فلش مموری

فلش مموری یک وسیله ذخیره سازی حافظه غیر فرار است که به صورت الکترونیکی داده ها را پاک و برنامه ریزی مجدد می کند. این یک نوع حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (EEPROM) است که به صورت الکترونیکی قابل پاک شدن است و برای نگهداری داده های ذخیره شده در تراشه نه به برق نیاز دارد و نه نیاز به تجدید دوره ای دارد.

ردیابی تکامل حافظه فلش

سفر فلش مموری با شروع EEPROM توسط فوجیو ماسوکا، مهندس توشیبا، در اوایل دهه 1980 آغاز شد. همکار ماسوکا، شوجی آرییزومی، نام «فلش» را پیشنهاد کرد زیرا فرآیند پاک کردن تمام داده‌ها از تراشه او را به یاد فلاش دوربین می‌اندازد.

اولین حافظه فلش به نام "NOR flash" توسط اینتل در سال 1988 معرفی شد. NOR flash عملیات خواندن و نوشتن با دسترسی تصادفی را ارائه می کرد، اما گران بود. متعاقباً، توشیبا فلش NAND را در سال 1989 معرفی کرد که دسترسی متوالی به داده‌ها و زمان‌های پاک کردن و نوشتن سریع‌تر داشت. فلش NAND برای هر بیت هزینه کمتری دارد و مقیاس پذیرتر است، که آن را به انتخاب ترجیحی برای برنامه های ذخیره سازی با ظرفیت بالا تبدیل می کند.

کشف مفهوم فلش مموری

فلش مموری نوعی حافظه با دروازه شناور است که از اصول به دام انداختن شارژ برای ذخیره داده ها استفاده می کند. وجود یا عدم وجود بار در ترانزیستور دروازه شناور نشان دهنده مقدار بیت ذخیره شده است. از آنجایی که حتی با قطع منبع تغذیه شارژ باقی می ماند، فلش مموری ویژگی های غیر فراری را نشان می دهد.

اطلاعات موجود در حافظه فلش در سلول هایی ذخیره می شود که بیت های اطلاعات را در خود نگه می دارند. سلول تک سطحی (SLC) یک بیت اطلاعات را ذخیره می کند، در حالی که سلول چند سطحی (MLC) می تواند بیش از یک بیت در هر سلول ذخیره کند. در سال‌های اخیر، سلول‌های سه‌سطحی (TLC) و سلول‌های چهار سطحی (QLC) کشش پیدا کرده‌اند و امکان ذخیره‌سازی بیشتر در فضای فیزیکی یکسان را فراهم کرده‌اند.

تشریح عملکرد فلش مموری

هر سلول حافظه فلش شامل یک ترانزیستور اثر میدانی (FET) با یک دروازه شناور اضافی است. دروازه شناور بین دروازه کنترل و زیرلایه قرار دارد. داده ها با به دام انداختن یا حذف الکترون ها از دروازه شناور ذخیره می شوند. این ولتاژ آستانه ترانزیستور را تغییر می دهد - که مقادیر باینری 0 و 1 را نشان می دهد.

نوشتن در حافظه فلش شامل به دام انداختن الکترون ها در دروازه شناور (برنامه نویسی) و خواندن شامل بررسی ولتاژ آستانه (حسگر) است. پاک کردن شامل حذف الکترون ها از دروازه شناور است. سلول های حافظه فلش معمولاً در یک الگوی شبکه ای قرار می گیرند که شامل بلوک ها، صفحات و صفحات است.

ویژگی های کلیدی فلش مموری

از ویژگی های اصلی فلش مموری می توان به عدم فرار، ذخیره سازی طولانی مدت، نیاز به انرژی کم و دوام اشاره کرد. زمان دسترسی سریع به خواندن آن را برای برنامه های مختلف مناسب می کند. عدم وجود قطعات متحرک در حافظه فلش به کاهش خطر خرابی مکانیکی منجر می شود. علاوه بر این، فلش مموری می تواند فشار بالا، تغییرات دما و لرزش ها را تحمل کند.

دسته بندی فلش مموری ها

فلش مموری به طور عمده به دو نوع NOR و NAND تقسیم می شود.

علاوه بر این، بر اساس تعداد بیت های ذخیره شده در هر سلول، حافظه فلش را می توان به SLC، MLC، TLC و QLC تقسیم کرد.

برنامه ها، مشکلات و راه حل ها در استفاده از حافظه فلش

فلش مموری در فناوری مدرن همه جا وجود دارد، از درایوهای USB، درایوهای حالت جامد (SSD) و کارت های حافظه گرفته تا گوشی های هوشمند، تبلت ها و لپ تاپ ها. همچنین نقش حیاتی در سرورها، شبکه ها و برنامه های صنعتی ایفا می کند.

مشکلات رایج فلش مموری شامل چرخه های محدود نوشتن/پاک کردن و تخریب داده ها در طول زمان است. الگوریتم‌های تشخیص و تصحیح خطا، تکنیک‌های تسطیح سایش، و تامین بیش از حد به کاهش این مشکلات کمک می‌کنند.

مقایسه و خصوصیات

آینده فلش مموری

همانطور که به سمت ذخیره سازی فشرده تر، کارآمدتر و با ظرفیت بالا پیش می رویم، فناوری های جدیدی مانند 3D NAND و Phase-Change Memory (PCM) در حال پیشرفت هستند. NAND 3D سلول های حافظه را به صورت عمودی روی هم قرار می دهد و تراکم ذخیره سازی را افزایش می دهد. PCM نوعی رم غیر فرار است که سرعت قابل مقایسه با DRAM و دوام بالاتر از حافظه فلش را ارائه می دهد.

فلش مموری و سرورهای پراکسی

فلش مموری می تواند نقش حیاتی در سرورهای پروکسی ایفا کند که به عنوان واسطه برای درخواست های مشتریانی که به دنبال منابع از سرورهای دیگر هستند، عمل می کنند. حافظه فلش به عنوان ذخیره‌سازی با سرعت بالا، می‌تواند داده‌هایی را که اغلب به آن‌ها دسترسی پیدا می‌کنید، ذخیره کند و زمان پاسخگویی سریع را ممکن می‌سازد. همچنین می‌تواند گزارش‌ها و سایر داده‌های حیاتی را به روشی بادوام و قابل اعتماد ذخیره کند.

لینک های مربوطه

برای بررسی عمیق تر در حافظه فلش:

1. راهنمای فلش مموری از کینگستون
2. معرفی فلش مموری از ComputerWorld
3. فناوری حافظه فلش از SanDisk
4. اجلاس حافظه فلش - روندهای آتی
5. فلش مموری از وسترن دیجیتال
6. حافظه فلش NAND از Micron

فلش مموری همچنان سنگ بنای دنیای دیجیتال است و دستگاه‌ها را سریع‌تر، کوچک‌تر و قوی‌تر می‌کند. همانطور که این فناوری همچنان در حال تکامل است، ظرفیت و کارایی بیشتری را در سال های آینده نوید می دهد.