Емкость флеш-памяти информационная

Количество полезной информации, которую мы можем хранить в электронном виде, определяется емкостью конкретного устройства. Очень полезной с этой точки зрения является флеш-память. Особенностью устройств, что её используют, обычно называют значительный объем и малый физический размер носителя.

Что такое флеш-память?

Так называют разновидность полупроводниковой технологии создания электрически перепрограммируемой памяти. В схемотехнике так называют законченное с технологической точки зрения решение построения постоянных запоминающих устройств.

емкость флеш памяти

В быту словосочетание "флеш-память" используется для обозначения широкого класса твердотельных приборов хранения информации, выполненных с применением этой же технологии. Важными преимуществами, что обусловили их широкое распространение, являются:


  1. Компактность.
  2. Дешевизна.
  3. Механическая прочность.
  4. Большой объем.
  5. Скорость работы.
  6. Низкое энергопотребление.

Благодаря этому всему флеш-память можно найти во многих цифровых портативных устройствах, а также в ряде носителей информации. Увы, есть и недостатки, такие как ограниченный срок технической эксплуатации носителя и чувствительность к электростатическим разрядам. А вот какая емкость у флеш-памяти? Вряд ли сможете угадать, но попробуйте. Максимальная емкость флеш-памяти может достигать огромных размеров: так, несмотря на малые размеры, носители данных на 128 Гб в свободной продаже сейчас мало кого смогут удивить. Недалеко уже тот момент, когда 1 Тб слабо будет интересовать.

История создания

Предшественниками считают постоянные запоминающие устройства, которые стирались с помощью ультрафиолета и электричества. Они тоже имели транзисторные матрицы, у которых был плавающий затвор. Только вот в них инженерия электронов осуществлялась путём создания значительной напряженности электрического поля тонкого диэлектрика. Но при этом резко увеличивалась площадь разводки представленных в матрице компонентов, когда необходимо было создать поле обратной напряженности.


информационная емкость флеш памяти

Трудно было инженерам решить проблему с плотностью составляющих цепей стирания. В 1984 году она была успешно решена, а благодаря схожести процессов с фотовспышкой новая технология получила название «флеш» (по-английски - "вспышка").

Принцип действия

Он базируется на регистрации и изменении электрического заряда, который есть в изолированной области полупроводниковой структуры. Эти процессы протекают между истоком большого потенциала и затвором для получения напряжения электрического поля в размещенном здесь тонком диэлектрике, чтобы этого оказалось достаточно для возникновения туннельного эффекта между карманом и каналом транзистора. Чтобы усилить его, используют небольшое ускорение электронов, и тогда возникает инжекция горячих носителей. Чтение информации возложено на полевой транзистор. Карман для него выполняет функцию затвора. Его потенциал меняет пороговые характеристики транзистора, которые и регистрируются цепями чтения. Конструкция имеет элементы, с помощью которых возможно осуществление работы с большим массивом подобных ячеек. Благодаря малому размеру всех деталей емкость флеш-памяти и выходит внушительной.


максимальная емкость флеш памяти

NOR- и NAND-приборы

Их различают методом, который положен в основу соединения ячеек в один массив, а также алгоритмов чтения и записи. Конструкция NOR базируется на классической двумерной матрице проводников, где на пересечении столбцов и строк имеется по одной ячейке. Во время действия проводник строк подключен к стоку транзистора, а ко второму затвору присоединяются столбцы. Исток подключен к подложке, которая является общей для всех. Эта конструкция позволяет легко считывать состояние конкретных транзисторов, подавая положительное питание на одну строку и один столбец.

Для представления, что такое NAND, вообразите трёхмерный массив. В его основе – всё та же матрица. Но уже не один транзистор расположен в каждом пересечении, а устанавливается уже целый столбец, который состоит из последовательно включенных ячеек. Такая конструкция имеет много затворных цепей всего в одном пересечении. При этом значительно можно увеличить (и этим пользуются) плотность компонентов. Минусом является то, что значительно усложняется алгоритм записи, доступа и чтения ячейки. Для NOR преимуществом является скорость работы, а недостатком – максимальная информационная емкость флеш-памяти. Для NAND размер - плюс, а минус – быстродействие.

SLC- и MLC-приборы

Существуют устройства, которые могут хранить один или несколько бит информации. В первом типе может быть только два уровня заряда плавающего затвора. Такие ячейки называют однобитовыми. В других их больше. Часто многобитовые ячейки ещё называют многоуровневыми. Они, как ни странно, отличаются дешевизной и объемом (в позитивном смысле), хотя и медленнее отвечают, а также переносят меньшее количество перезаписей.

какая емкость у флеш памяти

Аудиопамять

По мере развития MLC возникла идея записать аналоговый сигнал в ячейку. Применение получившийся результат получил в микросхемах, которые занимаются воспроизведением относительно небольших звуковых фрагментов в дешевых изделиях (игрушках, к примеру, звуковых открытках и подобных вещах).

Технологические ограничения

Процессы записи и чтения отличаются по энергопотреблению. Так, для первого приходится формировать высокое напряжение. В то же время при чтении затраты на энергию довольно малые.

