Что такое флэш-память?

28 января, 2024

Флэш-память — это тип энергонезависимой памяти, используемой в компьютерах. Энергонезависимость означает, что память может хранить информацию даже при выключенном питании устройства. Энергонезависимая память (например, оперативная память) теряет все, что в ней хранится, каждый раз, когда выключается само устройство. Энергонезависимая память используется в таких устройствах, как жесткие диски и твердотельные накопители, поскольку они должны сохранять информацию даже при выключенном компьютере.

Флэш-память бывает двух разных типов — NOR- и NAND-флэш. Они получили свое название благодаря соответствующим логическим затворам. Логический гейт — это операция, выполняющая двоичную проверку — входы и выходы, которые всегда равны только 0 или 1. В случае с NOR и NAND они названы по результату, который они выдают.

NAND-гейт возвращают значение 0 или «false» только в том случае, если все их входы верны. NOR-гейт — полная противоположность: он возвращает единицу или «истинное» значение, только если все входы ложные. Оба типа флэш-памяти довольно похожи — они используют одну и ту же конструкцию ячеек. Различия начинаются на уровне схемы. Независимо от того, является ли первый бит данных истинным или ложным (1 или 0, иногда называемый высоким или низким уровнем), соотношение между линиями данных будет напоминать либо NOR-гейт, либо NAND-гейт, что и определяет тип.

Рекомендуем также: SSD против HDD: что лучше и почему?

История флэш-памяти

Флэш-память была впервые разработана в 1980 году компанией Toshiba. Они начали продавать ее в 1987 году как улучшенную версию памяти EPROM. Память EPROM нужно было стирать, прежде чем ее можно было переписать и, таким образом, использовать повторно. С другой стороны, флэш-память NAND можно читать, записывать и стирать небольшими фрагментами, что делает ее более быстрой и отзывчивой.

Флэш-память NOR позволяет записывать, считывать и стирать одно машинное слово независимо друг от друга, достигая того же эффекта увеличения скорости и доступности. Устройства флэш-памяти обычно называются чипами флэш-памяти и состоят из физического чипа, заполненного большим количеством ячеек флэш-памяти, и контроллера флэш-памяти. Контроллер действует как центр распределения и связи — он распределяет данные, запрашивает и доставляет их по мере необходимости в ячейки и из них.

Примечание: машинное слово — это мера наибольшего размера адреса памяти, с которым может работать компьютер. Для 32-разрядного компьютера машинное слово — это 32 бита. Для 64-разрядного компьютера машинное слово — это 64 бита.

Что такое флэш-память?

NOR и NAND

Современная флэш-память используется практически во всех современных вычислительных устройствах. Память NAND в основном используется в картах памяти, USB-накопителях, SSD-накопителях, выпущенных после 2009 года, смартфонах и других небольших мобильных устройствах. NAND обычно служит для общего хранения данных, а также используется для их передачи.

В различных цифровых устройствах флэш-память NOR или NAND используется для хранения конфигурационных данных. Ранее для этих целей использовалась EPROM или статическая RAd. Флэш-память в большинстве случаев превосходит их по качеству — единственный недостаток заключается в том, что каждая ячейка памяти может принять только определенное количество записей, прежде чем она износится. Когда ячейка памяти изнашивается, весь блок, в котором она находится, уже не может быть надежным. Современные устройства решают эту проблему с помощью алгоритмов выравнивания износа и избыточного резервирования.

NOR-память используется в основном в тех случаях, когда необходимо сохранить целостность данных в течение длительного времени. Как правило, она может надежно хранить данные до 20 лет и используется в тех случаях, когда требуется часто записывать и считывать отдельные машинные слова данных.

NAND — более популярный тип флэш-памяти, который используется в тех случаях, когда необходимо получить доступ к большим блокам данных, прочитать, (перезаписать) или стереть их за один раз. Скорость чтения, записи и стирания в этом случае выше, чем у памяти NOR. Это делает флэш-память NAND лучшим выбором для большинства случаев использования.

Кроме того, ячейки памяти NAND физически меньше, чем ячейки NOR. Они занимают примерно на 40 % меньше площади, несмотря на то что работают одинаково и обеспечивают одинаковый объем памяти на ячейку. Это означает, что флэш-память NAND может обеспечить большую плотность хранения и более высокую производительность. Однако у NOR-флэш есть одно преимущество. Будучи адресуемой машинным словом, она быстрее при случайном доступе и больше похожа на оперативную память.

Заключение

Флэш-память — это разновидность энергонезависимой электрически стираемой памяти с возможностью чтения или EEPROM. Она может быть основана на логических NAND-затворах или логических NOR-затворах. Флэш-память NAND значительно популярнее флэш-памяти NOR благодаря плотности хранения данных и преимуществу в производительности. Важнейшим преимуществом флэш-памяти по сравнению с другими предшественниками EEPROM является то, что ее не нужно полностью стирать.

Вместо этого флэш-память разделена на блоки, которые необходимо стирать, но это достигается за счет гораздо меньшей производительности, благодаря их значительно меньшему размеру. Главный недостаток флэш-памяти заключается в том, что ячейки памяти можно записать только несколько раз, прежде чем они изнашиваются. В современных устройствах эта проблема, как правило, решается благодаря алгоритмам выравнивания износа и избыточного резервирования.

Написать комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *