Menjelajahi Kemajuan dalam Teknologi Penyimpanan Memori

Pernahkah Anda merasa frustasi karena kehilangan waktu kerja saat komputer Anda tiba-tiba mati?Atau bertanya-tanya bagaimana smartphone atau USB drive Anda menyimpan foto dan video berharga tanpa daya konstan? Jawabannya terletak pada teknologi yang luar biasa yang disebut memori flash - "chip memori" dunia digital yang menyimpan data Anda bahkan tanpa listrik.

Memori flash adalah jenis penyimpanan nonvolatile, yang berarti menyimpan informasi tanpa daya.membuat lebih tahan terhadap kejut mekanisHal ini memungkinkan penulisan ulang dan penghapusan blok data pada tingkat byte, menawarkan fleksibilitas yang luar biasa.

Inti dari memori flash adalah sel memori, yang didasarkan pada transistor gerbang terapung. Saklar elektronik mikroskopis ini mengendalikan aliran arus melalui setiap sel.Chip flash mengatur sel-sel ini dalam pola kisiSel penyimpanan didistribusikan dalam baris yang disebut garis bit, dengan setiap titik persimpangan berisi transistor yang menampilkan dua gerbang: gerbang kontrol dan gerbang terapung.

Gerbang terapung, disematkan di antara gerbang kontrol dan chip transistor MOSFET dengan lapisan oksida tipis (silikon dioksida SiO2) sebagai isolasi, memegang kunci penyimpanan data.Ketika arus mencapai gerbang kontrol, elektron mengalir ke gerbang terapung, menciptakan muatan positif bersih yang mengganggu arus. lapisan oksida mengisolasi gerbang terapung,dengan aman menangkap elektron (dan data) untuk penyimpanan jangka panjang.

Memori flash tidak muncul dalam semalam tetapi berevolusi melalui dekade inovasi. komputer awal menggunakan memori baca saja (ROM) chip untuk dasar input / output sistem (BIOS), tetapi ini tidak dapat dimodifikasi.Transisi ke memori flash untuk penyimpanan BIOS memungkinkan penulisan ulang tanpa menghapus chip fisik.

Pada tahun 1967, peneliti Bell Labs Dawon Kahng dan Simon Min Sze mengusulkan untuk mengubah tujuan gerbang terapung MOSFET untuk ROM yang dapat diprogram ulang.Insinyur Intel Dov Frohman menemukan ROM yang dapat diprogram yang dapat dihapus (EPROM) pada tahun 1971Ini berevolusi menjadi PROM yang dapat dihapus secara listrik (EEPROM), menggunakan sinyal listrik untuk penghapusan.

Terobosan datang pada tahun 1980-an ketika Dr. Fujio Masuoka Toshiba mengembangkan memori flash modern.Teknologi ini mendapat namanya ketika rekan-rekan mencatat bagaimana data semikonduktor dapat dihapus "dalam sekejap" ∙ seperti strobo kamera.

Memori flash terutama datang dalam dua arsitektur dengan karakteristik yang berbeda:

Dinamai setelah gerbang logika "BUKAN DAN", flash NAND memiliki sel yang diatur secara vertikal. Pemrograman terjadi ketika arus mencapai gerbang kontrol, mengirim elektron ke gerbang terapung.Lapisan oksida mempertahankan muatan ini sampai dihapus dengan menerapkan tegangan untuk melepaskan gerbang terapung.

Pembuatan NAND melibatkan lebih dari 800 proses selama sekitar satu bulan untuk membuat wafer 12 inci, kemudian dipotong menjadi chip ukuran thumbnail yang dikelompokkan berdasarkan kualitas.

• Tidak ada bagian yang bergerak untuk daya tahan yang lebih besar
• Kapasitas yang lebih tinggi dengan biaya yang lebih rendah
• Tahan getaran yang lebih baik daripada HDD

Keterbatasan termasuk siklus penulisan ulang terbatas dan arsitektur sel yang berkembang dari tingkat tunggal (SLC) yang menyimpan 1 bit per sel ke desain tingkat empat (QLC) untuk memenuhi permintaan data yang meningkat.

Berdasarkan gerbang logika "NOT OR", flash NOR menghubungkan sel secara horizontal secara paralel dengan garis bit, memungkinkan akses individu.

• Kecepatan membaca yang lebih cepat
• Ketahanan penulisan ulang yang lebih tinggi
• Kemampuan akses acak

Karakteristik ini membuat NOR ideal untuk sistem lalu lintas, otomatisasi industri, dan perangkat yang menggabungkan penyimpanan dengan eksekusi kode.ukuran sel yang lebih besar menghasilkan kecepatan menulis / menghapus yang lebih lambat dibandingkan dengan NAND.

Tidak ada teknologi yang cocok dengan kecepatan memori cache atau DRAM (yang 100x lebih cepat tetapi tidak stabil).Kinerja tergantung pada aplikasi NOR unggul dalam pembacaan cepat sementara NAND unggul dalam tugas manajemen data.

Memori flash telah menjadi sangat umum dan dapat menampung semua hal mulai dari smartphone hingga server.

• Pilih NANDuntuk penyimpanan berkapasitas tinggi dan hemat biaya dalam perangkat konsumen dan aplikasi data massal
• Pilih NORketika membutuhkan pembacaan cepat, keandalan tinggi, dan pelaksanaan kode dalam sistem tertanam

Seiring permintaan data meningkat, teknologi flash terus berkembang, memastikan memori digital kita bertahan bahkan ketika daya tidak ada.