Werkingsprincipe van flashdrivegeheugen. Flash-geheugen

Flash-geheugen is een soort langdurig geheugen voor computers waarin de inhoud opnieuw kan worden geprogrammeerd of elektrisch kan worden gewist. Vergeleken met elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen kunnen bewerkingen daarop worden uitgevoerd in blokken die zich op verschillende plaatsen bevinden. Flash-geheugen kost veel minder dan EEPROM en daarom is het de dominante technologie geworden. Met name in situaties waarin stabiele en langdurige dataopslag vereist is. Het gebruik ervan is in een grote verscheidenheid aan gevallen toegestaan: in digitale audiospelers, foto- en videocamera's, mobiele telefoons en smartphones, waar speciale Android-applicaties voor de geheugenkaart zijn. Daarnaast wordt het ook gebruikt in USB-flashstations, traditioneel gebruikt om informatie op te slaan en tussen computers over te dragen. Het heeft enige bekendheid verworven in de wereld van gamers, waar het vaak wordt gebruikt om voortgangsgegevens van games op te slaan.

algemene beschrijving

Flash-geheugen is een type dat informatie op het bord kan opslaan lange tijd zonder stroom te gebruiken. Bovendien kunnen we de hoogste snelheid van gegevenstoegang noteren, evenals betere weerstand tot kinetische schokken in vergelijking met harde schijven. Het is dankzij deze kenmerken dat het zo populair is geworden voor apparaten die worden aangedreven door batterijen en oplaadbare batterijen. Een ander onmiskenbaar voordeel is dat wanneer flash-geheugen wordt gecomprimeerd tot een solide kaart, het bijna onmogelijk is om het met welke standaard dan ook te vernietigen met fysieke middelen, zodat het bestand is tegen kokend water en hoge druk.

Gegevenstoegang op laag niveau

De manier waarop gegevens worden benaderd in flash-geheugen is heel anders dan waarvoor wordt gebruikt algemene soort. Toegang op laag niveau wordt geboden via de bestuurder. Conventioneel RAM reageert onmiddellijk op oproepen om informatie te lezen en te schrijven en retourneert de resultaten van dergelijke bewerkingen, maar het ontwerp van flash-geheugen is zodanig dat het tijd kost om erover na te denken.

Ontwerp en werkingsprincipe

Op dit moment is flashgeheugen wijdverspreid, dat wordt gemaakt op elementen met één transistor en een "zwevende" poort. Dit maakt het mogelijk om een ​​grotere gegevensopslagdichtheid te bieden in vergelijking met dynamisch RAM, waarvoor een paar transistors en een condensatorelement nodig zijn. Op dit moment is de markt vol met een verscheidenheid aan bouwtechnologieën basiselementen voor dit type media, die zijn ontwikkeld door toonaangevende fabrikanten. Ze onderscheiden zich door het aantal lagen, methoden voor het opnemen en wissen van informatie, evenals de organisatie van de structuur, die meestal in de naam wordt aangegeven.

Momenteel zijn er een aantal soorten chips die het meest voorkomen: NOR en NAND. In beide zijn de opslagtransistoren verbonden met de bitbussen - respectievelijk parallel en in serie. Het eerste type heeft vrij grote celgroottes en maakt snelle willekeurige toegang mogelijk, waardoor programma's rechtstreeks vanuit het geheugen kunnen worden uitgevoerd. De tweede wordt gekenmerkt door kleinere celgroottes en is ook snel sequentiële toegang, wat veel handiger is als het nodig is om blokapparaten te bouwen waarin grote hoeveelheden informatie worden opgeslagen.

Op de meeste draagbare apparaten gebruikt de SSD het NOR-geheugentype. Apparaten met een USB-interface worden echter steeds populairder. Ze gebruiken NAND-geheugen. Geleidelijk verdringt het de eerste.

Het grootste probleem is kwetsbaarheid

De eerste voorbeelden van in massa geproduceerde flashdrives bevielen gebruikers niet met hoge snelheden. Nu is de snelheid van het schrijven en lezen van informatie echter zo hoog dat u een volledige film kunt bekijken of een besturingssysteem op uw computer kunt gebruiken. Een aantal fabrikanten hebben al machines gedemonstreerd waarbij de harde schijf wordt vervangen door flashgeheugen. Maar deze technologie heeft zeer aanzienlijk nadeel, wat een obstakel wordt voor het vervangen van bestaande magnetische schijven door dit medium. Dankzij het ontwerp van flash-geheugen is het mogelijk om informatie in een beperkt aantal cycli te wissen en weg te schrijven, wat zelfs haalbaar is voor kleine en draagbare apparaten, om nog maar te zwijgen van hoe vaak dit op computers gebeurt. Als u dit soort media als SSD-schijf op een pc gebruikt, ontstaat er zeer snel een kritieke situatie.

Dit komt door het feit dat een dergelijke aandrijving is gebouwd op de eigenschap van veldeffecttransistors om op te slaan in een "zwevende" poort, waarvan de afwezigheid of aanwezigheid in de transistor wordt beschouwd als een logische één of nul in binair schrijven en het wissen van gegevens in het NAND-geheugen wordt uitgevoerd met behulp van getunnelde elektronen met behulp van de Fowler-Nordheim-methode met de deelname van een diëlektricum. Dit vereist niet dat u cellen van minimale afmetingen kunt maken. Maar het is dit proces dat naar de cellen leidt, omdat de elektrische stroom in dit geval elektronen dwingt de poort binnen te dringen en de diëlektrische barrière te overwinnen. De gegarandeerde houdbaarheid van dergelijk geheugen is echter tien jaar. Slijtage van de microschakeling treedt niet op als gevolg van het lezen van informatie, maar als gevolg van bewerkingen om deze te wissen en te schrijven, aangezien het lezen de structuur van de cellen niet hoeft te veranderen, maar alleen een elektrische stroom doorlaat.

