2

Как говорят википедия и другие источники:

«Флэш-память - это энергонезависимая компьютерная микросхема памяти, которую можно электрически стирать и перепрограммировать. Он был разработан из EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и должен стираться в довольно больших блоках, прежде чем их можно будет перезаписать новыми данными ».

Насколько я знаю, для хранения каждого бита энергонезависимая память должна использовать один из следующих методов:

  1. Использование "емкостного" эффекта изменчивых воспоминаний, обновление их до того, как они потеряли свою нагрузку. Это используется воспоминаниями DRAM.
  2. При использовании бистабильной схемы с защелкой, такой как схема триггера, вам не нужно использовать механизм обновления, такой как DRAM, но вам все равно нужно его включить, отключив его, вы потеряете все свои сохраненные данные.
  3. Использование механических и оптических точек, магнитных полей или даже использование "спинов" для хранения данных в двоичной или троичной форме.

Однако я не нахожу здесь ни одной из этих "техник". Если используется 1 или 2, для флэш-памяти потребуется как минимум встроенная батарея, чтобы держать цепь под напряжением (или обновлять с помощью другой цепи). Если использовать 3, это будет внешний жесткий диск, что здесь не так.

Итак, как флэш-память хранит свои биты? Есть еще одна техника, которую я не знаю, которая сделала возможными воспоминания о Flash?

2 ответа2

10

Только некоторые незначительные исправления, память DRAM является энергозависимой, а не энергонезависимой, как в вашем вопросе. Триггеры также нестабильны, так как им требуется питание для сохранения их состояния. Летучие воспоминания теряют свою сплоченность и, следовательно, свои сохраненные данные, как само собой разумеющееся при отключении питания. Определение летучих можно увидеть здесь:

(Электроника и компьютерные науки / Компьютерные науки) Компьютеры (памяти), не сохраняющие сохраненную информацию при отключении питания.

У DRAM также есть проблема, заключающаяся в том, что она теряет свои данные даже при включении и требует постоянного обновления для сохранения данных.

Для сравнения, настоящая энергонезависимая память не требует подключения внешнего источника питания для сохранения данных.

До того, как EEPROM и флэш-память стали настолько распространенными, единственным реалистичным способом достижения (по общему мнению, фальшивой) энергонезависимой памяти было использование какой-либо резервной батареи. Это означало, что объем памяти был сильно ограничен, чтобы свести текущий ток к минимуму и, следовательно, увеличить время, в течение которого данные могут храниться.

В настоящее время технологии энергонезависимой памяти значительно продвинулись вперед и дают нам огромную плотность данных, но им все еще не хватает выносливости и скорости записи их энергозависимых собратьев.

Флэш-память

Для флэш-памяти Википедия дает лучшую визуальную интерпретацию ячейки флэш-памяти (обратите внимание, что это вентиль "NOR", и хотя процесс похож на вентиль NAND, существуют различия):

В основном ваши "плавающие врата" на этом рисунке - это место, где хранится ваш бит данных, это электрически изолированная область в цепи. Вы пропускаете очень высокий мгновенный ток через контакты затвора (от истока до стока и верхнего "управляющего затвора"), и в результате этого сильноточные электроны будут "впрыскиваться" в плавающий затвор, таким образом сохраняя там немного ,

Поскольку у Плавающих Врат нет прямых электрических соединений, инжектированные электроны ничего не могут сделать, кроме как сидеть там, запертые в воротах.

Состояние плавающего затвора можно определить довольно легко, так как оно влияет на электрические характеристики цепи через исток и сток. Проблема возникает, когда вы пытаетесь сбросить этот бит, он требует сильного тока, чтобы еще раз "отсосать" электроны из плавающего затвора, и это вызывает повреждение изоляции и, таким образом, ограничивает число раз, когда ячейка может быть записана и стерта.

Требования к высокому току стирания означают, что стирание ячейки памяти - это медленный процесс, и поэтому он намного медленнее, чем DRAM, который может быть изменен быстро и без каких-либо чрезмерных затрат с точки зрения тока или напряжения.

FRAM

FRAM - это энергонезависимая память, которая использует электрические токи для изменения магнитного выравнивания участков железного материала, а затем требует большого количества электроники для считывания этих данных обратно, но данные могут быть изменены намного легче, чем флэш-память. В результате он намного быстрее, чем флэш-память, но имеет гораздо меньшую плотность данных и менее полезен для устройств хранения данных.

другие

Существуют и другие методы хранения и считывания данных энергонезависимым способом, например "Память с изменением фазы" (PRAM), в которой используется электрический ток для изменения структуры кристаллического материала, электрические свойства которого изменяются в зависимости от того, какое состояние он находится внутри и, таким образом, является "читабельным" в электронном виде.

Как я уже упоминал, основными недостатками всей этой памяти является то, что они, как правило, либо медленнее, либо имеют меньшую плотность данных, либо имеют другие требования или проблемы, которые мешают им войти в основное использование.

Эта статья в Википедии является хорошим началом, если вы хотите подробнее изучить эту тему, и содержит несколько ссылок на различные типы энергонезависимой памяти.

5

HowStuffWorks говорит

Возбужденные электроны проталкиваются и захватываются с другой стороны тонкого оксидного слоя, придавая ему отрицательный заряд.

Электроны в ячейках чипа флэш-памяти могут быть возвращены в нормальное состояние ("1") путем приложения электрического поля, заряда более высокого напряжения.

Я нахожу это объяснение немного неудовлетворительным, но это только начало.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками .