چگونه حافظه فلش کار می کند
تراشه بایوس رایانه شما
کارت حافظه (اغلب در دوربین های دیجیتال یافت می شود)
کارت های حافظه PCMCIA Type I و Type II (به عنوان دیسک های حالت جامد در لپ تاپ ها استفاده می شود)
کارت های حافظه برای کنسول های بازی
حافظه فلش نوعی از تراشه EEPROM است که برای حافظه قابل خواندن تنها قابل برنامه ریزی قابل پاک شدن الکترونیکی است. این یک شبکه ستون ها و ردیف ها با یک سلول است که دو ترانزیستور در هر تقاطع دارد (نگاه کنید به تصویر زیر).
دو ترانزیستور با یک لایه اکسید نازک از یکدیگر جدا می شوند. یکی از ترانزیستورها به عنوان دروازه شناور شناخته می شود، و دیگری دروازه کنترل است. تنها پیوند دروازه شناور به ردیف یا خط word، از طریق دروازه کنترل است. تا زمانی که این لینک در جای خود قرار داشته باشد، سلول دارای مقدار ۱ است. برای تغییر مقدار به ۰ نیاز به یک فرایند کنجکاو به نام تونل فاولر نوردیمن است.
در این مقاله ما متوجه می شویم که چگونه حافظه فلش کار می کند و به برخی از فرم ها و انواع دستگاه هایی که از آن استفاده می کنند نگاه می کنند. بعد، ما بیشتر درباره تونل زدن صحبت خواهیم کرد.
چگونه حافظه فلش کار می کند
توسط جف تیسون
حافظه فلش: تونل زدن و پاک کردن
تونلینگ برای تغییر جایگذاری الکترونها در دروازه شناور استفاده می شود. یک بار الکتریکی، معمولا ۱۰ تا ۱۳ ولت، به دروازه شناور اعمال می شود. شارژ از ستون یا بیتلین وارد می شود و به دروازه شناور می رود و به زمین می ریزد.
این شارژ باعث می شود که ترانزیستور دروازه شناور مانند یک تفنگ الکترون عمل کند. الکترون های هیجان شده از طرف دیگر از لایه اکسید نازک عبور می کنند و به سمت شارژ منفی وارد می شوند. این الکترونی های با فشار منفی به عنوان یک مانع بین دروازه کنترل و دروازه شناور عمل می کنند. یک دستگاه خاص به نام سنسور سلولی، سطح شارژ را از طریق دروازه شناور را کنترل می کند. اگر جریان از طریق دروازه بالاتر از آستانه ۵۰ درصد باشد، مقدار آن برابر با ۱ است. هنگامی که شارژ عبور از قطره کمتر از آستانه ۵۰ درصد، مقدار به ۰ تغییر می کند. EEPROM خالی دارای تمام دروازه ها به طور کامل باز است، دادن هر سلول به مقدار ۱.
الکترونها در سلولهای یک فلاش حافظه میتوانند با استفاده از یک میدان الکتریکی، یک بار بالاتر از ولتاژ، به حالت عادی بازگردانده شوند (“۱”). حافظه فلش از سیم کشی در مدار استفاده می کند تا میدان الکتریکی را به کل تراشه یا بخش های پیش تعیین شده معروف به بلوک اعمال کند. این منطقه منطقه هدف تراشه را پاک می کند که بعدا می تواند بازنویسی شود. حافظه فلش بسیار سریعتر از EEPROM سنتی کار می کند زیرا به جای پاک کردن یک بایت در یک زمان، یک بلوک یا کل تراشه را پاک می کند و سپس آن را بازنویسی می کند.
