Изучение достижений в технологии хранения памяти

Вы когда-нибудь испытывали разочарование от того, что потеряли много часов работы, когда ваш компьютер внезапно вышел из строя?Или удивлялись, как ваш смартфон или USB-накопитель сохраняет драгоценные фотографии и видео без постоянного питанияОтвет кроется в замечательной технологии под названием флэш-память, "чип памяти" цифрового мира, который хранит ваши данные даже без электричества.

Флэш-память - это тип нелетающего хранилища, что означает, что она сохраняет информацию без питания.что делает его более прочным против механических ударовОн позволяет переписывать и удалять блоки данных на уровне байтов, предлагая исключительную гибкость.

В основе флэш-памяти лежит память, основанная на транзисторах с плавающими воротами.Флэш-чипы устраивают эти клетки в сеткеКлетки хранения распределены в ряды, называемые бит-линиями, причем каждая точка пересечения содержит транзистор с двумя воротами: воротами управления и плавающими воротами.

Плавучие ворота, помещенные между воротами управления и микросхемой транзистора MOSFET с тонким слоем оксида (диоксид кремния SiO2) в качестве изоляции, хранят ключ к хранению данных.Когда ток достигает шлюза управления, электроны попадают в плавучую дверь, создавая положительный заряд, который прерывает ток.безопасное удержание электронов (и данных) для долгосрочного хранения.

Флэш-память возникла не за одну ночь, а через десятилетия инноваций..Переход на флэш-память для хранения BIOS позволил перезаписывать без удаления физического чипа.

В 1967 году исследователи Bell Labs Давон Канг и Саймон Мин Сзе предложили перепрограммировать плавучую дверь MOSFET для перепрограммируемой ROM.Инженер Intel Дов Фрохман изобрел стертую программируемую ПЗУ (EPROM) в 1971 годуЭто превратилось в электрически стираемый PROM (EEPROM), использующий электрические сигналы для стирания.

Прорыв произошел в 1980-х годах, когда доктор Фудзио Масуока из Toshiba разработал современную флэш-память.Технология получила свое название, когда коллеги заметили, как полупроводниковые данные могут быть стерты "в миг" как светодиод в камере.

Флэш-память в основном представлена в двух архитектурах с различными характеристиками:

Названный в честь логических ворот "НЕТ И", флеш NAND имеет вертикально расположенные ячейки.Оксидный слой поддерживает этот заряд до стирания путем применения напряжения для разряда плавучих ворот.

Производство NAND включает в себя более 800 процессов примерно в течение одного месяца для создания 12-дюймовых пластинок, которые затем разрезаются на микросхемы размером с миниатюрный фрагмент, классифицируемые по качеству.

• Без движущихся частей для большей долговечности
• Более высокая мощность при более низких затратах
• Лучшая устойчивость к вибрациям, чем HDD

Ограничения включают конечные циклы перезаписи и развивающуюся архитектуру ячеек от одноуровневой (SLC), хранящей 1 бит на ячейку, до четырехуровневой (QLC) конструкции для удовлетворения растущих потребностей в данных.

Основанная на логических воротах "НЕТ ОТ", NOR flash горизонтально соединяет клетки параллельно бит-линиям, позволяя индивидуальный доступ.

• Более быстрые скорости чтения
• Более высокая выносливость перезаписи
• Возможность случайного доступа

Эти черты делают NOR идеальным для транспортных систем, промышленной автоматизации и устройств, сочетающих хранение с исполнением кода.Большие размеры ячеек приводят к более медленной скорости записи/удаления по сравнению с NAND.

Ни одна из технологий не может сравниться со скоростью кэша или DRAM (который в 100 раз быстрее, но изменчивее).Производительность зависит от приложения NOR превосходит в быстром чтении, в то время как NAND превосходит в задачах управления данными.

Понимание характеристик NAND и NOR помогает выбрать оптимальное хранилище:

• Выберите NANDдля высокопроизводительного, экономически эффективного хранения в потребительских устройствах и приложениях для массовых передач данных
• Выберите НОкогда требуется быстрое чтение, высокая надежность и исполнение кода в встроенных системах

По мере роста спроса на данные, технология флэша продолжает развиваться, гарантируя сохранение нашей цифровой памяти, даже когда нет электричества.