Какой принцип действия флэш-памяти?

14.12.2012

Большинство из нас пользуется «флэшками» и некоторые задаются вопросом: «Какой принцип действия флэш-памяти?». Начать, пожалуй, нужно с того, что термин «флэш-память» пошел с английского языка «Flash-Memory», он означает разновидность полупроводниковой твердотельной перезаписываемой и энергонезависимой памяти.

Какой принцип действия флэш-памяти?

«Flash-Memory»прочитана, может быть, любое количество раз, но что касается занесения данных в такую память, то здесь имеются ограничения.Максимальное количество циклов составляет порядка 1 000 000, а самая распространённая флэш-память способна выдерживающая до 100 000 циклов перезаписи, что в разы больше, нежели у CD-RW.

Носители данного типа лишены подвижных частей, посему, в отличие от винчестеров, они более  компактны и надёжны. Благодаря компактности, низкому энергопотреблению и дешевизне, флэш-память активно используется в цифровых фото и видеокамерах, MP3-плеерах,цифровых диктофонах, мобильных телефонах, планшетных ПК, смартфонах, КПК и коммуникаторах и т.д.

Принцип действия флэш-памяти:

«Flash-Memory» информацию хранит в массиве транзисторов, которые называются ячейками. Обыкновенные устройства характеризуются  одноуровневыми ячейками, каждая из которых способна хранить лишь 1 бит. Новые устройства базируются на многоуровневых ячейках, они способны хранить более 1-го бита, используя для этого разнообразный уровень электрического заряда на плавающих затворах транзистора.

Виды флэш-памяти:

  • «NOR-накопители» основываются на элементах ИЛИ-НЕ. Всё дело в том, чтотранзистор с плавающим затвором характеризуется тем, что на его затворе низкое напряжение означает «1».

Транзистор имеет 2 затвора – плавающий и управляющий. Плавающий полностью изолирован, он способен удерживать электроны сроком вплоть до 10-ти лет. При этом в ячейке также имеются  исток и сток. В случае программирования напряжением на управляющем затворе неминуемо создаётся электрическое поле, а также возникает туннельный эффект. Выходит так, что некоторые электроны через слой изолятора туннелируют, попадая на плавающий затвор. При этом заряд на плавающем затворе меняет «ширину» и проводимость канала исток-сток, что и применяется в случае чтения.

Стоит отметить, что чтение и программирование ячеек существенно различаются в вопросах энергопотребления. Так, флэш-памятью при записи потребляется весьма большой ток, а при чтении энергозатраты достаточно малы.

Что касается стирания данных, то в этом случае на управляющий затвор просто подаётся отрицательное высокое напряжение, после чего электроны с плавающего затвора туннелируют на исток.

Стоит отметить, что NOR-архитектура подразумевает то, что к каждому транзистору должен быть подведён индивидуальный контакт, а это увеличивает габариты схемы. Данная проблема решена в NAND-архитектуре.

NAND Flash

  • «NAND-накопители»основаны на элементах И-НЕ. Нужно сказать, что принцип действия этих носителей такой же, как и в NOR. Различая заключаются в размещении ячеек, а также их контактов. В итоге к каждой ячейке не требуется подводить контакт, что положительно влияет на  стоимость и размер NAND-накопителей. Кроме того, стирание/запись происходят быстрее. Но эта NAND-архитектура не даёт возможности осуществлять обращения к произвольной ячейке.

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *