آسان شاپ

فلش مموری

فلش مموری یک رسانه الکترونیکی (حالت جامد) غیرفعال حافظه کامپیوتر است که می تواند به صورت الکتریکی پاک و دوباره برنامه ریزی شود. دو نوع اصلی از حافظه های فلش به نام دروازه های منطق NAND و NOR نامگذاری شده اند. سلول های حافظه فلش منحصر به فرد ، متشکل از MOSFET های گیت شناور (ترانزیستورهای تأثیر میدان فلزی- اکسید- نیمه هادی- دروازه شناور) ، دارای ویژگی های داخلی مشابه با دروازه های مربوطه هستند.
فلش مموری نوعی حافظه دروازه شناور است که در سال 1980 براساس فناوری EEPROM (حافظه قابل خواندن قابل برنامه ریزی قابل پاک کردن الکتریکی) در توشیبا اختراع شد. توشیبا در سال 1987 تجارت فلش مموری را به بازار معرفی کرد. در حالی که EPROM ها قبل از بازنویسی مجبور بودند کاملاً پاک شوند ، مموری فلش از نوع NAND ممکن است در بلوک (یا صفحات) که معمولاً بسیار کوچکتر از کل دستگاه هستند ، پاک شود ، نوشته و خوانده شود. فلاش نوع NOR اجازه می دهد تا یک کلمه ماشین (بایت) نوشته شود – در یک مکان پاک شده – یا مستقل بخوانید. یک دستگاه حافظه فلش معمولاً از یک یا چند تراشه فلش مموری تشکیل شده است (هرکدام دارای تعداد زیادی سلول حافظه فلش) به همراه یک تراشه کنترل کننده حافظه فلش جداگانه.
نوع NAND در درجه اول در کارتهای حافظه ، فلش مموری های USB ، درایوهای حالت جامد (آنهایی که در سال 2009 یا بعد از آن تولید شده اند) ، تلفن های دارای ویژگی ، تلفن های هوشمند و محصولات مشابه ، برای ذخیره سازی عمومی و انتقال داده ها وجود دارد. حافظه فلش NAND یا NOR نیز اغلب برای ذخیره داده های پیکربندی در بسیاری از محصولات دیجیتالی مورد استفاده قرار می گیرد ، وظیفه ای که قبلاً توسط EEPROM یا RAM استاتیک باتری انجام شده است. یکی از معایب اصلی حافظه فلش این است که تنها می تواند تعداد نسبتاً کمی از چرخه نوشتن را در یک بلوک خاص تحمل کند.
تاریخ
منشأ فلش مموری را می توان به توسعه دروازه شناور MOSFET (FGMOS) ، همچنین به عنوان ترانزیستور دروازه شناور معروف کرد. MOSFET اصلی (ترانزیستور اثر میدان فلزی- اکسید – نیمه هادی) ، همچنین با عنوان ترانزیستور MOS شناخته می شود ، توسط مهندس مصری محمد م. آتالا و مهندس کره ای داون کانگ در آزمایشگاه های بل در سال 1959 اختراع شد. آنها پیشنهاد کردند که می تواند از آن به عنوان سلول های حافظه دروازه شناور برای ذخیره سازی یک نوع حافظه قابل خواندن قابل برنامه ریزی استفاده شود (PROM) که هم غیر فرار است و هم مجدداً. قابل برنامه ریزی است.
انواع اولیه حافظه دروازه شناور شامل EPROM (PROM قابل پاک شدن) و EEPROM (PROM قابل پاک کردن الکتریکی) در دهه 1970 بود. هرچند که حافظه گیت شناور اولیه مهندسان را برای ساختن یک سلول حافظه برای هر بیت از داده ها لازم می دانست ، کند و پر حافظه ، محدود و حافظه دروازه شناور برای کاربردهای طاقچه در دهه 1970 ، مانند تجهیزات نظامی و اولین تلفنهای آزمایشگاهی تلفن همراه.

برنامه های مثال حافظه فلش شامل رایانه ها ، PDA ها ، پخش کننده های صوتی دیجیتال ، دوربین های دیجیتال ، تلفن های همراه ، سینتی سایزرها ، بازی های ویدئویی ، ابزار دقیق علمی ، روباتیک صنعتی و الکترونیک پزشکی است. علاوه بر عدم فرار بودن ، حافظه های فلش بارهای دسترسی سریع را می خوانند ، هرچند سریع به اندازه رم استاتیک یا رام نیست. مقاومت در برابر شوک مکانیکی آن در توضیح محبوبیت آن نسبت به دیسک های سخت در دستگاه های قابل حمل کمک می کند.

اگرچه حافظه فلش از نظر فنی نوعی EEPROM است ، معمولاً اصطلاح “EEPROM” برای اشاره به طور خاص به EEPROM غیر فلاش استفاده می شود که در بلوک های کوچک قابل ویرایش است ، به طور معمول بایت. استفاده شده در پاک کردن حافظه های فلش ، هنگام نوشتن مقادیر زیادی از داده ، سرعت قابل توجهی را نسبت به EEPROM بدون فلش می دهد. از سال 2019 ، حافظه های فلش بسیار کمتر از EEPROM قابل برنامه ریزی بایت است و در هر جایی که یک سیستم به مقدار قابل توجهی از فضای جامد غیر فرار نیاز داشته باشد ، به نوع حافظه غالب تبدیل شده است. با این حال ، EEPROM هنوز هم در برنامه های کاربردی که فقط به مقدار کمی ذخیره نیاز دارند ، مانند حضور سریال ها ردیابی می شود.

