Русский эквивалент - ПЗУ (Постоянно Запоминающее Устройство). Если быть совсем точным, данный вид памяти называется Mask-ROM (Масочные ПЗУ). Память устроена в виде адресуемого массива ячеек (матрицы), каждая ячейка которого может кодировать единицу информации. Данные на ROM записываются во время производства путём нанесения по маске (отсюда и название) алюминиевых соединительных дорожек литографическим способом. Наличие или отсутствие в соответствующем месте такой дорожки кодирует "0" или "1". Mask-ROM отличается сложностью модификации содержимого (только путем изготовления новых микросхем), а также длительностью производственного цикла (4-8 недель). Поэтому, а также в связи с тем, что современное программное обеспечение зачастую имеет много недоработок и часто требует обновления, данный тип памяти, в настоящее время, не получил широкого распространения.
Тем не менее, масочные ПЗУ используется в областях предполагающих экстремальные условия и, как правило, одноразовое применение (например, боевые ракеты, где после запуска перепрограммирование, как правило, невозможно).
Преимущества:
1. Низкая стоимость готовой запрограммированной микросхемы (при больших объёмах производства).
2. Высокая скорость доступа к ячейке памяти.
3. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям, радиации, вибрациям.
Недостатки:
1. Невозможность записывать и модифицировать данные после изготовления.
2. Сложный производственный цикл.
PROM - (Programmable ROM), или однократно Программируемые ПЗУ.
В качестве ячеек памяти в данном типе памяти использовались плавкие перемычки. В отличие от Mask-ROM, в PROM появилась возможность кодировать ("пережигать") ячейки при наличии специального устройства для записи (программатора). Программирование ячейки в PROM осуществляется разрушением ("пережогом") плавкой перемычки путём подачи тока высокого напряжения. Возможность самостоятельной записи информации в них сделало их пригодными для штучного и мелкосерийного производства. PROM практически полностью вышел из употребления в конце восьмидесятых годов.
Преимущества:
1. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям.
2. Возможность программировать готовую микросхему («болванку»), что удобно для штучного и мелкосерийного производства.
3. Высокая скорость доступа к ячейке памяти.
Недостатки:
1. Невозможность перезаписи, сложные и ненадежные программаторы.
2. Большой процент брака. Необходимость обучения сотрудников на местах работе с программаторами.
3. Необходимость специальной длительной термической тренировки, без которой надежность хранения данных была невысокой.
EPROM - Erasable Programmable ROM (стираемые программируемые ПЗУ). В EPROM перед записью необходимо произвести стирание (соответственно появилась возможность перезаписывать содержимое памяти). Стирание ячеек EPROM выполняется сразу для всей микросхемы посредством облучения чипа ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами в течение нескольких минут.
Микросхемы, стирание которых производится путем засвечивания ультрафиолетом, были разработаны Intel в 1971 году, и носят название UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) - ультрафиолет). Они содержат окошки из кварцевого стекла, которые по окончании стирания заклеивают.
EPROM от Intel была основана на МОП - транзисторах с лавинной инжекцией заряда (ЛИЗМОП). В первом приближении такой транзистор представляет собой конденсатор с очень малой утечкой заряда. Позднее, в 1973 году, компания Toshiba разработала ячейки на основе SAMOS (Silicon and Aluminum MOS) для EPROM памяти, а в 1977 году Intel разработала свой вариант SAMOS.
В EPROM стирание приводит все биты стираемой области в одно состояние (обычно во все единицы, реже - во все нули). Запись на EPROM, как и в PROM, также осуществляется на программаторах (однако отличающихся от программаторов для PROM). В настоящее время EPROM практически полностью вытеснена с рынка EEPROM и Flash.
Достоинство: Возможность перезаписывать содержимое микросхемы.
Недостатки:
1. Небольшое количество циклов перезаписи.
2. Невозможность модификации части хранимых данных.
3. Высокая вероятность "недотереть" (что в конечном итоге приведет к сбоям) или передержать микросхему под УФ - светом ("пережигание"), что может уменьшить срок службы микросхемы и даже привести к её полной негодности.
EEPROM (Electronically EPROM) - электрически стираемые ППЗУ были разработаны в 1979 году в той же Intel. В 1983 году вышел первый 16 Кбит образец, изготовленный на основе FLOTOX-транзисторов: (Floating Gate Tunnel-Oxide - "плавающий" затвор с туннелированием – в - окисле).
Главной отличительной особенностью EEPROM от ранее рассмотренных нами типов энергонезависимой памяти является возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. В EEPROM появилась возможность производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Для EEPROM стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. Процедура стирания обычно существенно длительнее процедуры записи.
Преимущества EEPROM по сравнению с EPROM:
1. Возможность записи в отдельные ячейки.
2. Возможность программного изменения информации.
3. Больший ресурс работы, меньше ошибок при кодировании.
Недостатки:
1. Более высокаястоимость.
2. Необходимость специального программатора на основе микропроцессора, либо специального адаптера для использования в качестве программатора ПЭВМ.
Date: 2016-11-17; view: 587; Нарушение авторских прав