De verkenning van vooruitgang in geheugenopslagtechnologie

Heb je wel eens de frustratie ervaren dat je uren van je werk kwijt bent als je computer plotseling uitvalt?Of vroeg je je af hoe je smartphone of USB-stick kostbare foto's en video's bewaart zonder constante stroomHet antwoord ligt in een opmerkelijke technologie die flash geheugen wordt genoemd, de "geheugenchip" van de digitale wereld die uw gegevens bewaart, zelfs zonder elektriciteit.

Flash geheugen is een soort niet-vluchtige opslag, wat betekent dat het informatie behoudt zonder stroom.een duurzamere werking tegen mechanische schokkenHet biedt uitzonderlijke flexibiliteit bij het herschrijven en verwijderen van gegevensblokken op byte-niveau.

De kern van het flashgeheugen is de geheugencelle, gebaseerd op transistoren met drijvende poorten.Flash-chips rangschikken deze cellen in een rasterpatroonDe opslagcellen zijn verdeeld in rijen die bitlijnen worden genoemd, waarbij elk kruispunt een transistor bevat met twee poorten: een besturingspoort en een drijvende poort.

De drijvende poort, tussen de besturingspoort en de MOSFET-transistorchip geplaatst met een dunne oxidelaag (siliciumdioxide SiO2) als isolatie, bevat de sleutel tot gegevensopslag.Wanneer de stroom de controlepoort bereiktDe oxidelaag isoleert de drijvende poort.het veilig opsluiten van elektronen (en gegevens) voor opslag op lange termijn.

Flashgeheugen ontstond niet van de ene op de andere dag, maar evolueerde door tientallen jaren van innovatie..De overgang naar flashgeheugen voor BIOS-opslag maakte het mogelijk om te schrijven zonder fysieke chip te verwijderen.

In 1967 stelden Bell Labs-onderzoekers Dawon Kahng en Simon Min Sze voor om de zwevende poort van MOSFET opnieuw te gebruiken voor herprogrammeerbare ROM.Intel-ingenieur Dov Frohman vond in 1971 een uitwisbare programmeerbare ROM (EPROM) uitDeze evolueerde tot een elektrisch verwijderbaar PROM (EEPROM), waarbij elektrische signalen voor verwijdering werden gebruikt.

De doorbraak kwam in de jaren tachtig toen Dr. Fujio Masuoka van Toshiba het moderne flashgeheugen ontwikkelde.De technologie kreeg zijn naam toen collega's merkten op hoe halfgeleidergegevens "in een flits" kunnen worden gewist ∙ net als de strobe van een camera.

Flashgeheugen komt voornamelijk in twee architecturen met verschillende kenmerken:

De NAND-flash is vernoemd naar zijn "NOT AND"-logische poorten en heeft verticaal gerangschikte cellen.De oxide laag behoudt deze lading tot uitgewist door het toepassen van spanning om de drijvende poort te ontladen.

De NAND-productie omvat meer dan 800 processen gedurende ongeveer een maand om 12-inch wafers te maken, die later worden gesneden in chipjes van de grootte van een miniatuurnavel, afgestemd op de kwaliteit.

• Geen bewegende onderdelen voor meer duurzaamheid
• Meer capaciteit tegen lagere kosten
• Betere trillingsbestendigheid dan HDD's

Beperkingen omvatten eindige herschrijfcycli en evoluerende celarchitecturen van single-level (SLC) die 1 bit per cel opslaat tot quad-level (QLC) ontwerpen om aan de groeiende gegevensvraag te voldoen.

Gebaseerd op "NOT OR" logica poorten, verbindt NOR flash horizontaal cellen parallel aan bitlijnen, waardoor individuele toegang mogelijk is.

• Snellere leessnelheden
• Hoger herschrijfvermogen
• Willekeurige toegang

Deze eigenschappen maken NOR ideaal voor verkeerssystemen, industriële automatisering en apparaten die opslag en code-uitvoering combineren.grotere cellen resulteren in langzamere schrijf-/wissel snelheden in vergelijking met NAND.

Geen van beide technologieën komt overeen met de snelheid van cache-geheugen of DRAM (wat 100x sneller is, maar vluchtig).De prestaties zijn afhankelijk van de toepassing. NOR overtreft in snelle lezingen, terwijl NAND beter presteert bij databeheertaken..

Flashgeheugen is alomtegenwoordig geworden en voert alles van smartphones tot servers.

• Kies NANDvoor hoogcapaciteit, kosteneffectieve opslag in consumentenapparaten en bulkdata-toepassingen
• Kies voor NORwanneer snel lezen, hoge betrouwbaarheid en code-uitvoering in ingebedde systemen vereist zijn

Naarmate de vraag naar data toeneemt, evolueert de flashtechnologie, waardoor onze digitale herinneringen blijven bestaan zelfs als de stroom er niet meer is.