بسته های حافظه فلش می توانند از Die stacking با استفاده از ویلیس های سیلیکون و ده ها لایه سلول TLC NAND 3D (در هر قالب) بصورت همزمان و برای دستیابی به ظرفیت های حداکثر 1 ترابایت در هر بسته ، با یک کنترل کننده فلش یکپارچه استفاده کنند.

تاریخ
منشأ فلش مموری را می توان به توسعه دروازه شناور MOSFET (FGMOS) ، همچنین به عنوان ترانزیستور دروازه شناور معروف کرد. MOSFET اصلی (ترانزیستور اثر میدان فلزی- اکسید – نیمه هادی) ، همچنین با عنوان ترانزیستور MOS شناخته می شود ، توسط مهندس مصری محمد م. آتالا و مهندس کره ای داون کانگ در آزمایشگاه های بل در سال 1959 اختراع شد. آنها پیشنهاد کردند که می تواند از آن به عنوان سلول های حافظه دروازه شناور برای ذخیره سازی یک نوع حافظه قابل خواندن قابل برنامه ریزی استفاده شود (PROM) که هم غیر فرار است و هم مجدداً. قابل برنامه ریزی است.
انواع اولیه حافظه دروازه شناور شامل EPROM (PROM قابل پاک شدن) و EEPROM (PROM قابل پاک کردن الکتریکی) در دهه 1970 بود. هرچند که حافظه گیت شناور اولیه مهندسان را برای ساختن یک سلول حافظه برای هر بیت از داده ها لازم می دانست ، کند و پر حافظه ، محدود و حافظه دروازه شناور برای کاربردهای طاقچه در دهه 1970 ، مانند تجهیزات نظامی و اولین تلفنهای آزمایشگاهی تلفن همراه.

اختراع و تجارت
فوجیو ماسووکا در حالی که برای توشیبا کار می کرد ، نوع جدیدی از حافظه گیت شناور را ارائه داد که باعث می شد تمام بخش های حافظه به سرعت و به راحتی پاک شود ، با اعمال ولتاژ بر روی یک سیم واحد متصل به یک گروه از سلول ها. این منجر به اختراع فلاش حافظه ماسووکا در توشیبا در سال 1980 شد. طبق گفته توشیبا ، نام “فلش” توسط همکار ماسووکا ، شجی آرییزومی پیشنهاد شد ، زیرا فرایند پاک کردن محتویات حافظه ، وی را به یاد فلش دوربین می اندازد. [16 ] Masuoka و همکارانش اختراع فلش NOR را در سال 1984 و سپس فلش NAND در نشست بین المللی دستگاه های الکترونیکی IEEE 1987 (IEDM) که در سانفرانسیسکو برگزار شد ارائه دادند.

توشیبا حافظه فلش NAND را به صورت تجاری در سال 1987 راه اندازی کرد. شرکت اینتل اولین تراشه تجاری فلش NOR را در سال 1988 معرفی کرد. [20] فلاش مبتنی بر NOR دارای مدت زمان طولانی پاک و نوشتن است ، اما آدرس کامل و اتوبوس داده ای را فراهم می کند و امکان دسترسی تصادفی به هر مکان حافظه را فراهم می کند. این باعث می شود جایگزینی مناسب برای تراشه های حافظه فقط خواندنی (ROM) قدیمی باشد ، که برای ذخیره کد برنامه ای که به ندرت نیاز به به روزرسانی دارد ، از جمله BIOS رایانه یا سیستم عامل جعبه های تنظیم شده استفاده می شود. استقامت آن ممکن است از 100 چرخه پاک کردن برای یک حافظه فلش بر روی تراشه ، تا 10000 یا 100،000 چرخه پاک کردن معمولی ، تا 1000000 چرخه پاک کردن باشد. فلش مبتنی بر NOR اساس رسانه قابل جابجایی اولیه مبتنی بر فلش بود. CompactFlash در ابتدا بر اساس آن بنا شده بود ، اگرچه کارتهای بعدی به فلاش NAND ارزان تر منتقل شدند.

فلاش NAND بار پاک کردن و نوشتن را کاهش داده است و به تراشه کمتری نیاز دارد و بنابراین تراکم بیشتری برای ذخیره و هزینه کمتری نسبت به نور دارد. همچنین تا 10 برابر از مقاومت فلش NOR برخوردار است. با این حال ، رابط I / O فلش NAND یک اتوبوس آدرس خارجی دسترسی تصادفی را فراهم نمی کند. در عوض ، داده ها باید به صورت مبتنی بر بلوک ، با اندازه بلوک معمولی صدها تا هزاران بیت خوانده شوند. این امر باعث می شود فلش NAND به عنوان جایگزینی در برنامه رام برنامه نامناسب باشد ، زیرا بیشتر ریزپردازنده ها و میکروکنترلرها به دسترسی تصادفی سطح بایت نیاز دارند. در همین راستا ، فلش NAND شبیه سایر دستگاههای ذخیره سازی ثانویه داده مانند هارد دیسک ها و رسانه های نوری است و از این رو برای استفاده در دستگاههای ذخیره انبوه مانند کارتهای حافظه و درایوهای حالت جامد (SSD) بسیار مناسب است. کارتهای حافظه فلش و SSD اطلاعات را با استفاده از چندین تراشه حافظه فلش NAND ذخیره می کنند. اولین قالب کارت حافظه قابل جابجایی مبتنی بر NAND ، SmartMedia در سال 1995 بود و بسیاری دیگر از آنها پیروی کردند ، از جمله:

MultiMediaCard
امنیت دیجیتال
Memory Stick و کارت xD-Picture.