Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

Факультет: Автоматика и электроника
Кафедра: Микро- и наноэлектроника
Предмет: Информатика

Конспект по теме
Flash-память

ffffffДанная работа посвящена флэш-памяти. Она рассказывает об истории памяти, типах её карт, об областях применения, о достоинствах и недостатках.

Flash-память – разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ). Она может быть прочитана сколько угодно раз (в пределах срока хранения данных, типично 10-100 лет), но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов).

NAND – тип флэш-памяти, в основе которого лежит логический элемент И-НЕ.

NOR – тип флэш-памяти, в основе которого лежит логический элемент ИЛИ-НЕ. Также особенностью является то, что логической единицей здесь служит низкое напряжение.

ffffffКомпактной флэш-памятью пользуются сегодня почти все. Но немногие знают, какой путь они прошли от лаборатории на рынок, и кто стоял у истоков этого изобретения. Нанотехнологии позволят в будущем существенно уменьшить размеры флэш-памяти и увеличить ее объем, но без изобретателей эти популярные устройства вообще могли не появиться.
ffffffИдея создания флэш-памяти принадлежит японскому инженеру Фудзио Масуока. В компании Toshiba проф. Масуока начал работать над запоминающим устройством, называемом DRAM (dynamic random access memory, динамическая память с произвольной выборкой, в русской терминологии – ДОЗУ – динамическое оперативное запоминающее устройство). Он разработал ДОЗУ емкостью 1 Мб, и это было в то время большим прорывом. К сожалению, при отключении питания сохраняемая информация в ДОЗУ безвозвратно терялась.
ffffffПроф. Масуока пошел другим путем: вместо того, чтобы делать запоминающую ячейку для каждого отдельного бита, лучше хранить информацию в больших пакетах (группах). Большой пакет информации можно сохранять в более компактных и простых схемах. Ему не удалось убедить в конструктивности своей идеи компанию Toshiba, но сыграло роль его упрямство – он стал работать над своей идеей самостоятельно по ночам и выходным дням. В результате в 1980 г. Масуока зарегистрировал патент на флэш-память типа NOR (not/or). До истинно триумфальной флэшки оставалось еще 4 года.
ffffffВ 1987 г. он создал новое запоминающее устройство, известное как NAND (not/and) флэш память, которая, как надеется проф. Масуока, в скором времени заменит жесткие диски в современных компьютерах.
ffffffВ 1992 году Масуока, уже покинув компанию, отсудил у нее компенсацию (почти 1 млн. долл.) за свое изобретение, принесшее полупроводниковым компаниям мира многомиллионные прибыли. Флэш память в ближайшие несколько лет не будет иметь альтернативных конкурентов.
ffffffСейчас Масуока готовит новое потрясение в полупроводниковой технологии в рамках трехмерной интеграции. Потрясение – это мнение самого Масуока, а ему, как показывает опыт, стоит доверять. Но это уже другая история. [1]

Рис. 1. Фудзио Масуока

ffffffСуществуют несколько типов карт памяти, используемых в портативных устройствах

Рис. 2. xD-Picture Card

Рис. 3. Memory Stick PRO DUO Card

Рис. 4. Compact Flash Card

Рис. 5. Различные виды карт Secure Digital

ffffffТвердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей. Многие аналитики считают, что уже в ближайшие годы (2010-2012г.) твердотельные накопители NAND займут достаточно большую долю рынка накопителей, отвоевав её у накопителей на жёстких магнитных дисках.
ffffffНакопители, построенные на использовании энергонезависимой памяти (NAND SSD) появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью (от 2 долларов США[9] за Гигабайт) начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям в чтении и записи, но компенсировали это (особенно при чтении) высокой скоростью поиска информации (сопоставимой со скоростью оперативной памяти). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители Flash со скоростью чтения и записи, сопоставимой с традиционными, и разработаны модели, существенно их превосходящие. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением. Уже практически полностью завоевали рынок ускорителей баз данных среднего уровня и начинают теснить традиционные диски в мобильных приложениях.

Рис. 6. SSD накопитель Kingston SSDNow V+ Series