максимальная информационная емкость флеш памяти

Ресурс записи

При изменении заряда копятся необратимые изменения в структуре. Поэтому возможность количества записей для ячейки ограничена. В зависимости от памяти и технологического процесса работы устройства могут пережить сотни тысяч циклов (хотя есть отдельные представители, которые и до 1000 не дотягивают).

В многобитовых устройствах гарантированный ресурс работы довольно низок по сравнению с другим типом организации. Но почему происходит сама деградация прибора? Дело в том, что нельзя индивидуально контролировать заряд, который имеет плавающий затвор в каждой ячейке. Ведь запись и стирание делаются для множества одновременно. Контроль качества проводится по средней величине или по референсной ячейке. Со временем происходит рассогласование, и заряд может выходить за грани допустимого, после чего информация становится нечитаемой. Далее ситуация только усугубляется.

Ещё одной причиной является взаимная диффузия проводящих и изолирующих областей в полупроводниковой структуре. При этом периодически возникают электрические пробои, что ведёт к размыванию границ, и флеш-карта памяти выходит из строя.

Срок хранения данных

Поскольку изоляция в кармане неидеальная, то постепенно происходит рассеивание заряда. Обычно срок, который может храниться информация, – около 10-20 лет. Специфические внешние условия катастрофически сказываются на периоде хранения. Так, повышенная температура, гамма-радиация или частицы высоких энергий смогут быстро уничтожить все данные. Сейчас самые передовые образцы, которые могут похвастаться тем, что у них значительная информационная емкость флеш-памяти, имеют слабые места. У них ниже срок хранения, чем у уже давно разработанных и откорректированных устройств, что не раз дорабатывались.

флеш карта памяти

Заключение

Несмотря на проблемы, указанные в конце статьи, технология флеш-памяти является очень эффективной, благодаря чему она получила широкое распространение. А её преимущества с лихвой покрывают недостатки. Поэтому информационная емкость флеш-памяти стала очень полезной и популярной в бытовой технике.

Узнаем как ой максимальный объем флешки?
Флешка с максимальным объемом: внешнее решение, технические характеристики, тестирование скорости, стоимость устройства. Карта памяти с максимальным объемом: достоинства и недостатки изобретения. "Коллектор" - концепт, позволяющий ...
далее
Флэш-память. Твердотельный накопитель. Типы флеш-памяти. Карта памяти
Флэш-память представляет собой тип долговечной памяти для компьютеров, у которой содержимое можно перепрограммировать или удалить электрическим методом. В сравнении с Electrically Erasable Programmable Read Only Memory действия над ней можно ...
далее
Лучшие флешки: обзор моделей и фирм, характеристики, ценообразование
Попробуем разобраться, как выбрать накопитель, на какие критичные моменты обратить внимание в первую очередь и как не прогадать с покупкой. В качестве конкретных примеров рассмотрим самые лучшие флешки, опираясь на мнение потребителей и экспертов.
далее
Узнаем как ие бывают флешки: виды, характеристики, объем памяти, ...
Какие бывают флешки по виду, характеристикам и емкости. Что такое карты памяти и где они используются. Какими бывают USB-носители по своему функциональному назначению, а также по внешнему виду и совмещенным возможностям.
далее
Информационные носители: разновидности и примеры
Информация является важнейшим ресурсом. Чтобы проследить ход истории от наскальных рисунков до жестких дисков, вмещающих огромное количество различных данных, необходимо пройти тернистый, но интересный путь.
далее
TF card — что это? Рассказываем
TF card — что это? TF-карты, или карты T-Flash. являются миниатюрными картами памяти Secure Digital, известными как TransFlash. Карты TF впервые были представлены в 2004 году SanDisk как самая маленькая карта памяти в мире, модернизированная NAND MLC для управления технологией.
далее
TF card — что это? Рассказываем
Узнаем как из флешки сделать оперативную память, и для чего это нужно?
В статье описываются способы использования флешки как виртуальной планки оперативной памяти в случае жесткой нехватки физической оперативной памяти компьютера.
далее
Узнаем как из флешки сделать оперативную память, и для чего это нужно?
Узнаем как выбрать карту памяти для телефона? SD Card
Карты памяти стали неотъемлемым аксессуаром современной цифровой техники. В этой статье даются несколько дельных советов, как не ошибиться при покупке дополнительной памяти своему гаджету. Кроме того, разъясняются основные понятия и термины, применимые к картам памяти стандарта microSD.
далее
Узнаем как выбрать карту памяти для телефона? SD Card
Разновидности флешек: обзор, рекомендации
Попробуем разобраться в этом вопросе и обозначим самые популярные виды флешек, их особенности, а также целесообразность покупки той или иной модели.
далее
Разновидности флешек: обзор, рекомендации
Узнаем как устроена флеш-память?
Что представляет собой флеш-память. Рассматривается устройство транзистора с плавающим затвором, лежащим в основе ячеек памяти типа "флеш".
далее
Узнаем как устроена флеш-память?