January 16, 2026
Bạn đã bao giờ cảm thấy thất vọng khi mất nhiều giờ làm việc khi máy tính đột nhiên tắt?Hoặc tự hỏi làm thế nào điện thoại thông minh của bạn hoặc ổ đĩa USB giữ lại hình ảnh quý báu và video mà không có nguồn điện liên tụcCâu trả lời nằm trong một công nghệ đáng chú ý được gọi là bộ nhớ flash chip bộ nhớ của thế giới kỹ thuật số bảo quản dữ liệu của bạn ngay cả khi không có điện.
Bộ nhớ flash là một loại lưu trữ không dễ bay hơi, có nghĩa là nó giữ lại thông tin mà không cần điện.làm cho nó bền hơn chống lại các cú sốc cơ họcNó cho phép viết lại và xóa các khối dữ liệu ở cấp byte, cung cấp tính linh hoạt đặc biệt.
Ở trung tâm của bộ nhớ flash là tế bào bộ nhớ, dựa trên các transistor cổng nổi.Các chip flash sắp xếp các tế bào này theo mô hình lướiCác tế bào lưu trữ được phân phối trong các hàng được gọi là đường bit, với mỗi điểm giao nhau chứa một bóng bán dẫn có hai cổng: cổng điều khiển và cổng nổi.
Cổng nổi, nằm giữa cổng điều khiển và chip bóng bán dẫn MOSFET với một lớp oxit mỏng (silicon dioxide SiO2) làm cách ly, giữ chìa khóa lưu trữ dữ liệu.Khi dòng chảy đạt đến cổng điều khiển, các electron chảy vào cổng nổi, tạo ra một điện tích tích cực mà làm gián đoạn dòng điện.giữ an toàn các electron (và dữ liệu) để lưu trữ lâu dài.
Bộ nhớ flash không xuất hiện trong một đêm nhưng đã phát triển qua nhiều thập kỷ đổi mới. Máy tính đầu tiên sử dụng chip bộ nhớ chỉ đọc (ROM) cho các hệ thống đầu vào / đầu ra cơ bản (BIOS), nhưng chúng không thể được sửa đổi.Việc chuyển sang bộ nhớ flash để lưu trữ BIOS cho phép ghi lại mà không cần loại bỏ chip vật lý.
Năm 1967, các nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Bell Dawon Kahng và Simon Min Sze đã đề xuất tái sử dụng cổng nổi của MOSFET cho ROM có thể lập trình lại.Kỹ sư của Intel Dov Frohman phát minh ra ROM có thể lập trình có thể xóa (EPROM) vào năm 1971, có cửa sổ trong suốt để xóa tia UV. Nó phát triển thành PROM có thể xóa bằng điện (EEPROM), sử dụng tín hiệu điện để xóa.
Bước đột phá đến vào những năm 1980 khi Tiến sĩ Fujio Masuoka của Toshiba phát triển bộ nhớ flash hiện đại.Công nghệ này được đặt tên sau khi các đồng nghiệp lưu ý cách dữ liệu bán dẫn có thể bị xóa "trong một chớp mắt" ∙ giống như đèn chùm của máy ảnh.
Bộ nhớ flash chủ yếu có hai kiến trúc với các đặc điểm riêng biệt:
Được đặt tên theo các cổng logic "NOT AND", flash NAND có các tế bào được sắp xếp theo chiều dọc.Lớp oxit duy trì điện tích này cho đến khi xóa bằng cách áp dụng điện áp để xả cổng nổi.
Sản xuất NAND liên quan đến hơn 800 quy trình trong khoảng một tháng để tạo ra các wafer 12 inch, sau đó được cắt thành các chip kích thước ngón tay nhỏ được phân loại theo chất lượng.
Các hạn chế bao gồm chu kỳ ghi lại hữu hạn và kiến trúc tế bào phát triển từ một cấp (SLC) lưu trữ 1 bit mỗi tế bào đến thiết kế bốn cấp (QLC) để đáp ứng nhu cầu dữ liệu ngày càng tăng.
Dựa trên các cổng logic "NOT OR", flash NOR kết nối các tế bào ngang song với các đường bit, cho phép truy cập cá nhân.
Những đặc điểm này làm cho NOR lý tưởng cho các hệ thống giao thông, tự động hóa công nghiệp và các thiết bị kết hợp lưu trữ với thực thi mã.Kích thước tế bào lớn hơn dẫn đến tốc độ ghi / xóa chậm hơn so với NAND.
| Tính năng | NAND Flash | NOR Flash |
|---|---|---|
| Thiết kế | Phân bố tế bào dọc | Phân bố tế bào ngang |
| Độ trễ | 80-120 microsecond | 160-210 nanosecond |
| Tuổi thọ | 3-5 năm | 20-100+ năm |
| Tiêu thụ năng lượng | Khởi động thấp, chờ cao hơn | Khởi động cao, chờ thấp |
| Công suất | 1Gb-16Gb | 64Mb-2Gb |
Không công nghệ nào phù hợp với tốc độ của bộ nhớ cache hoặc DRAM (mà là nhanh hơn 100 lần nhưng dễ bay hơi).Hiệu suất phụ thuộc vào ứng dụng NOR vượt trội trong đọc nhanh trong khi NAND vượt trội trong các nhiệm vụ quản lý dữ liệu.
Bộ nhớ flash đã trở nên phổ biến, cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ điện thoại thông minh đến máy chủ.
Khi nhu cầu dữ liệu tăng lên, công nghệ flash tiếp tục phát triển, đảm bảo bộ nhớ kỹ thuật số của chúng ta tồn tại ngay cả khi nguồn điện không còn.
