フラッシュメモリ。 SSD。 フラッシュメモリのタイプ。 メモリカード

フラッシュメモリは、内容が再プログラムや電気メソッドを削除することができるコンピュータのための長期的なメモリのタイプです。 それ以上の電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ動作と比較して異なる場所にあるブロック単位で行うことができます。 フラッシュメモリはEEPROMよりもはるかに少ないコストが、それは支配的な技術となっています。 特にあなたが安定し、長期データ保存が必要な状況インチ その使用は、さまざまな状況で許可されているデジタルオーディオプレーヤー、カメラ、携帯電話やスマートフォンで、メモリカード上の特別なアンドロイドのアプリケーションがあるところ。 また、伝統的に情報を保存し、コンピュータ間で転送するために使用される、USBスティックに使用されています。 彼女は、それは多くの場合、ゲームの進行上のデータを格納するための伝票に含まれているゲームの世界では、特定の悪評を受けました。

一般的な説明

フラッシュメモリは、電源を使用せずに長い時間のためにあなたのカードの情報を記憶することができるタイプです。 加えて、ハードディスクと比較して最も高速データアクセス、およびより良好な運動耐衝撃性を指摘することができます。 このような特性のおかげで、それはバッテリーと蓄電池を動力一般的なデバイスのための参照、となっています。 もう否定できない利点は、フラッシュメモリカードが固体に圧縮されたとき、それは事実上不可能いくつかの標準的な物理的方法を破壊するということなので、沸騰水と高い圧力に耐えることができます。

低レベルのデータアクセス

フラッシュメモリにあるデータへのアクセス方法は、従来のタイプに適用されるものとは非常に異なっています。 低レベルのアクセスがドライバによって行われます。 通常のRAMはすぐに呼び出しに応答ような操作の結果を返す、情報およびレコードを読み取ると、フラッシュメモリデバイスは、それが反射のために時間がかかるようなものです。

デバイスと動作原理

現時点では、設計された一般的なフラッシュメモリは、「フローティング」ゲートを持つ要素をodnotranzistornyhします。 これにより一対のトランジスタと容量素子を必要とするダイナミックRAM、と比較して高密度データ記憶装置を提供することができます。 現時点では、市場は大手メーカーによって設計されているメディア、このタイプの基本的な要素を構築するための様々な技術が充実しています。 違いは、通常タイトルに示されている層、情報及び組織構造を書き込み及び消去の方法の数です。

NORおよびNAND：現時点では、最も一般的であり、チップの種類がいくつかあります。 メモリトランジスタの接続は、ビット線に対して行われる双方 - 並列および直列に、それぞれ。 セルサイズの第一のタイプは非常に大きく、あなたがメモリから直接プログラムを実行することができ、高速ランダムアクセスのための可能性があります。 第二は、より小さなメッシュサイズだけでなく、必要に大量の情報を格納するブロック型デバイスを構築する際にはるかに便利で高速なシーケンシャルアクセスすることを特徴とします。

ほとんどのポータブルデバイスのSSDはメモリタイプNORを使用しています。 さて、しかし、それはUSBインターフェースで、ますます一般的なデバイスとなってきています。 彼らは、NAND型メモリを使用します。 徐々にそれが最初に取って代わります。

主な問題 - もろさ

フラッシュドライブの最初のサンプルは、シリーズの生産は、ユーザーより高い速度を喜びませんでした。 しかし、現在では、記録速度や読み出しは、フルレングスの映画を見たり、コンピュータのオペレーティングシステム上で実行することができるレベルです。 多くのメーカーは、すでにハードドライブ、フラッシュメモリに置き換えされているマシンを、証明しています。 しかし、この技術は、既存の磁気ディスクのデータキャリアの交換に障害となる非常に重要な欠点を持っています。 フラッシュメモリデバイスの性質のために、それは、それがコンピュータ上で実行される頻度を言及しないように、小さくても、ポータブルデバイス向け、達成可能であるサイクルの数が限られて、消去し、情報を書き込むことができます。 あなたがPC上のソリッド・ステート・ドライブなどのメディアのこのタイプを使用する場合は、その後すぐに危機的な状況が来ます。

これは、ドライブのプロパティに基づいて構築されているという事実によるものである 電界効果トランジスタ 「フローティング」ゲートに格納する 電荷、 トランジスタに非存在または存在は、バイナリ論理1または0として見られている番号システム。 誘電体を含む、ファウラーノルドハイムの方法により製造NANDメモリトンネリング電子データを記録・消去。 それは必要としない 高電圧、 あなたが最小セルサイズを行うことができます。 このときの電流は、バリア誘電体を壊し、電子がゲートに浸透する原因となるので、しかし、まさにこのプロセスは、細胞の物理的な劣化につながります。 しかし、そのようなメモリの保証貯蔵寿命は10年です。 償却チップための情報を読み出す、しかし、その消去の動作ではなく、書き込み、読み出し、細胞の構造の変更を必要としないため、のみ電流を通過させます。

