La memoria flash è un supporto di memoria non volatile che cancella e riprogramma elettronicamente i dati. È una sorta di memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettronicamente (EEPROM) e non richiede alimentazione per mantenere i dati memorizzati nel chip né necessita di essere periodicamente aggiornata.
Tracciare l'evoluzione della memoria flash
Il viaggio della memoria flash è iniziato con la nascita della EEPROM da parte di Fujio Masuoka, un ingegnere di Toshiba, all'inizio degli anni '80. Il collega di Masuoka, Shōji Ariizumi, propose il nome "flash" perché il processo di cancellazione di tutti i dati dal chip gli ricordava il flash di una macchina fotografica.
La prima memoria flash, chiamata "NOR flash", è stata introdotta da Intel nel 1988. La flash NOR offriva operazioni di lettura e scrittura ad accesso casuale, ma era costosa. Successivamente, Toshiba ha introdotto la memoria flash NAND nel 1989, che forniva accesso sequenziale ai dati e aveva tempi di cancellazione e scrittura più rapidi. Il flash NAND è meno costoso per bit e più scalabile, rendendolo la scelta preferita per le applicazioni di archiviazione ad alta capacità.
Svelare il concetto di memoria flash
La memoria flash è un tipo di memoria a gate mobile, che sfrutta i principi del charge trapping per archiviare i dati. La presenza o l'assenza di carica su un transistor a gate flottante denota il valore del bit memorizzato. Poiché la carica rimane anche quando viene interrotta l'alimentazione, la memoria flash presenta caratteristiche non volatili.
Le informazioni nella memoria flash sono archiviate in celle che contengono bit di informazioni. La cella a livello singolo (SLC) memorizza un bit di informazione, mentre la cella a livello multiplo (MLC) può memorizzare più di un bit per cella. Negli ultimi anni, le celle a triplo livello (TLC) e le celle a quattro livelli (QLC) hanno guadagnato terreno, consentendo più spazio di archiviazione nello stesso spazio fisico.
Analisi della funzionalità della memoria flash
Ciascuna cella di memoria flash comprende un singolo transistor ad effetto di campo (FET) con un gate flottante aggiuntivo. Il gate flottante è posizionato tra il gate di controllo e il substrato. I dati vengono archiviati intrappolando o rimuovendo gli elettroni dal gate flottante. Ciò modifica la tensione di soglia del transistor, che rappresenta i valori binari 0 e 1.
La scrittura su una memoria flash comporta l'intrappolamento degli elettroni nel gate flottante (programmazione) e la lettura comporta il controllo della tensione di soglia (rilevamento). La cancellazione comporta la rimozione degli elettroni dal gate flottante. Le celle della memoria flash sono generalmente disposte secondo uno schema a griglia, che include blocchi, pagine e piani.
Caratteristiche principali della memoria flash
Le caratteristiche principali della memoria flash includono non volatilità, archiviazione a lungo termine, basso consumo energetico e durata. I suoi rapidi tempi di accesso in lettura lo rendono adatto a varie applicazioni. L'assenza di parti mobili nella memoria flash si traduce in un minor rischio di guasti meccanici. Inoltre, la memoria flash può resistere ad alta pressione, variazioni di temperatura e vibrazioni.
Categorizzazione della memoria Flash
La memoria flash è principalmente divisa in due tipi: memoria flash NOR e NAND.
| Tipo di flash | Leggi Velocità | Velocità di scrittura | Costo per bit | Resistenza |
|---|---|---|---|---|
| NOR Flash | Alto | Basso | Alto | Alto |
| NAND Flash | Moderare | Alto | Basso | Moderare |
Inoltre, in base al numero di bit memorizzati per cella, la memoria flash può essere divisa in SLC, MLC, TLC e QLC.
Applicazioni, problemi e soluzioni nell'uso della memoria flash
La memoria flash è onnipresente nella tecnologia moderna, dalle unità USB, alle unità a stato solido (SSD) e alle schede di memoria, fino a smartphone, tablet e laptop. Svolge inoltre un ruolo fondamentale nei server, nelle reti e nelle applicazioni industriali.
I problemi comuni con la memoria flash includono cicli di scrittura/cancellazione limitati e degrado dei dati nel tempo. Gli algoritmi di rilevamento e correzione degli errori, le tecniche di livellamento dell'usura e l'overprovisioning aiutano a mitigare questi problemi.
Confronto e caratteristiche
| Caratteristica | Memoria flash | Disco rigido |
|---|---|---|
| Velocità | Veloce | Lento |
| Durabilità | Alto (nessuna parte in movimento) | Moderato (contiene parti mobili) |
| Costo | Alto per GB | Basso per GB |
| Rumore | Silenzioso | Rumore dovuto a parti in movimento |
| Misurare | Compatto | Più grandi |
Il futuro della memoria flash
Man mano che si procede verso sistemi di storage più compatti, efficienti e ad alta capacità, si stanno evolvendo nuove tecnologie come la NAND 3D e la memoria a cambiamento di fase (PCM). La NAND 3D impila le celle di memoria verticalmente, aumentando la densità di archiviazione. Il PCM è un tipo di RAM non volatile che offre velocità paragonabile alla DRAM e durata superiore alla memoria flash.
Memoria Flash e server proxy
La memoria flash può svolgere un ruolo fondamentale nei server proxy, che fungono da intermediari per le richieste dei client che cercano risorse da altri server. Essendo un dispositivo di archiviazione ad alta velocità, la memoria flash può memorizzare nella cache i dati a cui si accede di frequente, consentendo tempi di risposta rapidi. Può anche archiviare registri e altri dati critici in modo duraturo e affidabile.
Link correlati
Per un approfondimento sulla memoria Flash:
- Guida alla memoria flash di Kingston
- Introduzione alla memoria flash da ComputerWorld
- Tecnologia di memoria flash di SanDisk
- Summit sulla memoria flash – Prossime tendenze
- Memoria flash di Western Digital
- Memoria flash NAND di Micron
La memoria flash continua a essere una pietra angolare del mondo digitale, rendendo i dispositivi più veloci, più piccoli e più robusti. Poiché la tecnologia continua ad evolversi, promette capacità ed efficienza ancora maggiori negli anni a venire.