Uiteraard werken geheugenfabrikanten actief aan het verlengen van de levensduur van dit soort solid-state drives: ze streven naar uniformiteit van schrijf-/wisprocessen in de cellen van de array, zodat sommige niet meer verslijten dan andere. Voor uniforme verdeling belastingen maken voornamelijk gebruik van softwarepaden. Om dit fenomeen te elimineren, wordt bijvoorbeeld ‘wear leveling’-technologie gebruikt. In dit geval worden gegevens die vaak aan veranderingen onderhevig zijn, verplaatst naar de adresruimte van het flashgeheugen, zodat de opname op verschillende locaties wordt uitgevoerd. fysieke adressen. Elke controller is uitgerust met zijn eigen uitlijningsalgoritme, dus het is erg moeilijk om de effectiviteit van bepaalde modellen te vergelijken, omdat implementatiedetails niet worden bekendgemaakt. Omdat het aantal flashdrives elk jaar groter wordt, is het noodzakelijk om steeds efficiëntere bedieningsalgoritmen te gebruiken om de stabiele werking van de apparaten te garanderen.

Probleemoplossen

Een van de zeer effectieve manieren om dit fenomeen te bestrijden is het reserveren van een bepaalde hoeveelheid geheugen, wat zorgt voor uniformiteit van de belasting en foutcorrectie door middel van speciale algoritmen logische omleiding voor het vervangen van fysieke blokkades die ontstaan ​​tijdens intensief werk door een flashdrive. En om het verlies van informatie te voorkomen, worden cellen die defect raken geblokkeerd of vervangen door back-upcellen. Deze softwaredistributie van blokken maakt het mogelijk om uniformiteit van de belasting te garanderen, waardoor het aantal cycli 3-5 keer toeneemt, maar dit is niet genoeg.

En andere soorten vergelijkbare schijven worden gekenmerkt door het feit dat een tabel met een bestandssysteem in hun servicegebied wordt ingevoerd. Het voorkomt fouten bij het lezen van informatie logisch niveau bijvoorbeeld bij een onjuiste uitschakeling of een plotselinge onderbreking van de levering van elektrische energie. En aangezien het systeem geen caching biedt bij gebruik van verwisselbare apparaten, heeft veelvuldig herschrijven het meest nadelige effect op de bestandstoewijzingstabel en de inhoudsopgave van de directory. En zelfs speciale programma's voor geheugenkaarten kunnen in deze situatie niet helpen. Tijdens een eenmalig verzoek overschreef de gebruiker bijvoorbeeld duizend bestanden. En het lijkt erop dat ik de blokken waar ze zich bevonden slechts één keer gebruikte voor opname. Maar de servicegebieden werden bij elke update van welk bestand dan ook herschreven, dat wil zeggen dat de toewijzingstabellen deze procedure duizend keer hebben doorlopen. Om deze reden zullen de blokken die door deze gegevens worden bezet als eerste falen. Wear-leveling-technologie werkt ook met dergelijke blokken, maar de effectiviteit ervan is zeer beperkt. En het maakt niet uit wat voor soort computer je gebruikt, de flashdrive zal falen precies op het moment dat de maker het bedoeld heeft.

Het is vermeldenswaard dat de toename van de capaciteit van de microschakelingen van dergelijke apparaten er alleen maar toe heeft geleid dat het totale aantal schrijfcycli is afgenomen, omdat de cellen kleiner worden, dus er is steeds minder spanning nodig om het oxide te dissiperen. scheidingswanden die de “zwevende poort” isoleren. En hier is de situatie zodanig dat met de toename van de capaciteit van de gebruikte apparaten het probleem van hun betrouwbaarheid steeds groter werd, en de klasse van de geheugenkaart hangt nu van veel factoren af. De betrouwbaarheid van een dergelijke oplossing wordt bepaald door zijn technische kenmerken, evenals de huidige marktsituatie. Als gevolg van de hevige concurrentie zijn fabrikanten gedwongen de productiekosten op welke manier dan ook te verlagen. Onder meer vanwege het vereenvoudigde ontwerp, het gebruik van componenten uit een goedkopere set, waardoor de controle over de productie en andere methoden wordt verzwakt. Een Samsung-geheugenkaart kost bijvoorbeeld meer dan zijn minder bekende tegenhangers, maar de betrouwbaarheid ervan roept veel minder vragen op. Maar zelfs hier is het moeilijk om te praten over de volledige afwezigheid van problemen, en het is moeilijk om iets meer te verwachten van apparaten van volledig onbekende fabrikanten.

Ontwikkelingsperspectieven

Hoewel er duidelijke voordelen zijn, is die er wel hele lijn tekortkomingen die kenmerkend zijn voor de SD-geheugenkaart, waardoor verdere uitbreiding van de reikwijdte ervan wordt voorkomen. Dat is de reden voortdurend zoeken alternatieve oplossingen op dit gebied. Natuurlijk proberen ze in de eerste plaats bestaande soorten flash-geheugen te verbeteren, wat niet zal leiden tot fundamentele veranderingen in het bestaande productieproces. Daarom bestaat er maar één ding: bedrijven die zich bezighouden met de productie van dit soort schijven zullen proberen hun volledige potentieel te benutten voordat ze overstappen op een ander type, waarbij ze de traditionele technologie blijven verbeteren. Zo is de Sony-geheugenkaart momenteel verkrijgbaar in een breed scala aan volumes, dus wordt aangenomen dat deze actief uitverkocht zal blijven.