شما ممکن است فکر کنید که رادیو ماشین شما دارای حافظه فلش است، زیرا شما قادر به برنامه ریزی ایستگاه از پیش تنظیم شده و رادیو آنها را به یاد می آورد. اما در واقع از RAM فلش استفاده می کند. تفاوت این است که حافظه فلش باید برخی از قدرت را برای حفظ محتویات خود داشته باشد، در حالی که حافظه فلش داده های خود را بدون هیچ منبع خارجی قدرت حفظ خواهد کرد. حتی اگر شما را خاموش کرده اید، رادیو ماشین مقدار کمی از جریان را برای حفظ داده ها در حافظه فلش بکشید. به همین دلیل است که رادیو ایستگاه از پیش تنظیم خود را از دست می دهد اگر باطری ماشین شما خاموش شود یا سیم قطع شود.
کارت های حافظه فلش قابل جابجایی
چند دلیل برای استفاده از حافظه فلش به جای یک دیسک سخت وجود دارد:
پس چرا ما فقط از حافظه فلش برای همه چیز استفاده نمی کنیم؟ از آنجا که هزینه در هر مگابایت برای یک هارد دیسک به شدت ارزان تر است، و ظرفیت بطور قابل توجهی بیشتر است.
کارت فلاپی دیسک حالت جامد (SSFDC)، که به عنوان SmartMedia شناخته می شود، در ابتدا توسط توشیبا ساخته شد. کارت های SmartMedia در ظرفیت های ۲ تا ۱۲۸ مگابایت در دسترس هستند. کارت خود بسیار کوچک است، حدود ۴۵ میلیمتر، ۳۷ میلی متر عرض و کمتر از ۱ میلیمتر ضخامت دارد.
همانطور که در زیر نشان داده شده است، کارت SmartMedia بسیار ساده است. الکترود هواپیما با اتصال سیم به فلاپی حافظه متصل می شود. تراشه های فلش مموری، الکترودهای هواپیما و باندینگ در یک رزین با استفاده از یک تکنیک به نام Packet Layer (OMTP) ساخته شده اند. این اجازه می دهد همه چیز را به یک بسته واحد بدون نیاز به لحیم کاری ادغام شود.
ماژول OMTP برای ایجاد کارت واقعی به یک کارت پایه چسبانده شده است. هنگامی که کارت به یک دستگاه وارد شود، برق و اطلاعات توسط الکترود به تراشه حافظه فلش منتقل می شود. یک گوشه دندانه ای نشان دهنده نیازهای قدرت کارت SmartMedia است. با نگاه کردن به کارت با الکترود رو به بالا، اگر قطعه در سمت چپ باشد، کارت ۵ ولت نیاز دارد. اگر قطعه در سمت راست است، به ۳٫۳ ولت نیاز دارد.
کارت SmartMedia پاک کردن، نوشتن و خواندن حافظه در بلوک های کوچک (افزایش ۲۵۶ یا ۵۱۲ بایت). این رویکرد به این معنی است که آنها قادر به عملکرد سریع و قابل اطمینان هستند، در حالی که اجازه می دهد تا مشخص کنید کدام داده هایی را که می خواهید ذخیره کنید. آنها از سایر اشکال ذخیره سازی حالت جامد قابل جابجایی کمتر است، بنابراین هنگام ذخیره و نگهداری آنها باید بسیار مراقب باشید. به دلیل کارت های جدیدتر، کوچکتر با ظرفیت های ذخیره سازی بزرگتر، مانند کارت های xD-Picture و کارت های امن دیجیتال، توشیبا اساسا کارت های SmartMedia را قطع کرده است، بنابراین اکنون یافتن آنها دشوار است.
کارت های CompactFlash توسط Sandisk در سال ۱۹۹۴ طراحی شده و از کارت های SmartMedia با دو روش مهم متفاوت هستند:
آنها ضخیم تر هستند
آنها از تراشه کنترل استفاده می کنند.
CompactFlash شامل یک تخته مدار کوچک با تراشه های فلش مموری و یک تراشه کنترل اختصاصی است که همه در یک پوسته ناهموار قرار دارد که ضخیم تر از کارت SmartMedia است. کارت CompactFlash 43 میلی متر عرض و ۳۶ میلی متر طول دارد و در دو ضخامت قرار دارد: کارت های نوع I ضخامت ۳٫۳ میلی متر دارند و کارت های نوع II 5.5 میلی متر ضخامت دارند.
