Все про флешки

Флеш-пам'ять історично походить від напівпровідникового ROM, проте ROM-пам'яттю не є, а лише має схожу на ROM організацію. Безліч джерел (як вітчизняних, і зарубіжних) часто помилково відносять флеш-пам'ять до ROM. Флеш не може бути ROM хоча б тому, що ROM (Read Only Memory) перекладається як «пам'ятьлише для читання». Ні про яку можливість перезапису в ROM не може бути мови!

Невелика, спочатку, неточність не звертала на себе уваги, проте з розвитком технологій, коли флеш-пам'ять стала витримувати до 1 мільйона циклів перезапису, і стала використовуватися як накопичувач загального призначення, цей недолік у класифікації почав впадати в око.

Серед напівпровідникової пам'яті лише два типи відносяться до «чистого» ROM - це Mask-ROM і PROM. На відміну від них EPROM , EEPROM і Flash відносяться до класуенергонезалежної пам'яті, що перезаписується (англійський еквівалентnonvolatile read-write memory або NVRWM ).

ROM (Read Only Memory) пам'ять лише для читання.

Переваги:

  1. Низька вартість готової запрограмованої мікросхеми (при великих обсягах виробництва).
  2. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.
  3. Висока надійність готової мікросхеми та стійкість до електромагнітних полів.

Недоліки:

  1. Неможливість записувати та модифікувати дані після виготовлення.
  2. Складний виробничий цикл.

PROM - (Programmable ROM), або одноразово програмовані ПЗУ.

Як осередки пам'яті в даному типі пам'яті використовувалися плавкі перемички. На відміну від Mask-ROM, у PROM з'явилася можливість кодувати («перепалювати») осередки за наявності спеціального пристрою для запису(програматора). Програмування осередку в PROM здійснюється руйнуванням («пропалом») плавкою перемички шляхом подачі струму високої напруги. Можливість самостійного запису інформації в них зробило їх придатними для штучного та дрібносерійного виробництва. PROM майже повністю вийшов із застосування наприкінці 80-х.

Переваги:

  1. Висока надійність готової мікросхеми та стійкість до електромагнітних полів.
  2. Можливість програмувати готову мікросхему, що зручно для штучного та дрібносерійного виробництва.
  3. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.

Недоліки:

  1. Неможливість перезапису
  2. Великий відсоток шлюбу
  3. Необхідність спеціального тривалого термічного тренування, без якого надійність зберігання даних була невисокою

EPROM

Різні джерела по-різному розшифровують абревіатуру EPROM як Erasable Programmable ROM або як Electrically Programmable ROM (прання ПЗУ або електрично програмовані ПЗУ). У EPROM перед записом необхідно зробити стирання (відповідно з'явилася можливість перезаписувати вміст пам'яті). Стирання осередків EPROM виконується відразу для всієї мікросхеми за допомогою опромінення чіпа ультрафіолетовими або рентгенівськими променями протягом декількох хвилин. Мікросхеми, стирання яких проводиться шляхом засвічування ультрафіолетом, були розроблені Intel у 1971 році, і звуться UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) ¦ ультрафіолет). Вони містять віконця з кварцового скла, які після закінчення процесу стирання заклеюють.

EPROM від Intel була заснована на МОП-транзисторах з лавинною інжекцією заряду (FAMOS).український еквівалент (ЛІЗМОП). У першому наближенні такий транзистор є конденсатором з дуже малим витоком заряду. Пізніше, в 1973 році, компанія Toshiba розробила осередки на основі SAMOS (Stacked gate Avalanche injection MOS, за іншою версією Silicon and Aluminum MOS) для EPROM пам'яті, а в 1977 Intel розробила свій варіант SAMOS.

У EPROM стирання наводить всі біти стирається області в один стан (зазвичай у всі одиниці, рідше в усі нулі). Запис на EPROM, як і в PROM, також здійснюється на програматорах (проте відрізняються від програматорів для PROM). В даний час EPROM практично повністю витіснена з ринку EEPROM та Flash.

Гідність:

Можливість перезаписувати вміст мікросхеми

Недоліки:

  1. Невелика кількість циклів перезапису.
  2. Неможливість модифікації частини даних, що зберігаються.
  3. Висока ймовірність «недотерти» (що зрештою призведе до збоїв) або перетримати мікросхему під УФ-світлом (т.зв. overerase - ефект надлишкового видалення, «перепалювання»), що може зменшити термін служби мікросхеми і навіть призвести до її повної непридатності .

EEPROM (EEPROM або Electronically EPROM) ♦ електрично стираються ППЗУ були розроблені в 1979 році в тій же Intel. У 1983 році вийшов перший 16Кбіт зразок, виготовлений на основі FLOTOX-транзисторів (Floating Gate Tunnel-OXide - "плаваючий" затвор з тунелюванням в оксиді).

Головною відмінністю EEPROM (в т.ч. Flash) від раніше розглянутих нами типів енергонезалежної пам'яті є можливість перепрограмування при підключенні до стандартної системної шини мікропроцесорного пристрою. В EEPROM з'явилася можливість проводити стирання окремого осередку за допомогоюелектричний струм. Для EEPROM стирання кожної комірки виконується автоматично під час запису у ній нової інформації, тобто. можна змінити дані в будь-якому осередку, не торкаючись інших. Процедура стирання зазвичай суттєво триваліша за процедуру запису.

Переваги EEPROM порівняно з EPROM:

  1. Збільшений ресурс роботи.
  2. Простіше у зверненні.

Нестача:

Flash (повна історична назва Flash Erase EEPROM).

Винахід флеш-пам'яті найчастіше незаслужено приписують Intel, називаючи при цьому 1988 рік. Насправді пам'ять вперше була розроблена компанією Toshiba у 1984 році, і вже наступного року було розпочато виробництво 256Кбіт мікросхем flash-пам'яті у промислових масштабах. У 1988 році Intel розробила свій варіант флеш-пам'яті.

У флеш-пам'яті використовується дещо відмінний від EEPROM тип комірки-транзистора. Технологічно флеш-пам'ять споріднена як EPROM, і EEPROM. Основна відмінність флеш-пам'яті від EEPROM полягає в тому, що стирання вмісту осередків виконується або для всієї мікросхеми або для певного блоку (кластера, кадру або сторінки). Звичайний розмір такого блоку становить 256 або 512 байт, однак у деяких видах флеш-пам'яті обсяг блоку може досягати 256КБ. Слід зауважити, що існують мікросхеми, що дозволяють працювати з блоками різних розмірів (для оптимізації швидкодії). Прати можна як блок, так і вміст усієї мікросхеми відразу. Таким чином, у загальному випадку, для того, щоб змінити один байт, спочатку буфер зчитується весь блок, де міститься підлягає зміні байт, стирається вміст блоку, змінюється значення байта в буфері, після чого проводиться запис зміненого в буфері блоку. Така схема суттєво знижує швидкістьзапису невеликих обсягів даних у довільні області пам'яті, проте значно збільшує швидкодію при послідовному запису даних великими порціями.

Переваги флеш-пам'яті в порівнянні з EEPROM:

  1. Вища швидкість запису при послідовному доступі рахунок того, що стирання інформації у флеш проводиться блоками.
  2. Собівартість виробництва флеш-пам'яті нижча за рахунок найпростішої організації.

Нестача:

Повільний запис у довільні ділянки пам'яті.