Tegenwoordig, op de drempel van industriële implementatie, bestaat er echter een hele reeks technologieën voor alternatieve gegevensopslag, waarvan sommige onmiddellijk kunnen worden geïmplementeerd zodra een gunstige marktsituatie zich voordoet.

Ferroelektrische RAM (FRAM)

De technologie van het ferro-elektrische principe van informatieopslag (Ferro-elektrische RAM, FRAM) wordt voorgesteld om het potentieel van niet-vluchtig geheugen te vergroten. Het wordt algemeen aanvaard dat het werkingsmechanisme van bestaande technologieën, dat bestaat uit het herschrijven van gegevens tijdens het leesproces met alle wijzigingen aan de basiscomponenten, leidt tot een zekere beperking van het snelheidspotentieel van apparaten. En FRAM is een geheugen dat wordt gekenmerkt door eenvoud, hoge betrouwbaarheid en snelheid in gebruik. Deze eigenschappen zijn nu kenmerkend voor DRAM: niet-vluchtig willekeurig toegankelijk geheugen dat momenteel bestaat. Maar hier zullen we ook de mogelijkheid toevoegen van gegevensopslag op de lange termijn, die wordt gekenmerkt door. Onder de voordelen van dergelijke technologie kunnen we de weerstand benadrukken tegen verschillende soorten doordringende straling, waar mogelijk vraag naar is in speciale apparaten die worden gebruikt om te werken in omstandigheden met verhoogde radioactiviteit of bij ruimteverkenning. Het informatieopslagmechanisme wordt hier geïmplementeerd door het gebruik van het ferro-elektrische effect. Het houdt in dat het materiaal in staat is de polarisatie te behouden bij afwezigheid van een extern elektrisch veld. Elke FRAM-geheugencel wordt gevormd door een ultradunne film van ferro-elektrisch materiaal in de vorm van kristallen tussen een paar platte metalen elektroden te plaatsen, waardoor een condensator wordt gevormd. De gegevens worden in dit geval opgeslagen in de kristalstructuur. En dit voorkomt het effect van ladingslekkage, wat informatieverlies veroorzaakt. Gegevens in het FRAM-geheugen blijven behouden, zelfs als de voeding is uitgeschakeld.

Magnetisch RAM-geheugen (MRAM)

Een ander type geheugen dat tegenwoordig als veelbelovend wordt beschouwd, is MRAM. Het wordt gekenmerkt door redelijk hoge snelheidsprestaties en energieonafhankelijkheid. V in dit geval dient als een dunne magnetische film geplaatst op een siliciumsubstraat. MRAM is statisch geheugen. Het hoeft niet periodiek te worden herschreven en er gaat geen informatie verloren als de stroom wordt uitgeschakeld. Op dit moment zijn de meeste experts het erover eens dat dit type geheugen een technologie van de volgende generatie kan worden genoemd, aangezien het bestaande prototype redelijk hoge snelheden laat zien. Een ander voordeel van deze oplossing zijn de lage kosten van de chips. Flash-geheugen wordt vervaardigd met behulp van een gespecialiseerd CMOS-proces. En MRAM-chips kunnen worden geproduceerd met behulp van een standaard productieproces. Bovendien kunnen de materialen die zijn die gebruikt worden in conventionele magnetische media. Het is veel goedkoper om grote hoeveelheden van dergelijke microschakelingen te produceren dan alle andere. Een belangrijke eigenschap van MRAM-geheugen is het vermogen direct aan. En dit is vooral waardevol voor mobiele apparaten. Bij dit type wordt de waarde van de cel immers bepaald door de magnetische lading, en niet door de elektrische lading, zoals bij traditioneel flashgeheugen.

Ovonic Unified Memory (OUM)

Een ander type geheugen waar veel bedrijven actief aan werken is een solid-state drive op basis van amorfe halfgeleiders. Het is gebaseerd op faseovergangstechnologie, die vergelijkbaar is met het principe van opnemen gewone schijven. Hier verandert de fasetoestand van een stof in een elektrisch veld van kristallijn naar amorf. En deze verandering blijft bestaan, zelfs als er geen spanning is. Van traditioneel optische schijven Dergelijke apparaten verschillen doordat verwarming optreedt als gevolg van de werking van elektrische stroom, en niet door een laser. Het lezen wordt in dit geval uitgevoerd vanwege het verschil in de reflectiviteit van de substantie in verschillende toestanden, die wordt waargenomen door de schijfstationsensor. Theoretisch heeft een dergelijke oplossing een hoge gegevensopslagdichtheid en maximale betrouwbaarheid, evenals betere prestaties. Het maximale aantal herschrijfcycli is hier hoog, waarvoor een computer wordt gebruikt; een flashdrive blijft in dit geval verschillende ordes van grootte achter.

Chalcogenide RAM (CRAM) en Phase Change Memory (PRAM)

Deze technologie is ook gebaseerd op faseovergangen, waarbij de stof die in de drager wordt gebruikt in de ene fase fungeert als een niet-geleidend amorf materiaal, en in de tweede fase als een kristallijne geleider. De overgang van een geheugencel van de ene toestand naar de andere wordt uitgevoerd als gevolg van elektrische velden en verwarming. Dergelijke chips worden gekenmerkt door weerstand tegen ioniserende straling.