کارت CompactFlash
کارت های CompactFlash از ولتاژ دوگانه پشتیبانی می کنند و در هر ۳٫۳ ولت یا ۵ ولت عمل می کنند.
ضخامت افزایش کارت اجازه می دهد تا ظرفیت ذخیره سازی بیشتر از کارت های SmartMedia. اندازه CompactFlash از ۸ مگابایت تا ۱۰۰ گیگابایت است. کنترل پردازنده می تواند عملکرد را افزایش دهد، به ویژه در دستگاه های دارای پردازنده های آهسته. تراشه مورد و کنترل کننده در مقایسه با کارت SmartMedia با اندازه، وزن و پیچیدگی کارت CompactFlash اضافه می کند.
استانداردهای حافظه فلش
سامسونگ الکترونیک اولین دستگاه سیگنال فلش ۶۴ گیگابایتی ۳۰ نانومتری در جهان را نشان می دهد.
سامسونگ الکترونیک اولین دستگاه سیگنال فلش ۶۴ گیگابایتی ۳۰ نانومتری در جهان را نشان می دهد.
کیم جائهوان / خبرگزاری فرانسه / گتی ایماژ
هر دو SmartMedia و CompactFlash، و همچنین کارت های حافظه PCMCIA Type I و Type II، به استانداردهایی که توسط انجمن بین المللی انجمن کارت حافظه شخصی (PCMCIA) ساخته شده است، پیروی می کنند. با توجه به این استانداردها، استفاده از CompactFlash و SmartMedia در انواع دستگاه ها آسان است. شما همچنین می توانید آداپتورهایی را که اجازه دسترسی به این کارت ها را از طریق یک درایو فلاپی استاندارد، پورت USB یا اسلات کارت PCMCIA (که در برخی از رایانه های لپ تاپ موجود است) می توانید خریداری کنید. به عنوان مثال، بازی برای PlayStation اصلی PlayStation سونی و PlayStation 2 به عقب سازگار با آخرین کنسول، پلی استیشن ۳، اما هیچ کارت حافظه مورد استفاده در سیستم های قدیمی وجود ندارد. گیمرهایی که میخواهند بازیهای بازی ذخیره شده خود را در جدیدترین سیستم وارد کنند باید آداپتور را خریداری کنند. کارت حافظه ی سونی در مجموعه ی وسیعی از محصولات ارائه شده توسط سونی موجود است و در حال حاضر در محصولات دیگر تولید کنندگان نیز نمایش داده می شود.
اگر چه استانداردها شکوفا می شوند، اما محصولات فلش مموری که به طور کامل در طبیعت اختصاص یافته اند، مانند کارت های حافظه در برخی از سیستم های بازی ویدیویی وجود دارد. اما خوب است بدانیم که به عنوان قطعات الکترونیکی تبدیل به طور فزاینده قابل تعویض و قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر (با استفاده از فن آوری های مانند بلوتوث)، حافظه قابل جدا شدن استاندارد به شما اجازه می دهد تا جهان خود را در دست خود نگه دارید.
در سپتامبر ۲۰۰۶، سامسونگ اعلام کرد توسعه حافظه دسترسی تصادفی PRAM را تغییر داده است. این نوع جدید حافظه ترکیبی از سرعت پردازش سریع حافظه RAM با ویژگی های غیر فرار از حافظه فلش است، که بعضی از آن ها را به نام “Perfect RAM” نامگذاری می کند. PRAM قرار است ۳۰ برابر سریعتر از حافظه فلش معمولی باشد و ۱۰ برابر طول عمر داشته باشد. سامسونگ قصد دارد نخستین تراشه های PRAM را در سال ۲۰۱۰ در دسترس قرار دهد و ظرفیت آن ۵۱۲ مگابایت باشد. منبع: Numonyx. آنها احتمالا در تلفن های همراه و دیگر دستگاه های تلفن همراه استفاده خواهند شد و حتی ممکن است حافظه فلش را نیز جایگزین کنند.
