Слайд 2
Введение
Технология флэш-памяти появилась около
20-ти лет
назад.
С этого момента интерес к флэш-памяти с каждым
годом неуклонно возрастает.
Это самый быстрорастущий сегмент полупроводникового рынка.
Ежегодно рынок флэш-памяти растет более чем на 15%, что превышает суммарный рост всей остальной полупроводниковой индустрии.
Слайд 3
Флэш-память используют в
принтерах
КПК
видеоплатах
сотовых телефонах
электронных часах
записных книжках
Телевизорах
Кондиционерах
микроволновых печах
и т.д.
Слайд 4
Флэш-память может быть прочитана СКОЛЬКО УГОДНО РАЗ, но
писать в такую память можно лишь ограниченное число раз
(от 10.000 до 1.000.000 для разных типов). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи — это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.
Слайд 6
"in a flash" - в мгновение ока
Название было
дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти
(в начале 1980–х) как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти
Слайд 7
Флэш-память (англ. Flash-Memory) — особый вид энергонезависимой перезаписываемой
полупроводниковой памяти.
Слайд 8
Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения
данных (энергия требуется только для записи).
Перезаписываемая - допускающая изменение
(перезапись) хранимых в ней данных.
Полупроводниковая (твердотельная) - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем (IC-Chip).
Слайд 9
Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов
Типичная ячейка флэш-памяти
состоит всего-навсего из одного транзистора особой архитектуры.
Слайд 11
Надежность
Способна выдерживать значительные механические нагрузки
(в 5-10 раз превышающие
предельно допустимые для обычных жёстких дисков)
Слайд 12
Основное преимущество перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM
Флэш-память
потребляет примерно в 10-20 и более раз меньше энергии
во время работы.
Слайд 13
Недостаток по сравнению с жёсткими дисками
большая цена при
меньшем объёме
В основном на середину 2007 года USB устройства
и карты памяти имеют объём от 512 Мб до 64 Гб.
Самый большой объём USB устройств составляет 1 Тб.
Слайд 14
Организация flash-памяти
Ячейки флэш-памяти бывают как на одном, так
и на двух транзисторах.
В простейшем случае каждая ячейка хранит
один бит информации и состоит из одного полевого транзистора со специальной электрически изолированной областью ("плавающим" затвором - floating gate), способной хранить заряд многие годы.
Слайд 16
Пока что, так называемые on-chip (single-chip) системы представляют
собой комбинации в одном чипе флэш-памяти с контроллером, процессором,
SDRAM или же со специальным ПО. PSM по сути дела является файловой системой, поддерживающейся ОС Windows CE 2.1 и выше. Все это направлено на снижение количества компонентов и уменьшение габаритов мобильных устройств с увеличением их функциональности и производительности.
Слайд 17
Не менее интересна и актуальна разработка компании Renesas
— флэш-память типа superAND с встроенными функциями управления. До
этого момента они реализовывались отдельно в контроллере, а теперь интегрированы прямо в чип. Это функции контроля бэд-секторов, коррекции ошибок (ECC — error check and correct), равномерности износа ячеек (wear leveling). Поскольку в тех или иных вариациях они присутствуют в большинстве других брендовых прошивок внешних контроллеров.
Слайд 18
Начнем с бэд-секторов. Да, во флэш-памяти они тоже
встречаются: уже с конвейера сходят чипы, имеющие в среднем
до 2% нерабочих ячеек — это обычная технологическая норма. Но со временем их количество может увеличиваться (окружающую среду в этом винить особо не стоитэлектромагнитное, физическое (тряска и т.п.) влияние флэш-чипу не страшно). Поэтому, как и в жестких дисках, во флэш-памяти предусмотрен резервный объем.
Слайд 19
Если появляется плохой сектор, функция контроля подменяет его
адрес в таблице размещения файлов адресом сектора из резервной
области.
Слайд 21
Собственно, выявлением бэдов занимается алгоритм ECC – он
сравнивает записываемую информацию с реально записанной. Также в связи
с ограниченным ресурсом ячеек (порядка нескольких миллионов циклов чтения/записи для каждой) важно наличие функции учета равномерности износа. Чтобы такого не было, в фирменных устройствах свободное пространство условно разбивается на участки, для каждого из которых осуществляется контроль и учет количества операций записи.
Слайд 22
Многоуровневые ячейки
(MLC - Multi Level Cell)
Слайд 23
Основные преимущества MLC микросхем
Более низкое соотношение $/МБ
При равном
размере микросхем и одинаковом техпроцессе "обычной" и MLC-памяти, последняя
способна хранить больше информации (размер ячейки тот же, а количество хранимых в ней бит - больше)
На основе MLC создаются микросхемы большего, чем на основе однобитных ячеек, объёма
Слайд 24
Основные недостатки MLC:
Снижение надёжности, по сравнению с однобитными
ячейками
Быстродействие микросхем на основе MLC зачастую ниже, чем у
микросхем на основе однобитных ячеек
Хотя размер MLC-ячейки такой же, как и у однобитной, дополнительно тратится место на специфические схемы чтения/записи многоуровневых ячеек
Слайд 26
Флэш-карты бывают двух типов:
с параллельным (parallel)
с последовательным (serial) интерфейсом.
Слайд 27
Параллельный:
PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash) - основной тип флэш-памяти
для компактных компьютеров : 4 Гб, скорость – 20
Мб/с при обмене данными с жестким диском
CompactFlash (CF) - самый распространенный, универсальный и перспективный формат
SmartMedia (SSFDC) - основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.
Слайд 28
Последовательный:
MultiMedia Card (MMC) - сходит со сцены из-за
ограниченной емкости и низкой скорости работы.
SD-Card (Secure Digital -
Card) - аналогично
Sony Memory Stick (Duo) - “эксклюзивный” формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.
Слайд 29
1 - MMC Plus (Multimedia Card)
2 -
SD Mini (Secure Digital)
3 - SD Micro (Secure
Digital)
4 - MMC Mobil (Multimedia Card)
5 - MS Pro (Memory Stick Pro)
6 - MS Pro Duo
(Memory Stick Pro Duo)
7 - RS MMC (Multimedia Card)
8 - SM (Smart Media)
9 - CF (Compact Flash)
10 - SD (Secure Digital)