Informatie-meerlaagse bedrukte kaart (Info-MICA)

De werking van apparaten die op basis van deze technologie zijn gebouwd, wordt uitgevoerd volgens het principe van dunnefilmholografie. Informatie wordt als volgt vastgelegd: eerst wordt een tweedimensionaal beeld gevormd en overgebracht naar een hologram met behulp van CGH-technologie. Gegevens worden gelezen door de laserstraal op de rand van een van de opgenomen lagen te fixeren, die dienen als optische golfgeleiders. Het licht plant zich voort langs een as die parallel loopt aan het vlak van de laag en vormt een uitvoerbeeld dat overeenkomt met de eerder opgenomen informatie. De initiële gegevens kunnen op elk moment worden verkregen dankzij het omgekeerde coderingsalgoritme.

Dit type geheugen steekt gunstig af bij halfgeleidergeheugen vanwege het feit dat het een hoge opnamedichtheid, een laag stroomverbruik en een laag energieverbruik biedt. goedkoop media, milieuveiligheid en bescherming tegen ongeoorloofd gebruik. Maar zo'n geheugenkaart staat het herschrijven van informatie niet toe, daarom kan deze alleen dienen als langetermijnopslag, als vervanging voor papieren media of als alternatief optische schijven voor de distributie van multimedia-inhoud.

Een flashdrive is een apparaat dat is ontworpen voor het overbrengen en opslaan van informatie: tekstdocumenten, afbeeldingen, foto's, muziek, video's. Ze heeft kleine maat en wordt via een speciaal gat op de computer aangesloten: een USB-connector ("USB-connector").

En het apparaat zelf wordt correct genoemd USB stick.

Maar dit is in serieuze ‘computertaal’. En onder gewone gebruikers is het slechts een flashdrive.

In de regel heeft het een kleine dop die het zichtbare "werkende" deel beschermt (het belangrijkste "brein" is verborgen in de behuizing).

Mogelijk ontbreekt de dop: vervolgens wordt de metalen connector met een speciale schuifregelaar in de behuizing "geschoven".

Voeg nog iets toe aan de beschrijving verschijning Apparaten zijn complex, vooral omdat ze tegenwoordig verschillende maten en vormen kunnen hebben. Flashdrives met een originele vorm worden als modieus beschouwd - van een speelgoedeendje tot een heel echt ogend zakmes.

Door het interessante ontwerp kun je ze als decoratie dragen, bijvoorbeeld als sleutelhanger.

Het is de moeite waard om iets te zeggen over de inhoud van het apparaat, en niet alleen over de vorm. Waarom heeft zo'n klein nuttig ding bijvoorbeeld zo'n ingewikkelde naam: USB-flashdrive?

Met het woord ‘rijden’ lijkt alles duidelijk: de taak van het apparaat is het onthouden (accumuleren) van informatie. We hebben ook al iets gezegd over het concept USB: het is een methode om een ​​apparaat aan te sluiten en dus een manier om opgeslagen informatie van een computer naar een flashstation over te brengen en omgekeerd.

Maar we moeten het woord ‘flits’ begrijpen. Vertaald uit het Engels betekent het "flitser".

Flash-geheugen is een zeer belangrijk en zeer populair concept in de wereld van de geavanceerde technologie. Het belangrijkste voordeel van dit type geheugen is de energieonafhankelijkheid. Dit betekent dat alles wat is opgenomen, zelfs na het uitschakelen wordt opgeslagen. Bovendien kan informatie die in het flashgeheugen is vastgelegd tientallen jaren worden opgeslagen en duizenden keren worden herschreven.

De cd of dvd die u kent, is ook een apparaat voor informatieopslag. Een flashdrive heeft echter een aantal voordelen, waardoor het lastige schijven langzaam uit het gebruik verdringt (net zoals dezelfde schijven ooit diskettes hebben vervangen).

Voordelen van een flashdrive

Misschien wel het belangrijkste voordeel is dat de flashdrive extreem eenvoudig te gebruiken is. Er zijn geen speciale programma's nodig om ermee te werken.

Ernaar schrijven kan net zo eenvoudig en snel zijn als het kopiëren van informatie van de ene map naar de andere.

Bovendien kan het op elke computer, moderne tv of dvd-speler worden geopend en zijn er geen extra apparaten nodig: alleen een USB-connector.

Moderne flashdrives kunnen een zeer grote hoeveelheid gegevens "onthouden" - tot één terabyte (1024 GB). Bovendien zijn ze, zoals reeds vermeld, herbruikbaar (in staat om informatie honderden en duizenden keren te herschrijven).

Een onbetwist voordeel ten opzichte van cd's en dvd's is het lage stroomverbruik van een flashdrive. Dit komt door het feit dat het op zichzelf geen mechanisme is: het heeft geen bewegende delen en wordt tijdens bedrijf niet in beweging gezet. Bovendien heeft hij geen externe voedingsbron nodig; hij heeft bij aansluiting alleen de voeding nodig die via USB wordt geleverd.

Een flashdrive is, in tegenstelling tot dezelfde schijf, niet gevoelig voor krassen en stof, en is bestand tegen trillingen, schokken en vallen. Hij werkt geruisloos, heeft een licht gewicht (minder dan 60 gram) en een formaat dat erg handig is als je hem constant bij je moet dragen.