当然のことながら、メモリメーカーは積極的にこのタイプのソリッドステートドライブの寿命を増加させる方向に働いている：彼らは他の人よりも多くを着用していないものに、配列の細胞内のプロセスを消去/記録の均一性を確保するために固定されています。 負荷分散プログラムのパスに好ましく使用されます。 たとえば、この現象を解消することは技術を「ウェアレベリング」に適用されます。 レコードが異なる物理アドレスに基づいて行われるため、データは、多くの場合、変更フラッシュメモリのアドレス空間を移動することがあります。 各コントローラは、独自のアラインメントアルゴリズムを備えているので、実装の詳細が明らかにされていないように、異なるモデルの有効性を比較することは非常に困難です。 毎年のようフラッシュドライブのボリュームは、デバイス性能の安定性を確保するため、より効率的なアルゴリズムを使用することがより必要になってきています。

トラブルシューティング

現象に対抗する一つの非常に効果的な方法は、メモリスティックの重い使用によって生じる論理的転送物理ブロック置換のための特別なアルゴリズムを用いて特定の負荷の均一性が確保されるメモリの冗長性の量、及び誤り訂正を与えました。 そして、バックアップによってブロックまたは交換不良セルの情報、の損失を防ぐため。 このようなソフトウェアは、3〜5倍のサイクル数を増やすことで、負荷の均一性を確保するために配布をブロックすることが可能となるが、これは十分ではありません。

メモリーカード や他の類似のストレージデバイスは、そのサービスエリア内のファイルシステムテーブルに格納されていることを特徴としています。 それが正しくないか、電気エネルギーの供給の突然の停止を切断、情報は、例えば、論理レベル故障を読み取る防ぎます。 キャッシュシステムが提供するリムーバブルデバイスを使用した場合ので、頻繁に上書きは、ファイルアロケーションテーブルとディレクトリの内容への最も破壊的な影響を持っています。 そして、メモリカード用にも特別なプログラムは、このような状況で助けることができません。 例えば、単一のユーザー処理に数千のファイルをコピーしました。 そして、どうやら、一度だけ、彼らが置かれている記録ブロックに適用されます。 しかし、サービスエリアは、各アップデートに対応し、任意のファイル、つまり、アロケーションテーブルは、この手順を何千回も受けています。 このため、最初の場所でこれらのデータによって占められたブロックを失敗します。 テクノロジー「ウェアレベリング」は、このような単位で動作しますが、その効果は限られています。 そして、作成者によって提供された場合でも、フラッシュドライブが損傷されるかを、あなたのコンピュータを使用する問題ではありません。

このようなデバイスの容量を増加させると細胞が小さくなるので、唯一の書き込みサイクルの総数が減少するという事実のためにチップをもたらした低い電圧を必要と隔離酸化パーティション放散しなければならないことは注目に値する「フローティングゲート」。 そして、ここでの状況は、デバイスの容量の増加は、信頼性の問題はますます悪化し、クラスカードは現在、多くの要因に依存しているとなっています使用するようなものです。 そのような決定の信頼性の高い動作は、その技術的特徴だけでなく、現在の実勢市場の状況によって決定されます。 熾烈な競争のためにどのような方法で生産コストを削減するために、メーカーを余儀なくされました。 製造の制御や他の方法で弱体化のために、設計、安価なセットの構成部品の使用を簡素化することにより含みます。 例えば、メモリカード「サムスンは」あまり知られていない相手よりも多くの費用がかかりますが、その信頼性はそれほど問題です。 しかし、ここでは、完全に未知のメーカーの問題が完全に欠如について話すには余りにも難しい、と唯一のデバイスでは、より多くの何かを期待することは困難です。

開発の見通し

明白な利点がありますが、SDメモリーカードを特徴付けるその応用の一層の拡大を防止し、多くの欠点があります。 したがって、この領域での代替ソリューションのための一定の探索を維持されています。 もちろん、すべての最初は、既存の生産工程におけるいくつかの基本的な変化につながるしないフラッシュメモリの既存のタイプを、改善しよう。 だから、間違いなく一つだけ：ドライブのこれらのタイプの製造を関与企業は、伝統的な技術を向上させるために継続の異なるタイプに移動する前に、そのポテンシャルを最大限に利用しようとしないでしょう。 例えば、ソニーメモリーカードは、したがって、それがあることを想定し、積極的に販売され続ける、ボリュームの広い範囲で現在生産しました。