Herhaalde en frequente verbindingen met een computer zijn volkomen onschadelijk voor flash-geheugen. Het is echter de moeite waard om aandacht te besteden aan de veiligheid van het verwijderen van het apparaat.

Er is nu veel discussie over de vraag of het nodig is om de knop “Hardware veilig verwijderen” te gebruiken. Maar er is een mening dat "onjuiste" verwijdering leidt tot het falen van de USB-poort (connector) of zelfs tot het verwijderen van informatie die op de flashdrive is opgeslagen.

Het is noodzakelijk om over een dergelijke eigenschap van een flashdrive te praten als informatiebescherming. Deze functie is nog niet op elk apparaat beschikbaar. Tegenwoordig hebben velen van hen echter zo'n extra functie.

Dit kan een vingerafdrukverificatie zijn of een wachtwoord dat moet worden ingevoerd om de inhoud van de flashdrive te openen. Handig als je heel persoonlijke of geheime informatie wilt bewaren.

Gebreken

• De levensduur van een flashdrive is 5-10 jaar, dat wil zeggen dat het aantal vermeldingen en verwijderingen beperkt is. In dit geval neemt de opnamesnelheid in de loop van de tijd af.
• Gevoeligheid voor elektrostatische ontlading. Elektrische schade kan leiden tot permanente burn-out. Maar dit is eerder een kwestie van de bruikbaarheid van de stopcontacten in huis of op kantoor en de juiste montage van afzonderlijke onderdelen van de computer.
• Nat worden kan ook schadelijk zijn. Maar in de regel alleen in gevallen waarin werd geprobeerd een nog nat apparaat aan te sluiten. Als een flashdrive die per ongeluk in de regen terechtkomt, een aantal dagen laat drogen, zal deze hoogstwaarschijnlijk goed werken.
• Sommige gebruikers klagen ook dat de kleine dop van de flashdrive voortdurend verloren gaat. Maar dit punt is natuurlijk moeilijk toe te schrijven aan ernstige tekortkomingen. Tegenwoordig zijn er immers veel opties zonder individuele details.

Geheugenkaart (flashkaart)

Een geheugenkaart (of flashkaart) is een apparaat voor het verzamelen en opslaan van informatie. Het wordt voornamelijk gebruikt in draagbare digitale apparatuur. Aanwezig in de meeste modellen moderne telefoons en camera's.

Ze zijn verkrijgbaar in verschillende fysieke maten: van 32 tot 15 millimeter.

Voor de kleinste flashkaarten zijn er speciale adapters (adapters). Dankzij hen kun je dergelijke apparaten in gewone slots voor grote kaarten plaatsen.

Geheugenkaarten verschillen ook qua schrijf- en leessnelheid (weergave van opgenomen gegevens), geheugencapaciteit en enkele aanvullende kenmerken. Sommigen van hen hebben dus beperkingen op het lezen, schrijven en verwijderen van informatie. Dit zijn zogenaamde beveiligde geheugenkaarten.

Hoe een flashkaart op een computer te openen

Vaak moeten gegevens van een geheugenkaart - foto's, video's of muziek - worden overgebracht naar een computer om ze op te slaan, te verwerken of gewoon voor het gemak om het materiaal te bekijken (of te beluisteren). Er zijn twee manieren om dit te doen.

De eerste, meest eenvoudige - door speciale kabel (snoer), waarbij u een draagbaar apparaat en een computer aansluit via een USB-connector.

Deze kabel wordt meestal bij het apparaat geleverd. En apart kopen is geen probleem. Het is goedkoop, gemakkelijk te gebruiken en neemt weinig ruimte in beslag. Het belangrijkste is om het correct te kiezen.

De tweede optie voor het overbrengen van gegevens van een geheugenkaart naar een computer is via de kaart zelf aansluiten. Om dit te doen, moet u het van het apparaat verwijderen en op uw computer aansluiten.

Moderne laptops hebben een speciaal gat voor flashkaarten. Als uw computer niet over een dergelijke connector beschikt, hoeft u zich geen zorgen te maken. Nu beschikbaar voor aankoop speciaal apparaat- kaartlezer.

Dit is een apparaat dat is ontworpen om verschillende flashkaarten te lezen. Het kan een tussenpersoon worden genoemd tussen uw computer en de geheugenkaart. Een kaart wordt in een speciaal gat in de kaartlezer gestoken en via een USB-connector op de computer aangesloten.

De kaartlezer is vrij goedkoop, maar biedt zeer waardevolle hulp voor degenen die vaak met flashkaarten werken.

Voorwoord

Theoretisch gedeelte

Wat voor soort geheugen is er?

Het enige dat al deze soorten geheugen misschien kan verenigen, is min of meer hetzelfde werkingsprincipe. Er is een tweedimensionale of driedimensionale matrix die op ongeveer deze manier is gevuld met nullen en enen en waaruit we deze waarden vervolgens kunnen aflezen of vervangen, d.w.z. dit alles is een directe analoog van zijn voorganger: geheugen op ferrietringen.

Wat is flashgeheugen en welke typen zijn er (NOR en NAND)?

Schematische weergave van een zwevende poorttransistor.

Dus hoe werkt dit technische wonder? Dit wordt beschreven samen met enkele fysieke formules. Kortom, tussen de stuurpoort en het kanaal waardoor stroom van bron naar afvoer vloeit, plaatsen we dezelfde zwevende poort, omgeven door een dunne laag diëlektricum. Als gevolg hiervan, wanneer stroom door zo'n "gemodificeerde" veldeffecttransistor vloeit, tunnelen sommige hoogenergetische elektronen door het diëlektricum en komen in de zwevende poort terecht. Het is duidelijk dat terwijl de elektronen door deze poort aan het tunnelen en ronddwalen, ze een deel van hun energie verloren en praktisch niet meer terug kunnen keren.

Let op:‘praktisch’ is het sleutelwoord, want zonder herschrijven, zonder cellen minstens eens in de paar jaar bij te werken, wordt Flash, net als RAM, na het uitschakelen van de computer ‘op nul gezet’.

Opnieuw hebben we dat gedaan tweedimensionale array, die moet worden gevuld met nullen en enen. Omdat het nogal wat tijd kost om lading op de zwevende poort te accumuleren lange tijd, dan wordt in het geval van RAM een andere oplossing gebruikt. De geheugencel bestaat uit een condensator en een conventionele veldeffecttransistor. Bovendien heeft de condensator zelf enerzijds een primitief fysiek apparaat, maar anderzijds is deze niet triviaal geïmplementeerd in hardware:

RAM-celontwerp.

Nogmaals, ixbt heeft een goede speciaal voor DRAM- en SDRAM-geheugen. Het is natuurlijk niet zo fris, maar de fundamentele punten worden heel goed beschreven.

De enige vraag die mij kwelt is: kan DRAM een cel met meerdere niveaus hebben, zoals Flash? Het lijkt erop van wel, maar toch...

Praktisch gedeelte

Flash

Essentiële elementen USB stick: 1. USB-connector, 2. controller, 3. PCB-meerlaags printplaat, 4. NAND-geheugenmodule, 5. kwartsreferentiefrequentie-oscillator, 6. LED-indicator (nu hebben veel flashdrives dit echter niet), 7. schrijfbeveiligingsschakelaar (op dezelfde manier ontbreekt deze op veel flashdrives), 8 . ruimte voor extra geheugenchip.

Laten we van eenvoudig naar complex gaan. Kristaloscillator (meer over het werkingsprincipe). Tot mijn grote spijt is tijdens het polijsten de kwartsplaat zelf verdwenen, waardoor we alleen de carrosserie kunnen bewonderen.

Kristaloscillatorbehuizing

Bij toeval heb ik in de tussentijd ontdekt hoe de versterkende vezel in de printplaat eruit ziet en welke bolletjes de printplaat voor het grootste deel vormen. Overigens worden de vezels nog steeds met draaien gelegd, dit is duidelijk zichtbaar in de bovenste afbeelding:

Versterkende vezels in de PCB (rode pijlen geven vezels aan die loodrecht op de snede staan), die het grootste deel van de PCB vormen

En hier is het eerste belangrijke onderdeel van de flashdrive: de controller:

Controleur. Het bovenste beeld werd verkregen door verschillende SEM-microfoto's te combineren

Eerlijk gezegd begreep ik het idee van de ingenieurs die wat extra geleiders in de chip zelf hadden geplaatst niet helemaal. Misschien is het vanuit het oogpunt technologisch proces makkelijker en goedkoper om te doen.

Nadat ik deze foto had verwerkt, riep ik: “Yayyyyyyyy!” en rende door de kamer. Daarom presenteren wij onder uw aandacht het technologische proces van 500 nm in al zijn glorie, waarbij perfect getekende grenzen van de afvoer, bron, controlepoort en zelfs de contacten in relatieve integriteit bewaard blijven:

"Ide!" micro-elektronica - 500 nm controllertechnologie met prachtig getekende individuele drains (Drain), bronnen (Source) en controlepoorten (Gate)

Laten we nu verder gaan met het dessert: geheugenchips. Laten we beginnen met de contacten die deze herinnering letterlijk voeden. Naast de belangrijkste (het “dikste” contact op de foto) zijn er ook veel kleine. Trouwens, "dik"< 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:

SEM-afbeeldingen van de contacten die de geheugenchip voeden

Als we het over het geheugen zelf hebben, wacht ons ook hier succes. We hebben individuele blokken kunnen fotograferen, waarvan de grenzen zijn aangegeven met pijlen. Als u naar het beeld kijkt met maximale vergroting, probeer dan uw blik te spannen, dit contrast is echt moeilijk te onderscheiden, maar het is aanwezig in het beeld (voor de duidelijkheid merkte ik op aparte cel lijnen):

Geheugencellen 1. Blokgrenzen zijn gemarkeerd met pijlen. Lijnen geven individuele cellen aan

In eerste instantie leek het mij een beeldartefact, maar nadat ik alle foto's van het huis had verwerkt, realiseerde ik me dat dit óf controlepoorten zijn die langwerpig zijn langs de verticale as in een SLC-cel, óf dat dit meerdere cellen zijn die in een MLC zijn samengevoegd. Hoewel ik MLC hierboven noemde, is dit nog steeds een vraag. Ter referentie: de "dikte" van de cel (d.w.z. de afstand tussen de twee lichtpunten in de onderste afbeelding) is ongeveer 60 nm.