しかし、今日まで、閾値の工業的実施に有利な市場条件の発生時に即座に実施することができるいくつかの代替的なストレージ技術の全範囲です。

強誘電体RAM（FRAM）

技術原理強誘電体記憶装置（強誘電体RAM、FRAM）は、不揮発性メモリの容量を構築することが提案されています。 基本的なコンポーネントのすべての修正のための読書の過程でデータを上書きすることにある利用可能な技術のメカニズムは、高速デバイスの可能性のある特定の封じ込めにつながると考えられています。 FRAM - メモリ、単純性、高い信頼性及び動作速度によって特徴付けられます。 これらのプロパティは現在DRAMの特徴である - 現時点で存在している揮発性RAM。 しかし、より多く加え、そしてすることを特徴とするデータの長期保存の可能性 SDメモリカード。 この技術の利点の中に増加した放射能の条件または宇宙研究で動作するために使用される特殊な機器に記載され得る貫通放射線の異なるタイプに区別抵抗することができます。 情報記憶機構は、強誘電体効果を適用することによって実現されます。 これは、材料は、外部電場の非存在下で偏光を維持することができることを意味します。 各FRAMメモリセルは、キャパシタを形成する平坦な金属電極の対の間の結晶の形態の強誘電体材料の超薄膜を配置することによって形成されています。 この場合のデータは、結晶構造内に保持されます。 これは、情報の損失が発生する電荷漏洩の効果を、防ぐことができます。 FRAMメモリ内のデータであっても、電源電圧場合は保持されます。

磁気RAM（MRAM）

今日は非常に有望視されているメモリのもう一つのタイプは、MRAMです。 これは、比較的高速性能と不揮発性によって特徴付けられます。 この場合の単位セルは、シリコン基板上に配置された磁性薄膜です。 MRAMは、スタティックメモリです。 これは、定期的な書き換えを必要とせず、電源をオフにすると情報が失われることはありません。 現在、ほとんどの専門家は、既存のプロトタイプがかなり高速性能を実証してこのタイプのメモリは、次世代の技術を呼び出すことができることに同意します。 この解決策の別の利点は、チップの低コストです。 フラッシュメモリは、特殊なCMOSプロセスに従って行われます。 MRAMチップは、標準的な製造工程により製造することができます。 また、材料は、従来の磁気媒体に使用されるものとしての役割を果たすことができます。 これらのチップの大規模なバッチを生産するすべての他のものよりはるかに安いです。 重要MRAMメモリ機能は、インスタントを有効にする機能です。 これは、モバイルデバイスのために特に重要です。 実際、このタイプのセルでは、従来のフラッシュメモリのように、電気的、磁気電荷の値によって決定される、とされていません。

オボニックユニファイド・メモリ（OUM）

多くの企業が積極的に作業しているメモリのもう一つのタイプは、 - それは、ソリッド・ステート・ドライブ系アモルファス半導体です。 そのベースに、従来のディスクへの記録の原則に似ている相転移技術があります。 ここで、電界中の物質の相状態は、アモルファスに結晶から変化します。 そして、この変更は、電圧が存在しない状態で保存されています。 従来から の光ディスク 、そのような装置は、加熱電流ではなく、レーザの作用によって行われることを特徴としています。 読み取りが原因駆動センサによって知覚される異なる状態で反射能力物質の違い、この場合に行われます。 理論的には、そのような溶液は、高密度データ記憶及び最大の信頼性、ならびに増加した速度を有しています。 高い数字は、この場合は、数桁遅れで、コンピュータ、フラッシュドライブを使用して書き込みサイクルの最大数、です。

カルコゲナイドRAM（CRAM）と相変化メモリ（PRAM）

キャリアに使用される一の相物質が非導電性の非晶質材料として機能し、第二導電体が結晶性である場合、この技術は、相転移の基準に基づいています。 ある状態から別の状態へのメモリセルの遷移は、電界と加熱することにより行われます。 そのようなチップは、電離放射線に対する抵抗性によって特徴付けられます。

情報-多層インプリントカード（インフォ・マイカ）

作業デバイスは、薄膜ホログラフィーの原理に基づいて、この技術に基づいて構築されました。 第CGH技術のホログラムに送信二次元画像を形成する次のような情報が記録されます。 データの読み出しは、記録層のいずれか、光導波路の従業員のエッジ上のレーザビームの固定によるものです。 光は、以前に記録された情報に対応する出力画像を形成し、層の平面に平行に配置された軸に沿って伝播します。 初期データは、逆符号化アルゴリズムを介して任意の時点で得られてもよいです。

不正使用に対して高いデータ密度、低消費電力、キャリアの低コスト、環境安全と保護を確保し、実際に半導体と好意的にこのタイプのメモリ。 情報、メモリカードを書き換えが可能ではなく、従って、紙媒体やマルチメディアコンテンツの配信のために別の光ディスクを交換し、唯一長期ストレージとして機能することができます。