Om niet te veinzen, zijn hier vergelijkbare foto's van de andere helft van de flashdrive. Een volledig vergelijkbaar beeld:

Geheugencellen 2. Blokgrenzen worden gemarkeerd met pijlen. Lijnen geven individuele cellen aan

Natuurlijk is de chip zelf niet zomaar een verzameling van zulke geheugencellen; er zitten nog een aantal andere structuren in waarvan ik de identiteit niet kon vaststellen:

Andere structuren binnen NAND-geheugenchips
 

DRAM

Laten we echter volgens de traditie beginnen met contacten. Het was leuk om te zien hoe een BGA “chip” eruit ziet en hoe het solderen zelf is:

"Afgebroken" BGA-soldeer

En nu is het tijd om voor de tweede keer "Ide!" Te roepen, omdat we individuele solid-state condensatoren hebben kunnen zien - concentrische cirkels in de afbeelding, gemarkeerd met pijlen. Zij zijn degenen die onze gegevens opslaan terwijl de computer draait, in de vorm van een lading op hun bord. Afgaande op de foto's zijn de afmetingen van een dergelijke condensator ongeveer 300 nm breed en ongeveer 100 nm dik.

Omdat de chip schuin is afgesneden, zijn sommige condensatoren netjes in het midden doorgesneden, terwijl bij andere alleen de “zijkanten” zijn afgesneden:

DRAM-geheugen op zijn best

Als iemand twijfelt of deze structuren condensatoren zijn, kun je naar een meer "professionele" foto kijken (hoewel zonder schaalmarkering).

Het enige punt dat mij in verwarring bracht, is dat de condensatoren zich in 2 rijen bevinden (foto linksonder), d.w.z. Het blijkt dat er 2 bits informatie per cel zijn. Zoals hierboven vermeld is er informatie over multibit-opname beschikbaar, maar in hoeverre deze technologie toepasbaar en gebruikt wordt in de moderne industrie blijft voor mij de vraag.

Natuurlijk zijn er naast de geheugencellen zelf ook enkele hulpstructuren in de module, waarvan ik het doel alleen maar kan raden:

Andere structuren in een DRAM-geheugenchip

Nawoord

Helaas was het niet mogelijk om een ​​groot aantal video's te vinden over het onderwerp Flash- en RAM-productie, dus je zult tevreden moeten zijn met het alleen monteren van USB-flashstations:

P.S.: Nogmaals, gelukkig nieuwjaar van de Zwarte Waterdraak allemaal!!!
Het blijkt vreemd: ik wilde een artikel schrijven over Flash, een van de eerste, maar het lot besliste anders. Laten we hopen dat de volgende minstens twee artikelen (over biologische objecten en displays) begin 2012 zullen verschijnen. In de tussentijd is het zaad koolstoftape:

Koolstoftape waarop de onderzochte monsters werden bevestigd. Ik denk dat gewone tape er hetzelfde uitziet.

flash-geheugenkaart is:

Universeel Russisch-Duits woordenboek. Akademik.ru. 2011.

LG P765 gaat niet aan. Flash-geheugen vervangen 😉

Kijk wat een flash-geheugenkaart is in andere woordenboeken:

flash-geheugenkaart - Een kleine geheugenkaart die compatibel is met een computer. Onderwerpen: telecommunicatie, hoofdconcepten EN flash-geheugenkaart... Technische Vertalersgids.

Flash-kaart - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-flashstation Flash-geheugen Flash-geheugen) een type halfgeleider in vaste toestand

Flashdrive - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB stick Flash-geheugen (Flash Memory) is een type niet-vluchtige halfgeleider in vaste toestand herschrijfbaar geheugen. Zij#8230; ... Wikipedia.

Flash-kaarten - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-flashstation Flash-geheugen is een type solid-state halfgeleider . Zij#8230; ... Wikipedia.

Flashdrive - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-flashgeheugendrive Flash-geheugen is een type niet-vluchtig, herschrijfbaar solid-state halfgeleidergeheugen. Zij#8230; ... Wikipedia.

Flash-geheugen - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-flashstation Flash-geheugen is een type solid-state halfgeleider niet-vluchtig herschrijfbaar geheugen. Zij#8230; ... Wikipedia.

Universele flashdrive - (Engelse Universal Flash Storage) #160; voorgestelde algemene specificatie voor flashdrives voor digitale camera's, telefoons en consumentenelektronica. Dit zou kunnen resulteren in hogere gegevensoverdrachtsnelheden en#8230; ... Wikipedia.

EToken - smartcard en USB-sleutel eToken PRO, eToken NG FLASH, eToken NG OTP, eToken PRO (Java) en eToken PASS eToken (uit het Engels#160; elektronisch#160; elektronisch en Engels#160;token#160; sign , token )#160; handelsmerk voor de lijn persoonlijke producten#8230; ... Wikipedia.

Intel - (Intel) Intel Company, bedrijfsgeschiedenis, bedrijfsactiviteiten Informatie over Intel, bedrijfsgeschiedenis, bedrijfsactiviteiten Inhoud Inhoud Kernbeschrijving Intel-producten van Intel Technische kenmerken Voordelen en#8230; ... Investeerdersencyclopedie.

SEPPROM - Flash-kaartverzoek wordt hierheen doorgestuurd. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-flashstation Flash-geheugen is een type solid-state halfgeleider niet-vluchtig herschrijfbaar geheugen. Zij#8230; ... Wikipedia.

Flash-geheugen - Het Flash-kaartverzoek wordt hierheen geleid. Er is een apart artikel nodig over het onderwerp "Flash-kaarten". USB-drive aan doorspoelen‐geheugen Flash-geheugen (Engels Flash-geheugen) is een type niet-vluchtige halfgeleider in vaste toestand herschrijfbaar geheugen. Zij#8230; ... Wikipedia.

Scripties

Wat is flash-geheugen. Flash-geheugen is een soort solid-state, niet-vluchtige, herschrijfbaar geheugen. Geheugen van Android-telefoons: RAM (RAM), ROM (ROM). Het feit dat daarin MicroSD in /etc/SDCARD is gemonteerd telefoon. Dit geheugen misschien zoiets. Wat is flash-geheugen. Wat is flash-geheugen? Flash-geheugen, maar in tegenstelling tot RAM slaat flash-geheugen gegevens op. Flash geheugen- Wikipedia. Feit is dat in 2000 opname- en flashgeheugentechnologie bestond (er bestaat zoiets. Het vervangen van de geheugenchip (flash) in de HTC Desire V. telefoon telefoon htc Hallo, Heeft het zin om te vervangen doorspoelen Flash-geheugen daarvoor. Flash-geheugen vervangen in telefoon| Reparatie. Flash-geheugen in uw telefoon vervangen. Er wordt hetzelfde geschreven dat het flashgeheugen kapot is. Mijn worsteling met de melding "Telefoongeheugen. Een Android-telefoon heeft of hoe groot een bestand in het geheugen kan worden geladen. Wat zit er in. Vervangend flashgeheugen (eMMC) | Beste prijs voor. Wat is flashgeheugen, in Lenovo-modellen op MTK-processorgeheugen in de meeste gevallen. Woordenlijst: Geheugenkaartsleuf. Waar is een slot voor? Op dit moment is dit het duurst. geheugen van alles Wat is een gokkast. Wat is er gebeurd innerlijke herinnering telefoon. Wat is Maar het interne geheugen van de telefoon in de eerste plaats heb ik 8 GB in de telefoon.

Ondanks vooruitgang computer technologie Nog maar 3-4 jaar geleden hadden veel nieuwe computers (en vooral oudere) een diskettestation. Aanzienlijke besparingen in de kosten van optische drives en cd's hebben de 3,5-inch diskettes niet kunnen vervangen. Onhandig in gebruik optische media en dat is het. Hoewel het lezen van gegevens ervan geen bijzonder ongemak veroorzaakt, kostte het schrijven en verwijderen ervan al enige tijd. En de betrouwbaarheid van schijven, hoewel vele malen hoger dan die van diskettes, blijft na enige tijd, vooral daarna, nog steeds bestaan actief gebruik, begint te vallen. Zoals altijd zal de schijf op het meest ongelegen moment "schoppen" vanwege ouderdom (zijn eigen schijf of de schijf) en zeggen dat de schijf niet merkbaar is aan de horizon.

Daarom gingen diskettes zo lang mee. Het is nog steeds heel goed mogelijk om kleine dingen, zoals documenten of broncodes van programma's, mee te nemen. Maar nu is zelfs voor dit soort gegevens soms 1,38 MB vrije ruimte niet genoeg.

De oplossing voor het probleem ligt al geruime tijd op de loer. De naam is flash-geheugen. Het werd uitgevonden in de jaren 80 van de vorige eeuw, maar bereikte eind jaren 90 daadwerkelijke massaproducten. En eerst was het voor ons beschikbaar in de vorm van geheugenkaarten, en daarna in de vorm van mp3-spelers, die tegenwoordig de afkorting MP3 al hebben veranderd in een trotser en algemener epitheton 'digitaal'.

Dit werd gevolgd door de komst van USB-flashstations. Het proces van hun penetratie was aanvankelijk niet het snelste. Het begon met het verschijnen van oplossingen van 16-64 MB. Dit is minuscuul, maar 8 jaar geleden was het, vergeleken met een diskette, wauw. En daarbij komt nog het gebruiksgemak, hoge snelheid lezen/schrijven en natuurlijk een hoge prijs. In die tijd waren dergelijke flashdrives duurder dan een optische drive, die op zichzelf ongeveer $ 100 waard was.

Het gemak van flashdrives heeft echter een beslissende invloed gehad op de keuze van de consument. Als gevolg hiervan begon in 2005 een echte hausse. De kosten van flash-geheugen zijn vele malen gedaald, en daarmee is de capaciteit van opslagapparaten toegenomen. Als gevolg hiervan kun je vandaag een flashdrive van 32 GB kopen voor slechts 2000-2500 roebel, terwijl deze een jaar geleden bijna twee keer zoveel kostte.

De vooruitgang op het gebied van flash-geheugen is zo succesvol geweest dat het vandaag de dag al begint te concurreren met harde schijven. Tot nu toe alleen op het gebied van lees-/schrijfsnelheid en toegangstijd, maar ook op het gebied van energieprestaties en duurzaamheid, maar een overwinning op capaciteit in de komende jaren kan ook niet worden uitgesloten. Het enige voordeel van HDD is de prijs. Eén ‘harde’ gigabyte kost veel minder. Maar dit is slechts een kwestie van tijd.

Flash-geheugen is dus een van de meest veelbelovende computertechnologieën voor het opslaan van gegevens. Maar waar komt het vandaan en wat zijn de mogelijke beperkingen en nadelen? Het zijn precies deze vragen die dit artikel wil beantwoorden.

Verleden

Terwijl Japanse verladers een van de eerste zendingen Apple-computers aan het uitladen waren, die in koelkasten arriveerden vanwege de appel op de dozen, werkte een Japanse wetenschapper genaamd Fujio Masuoki in het onderzoekslaboratorium van Toshiba aan een nieuw type geheugen. Ze bedachten er niet meteen een naam voor, maar de wetenschapper zag vanaf het begin de vooruitzichten voor de uitvinding.

De naam werd echter vrij snel gekozen. Fujio's collega, de heer Shoji Ariizumi, stelde voor om te bellen nieuw geheugen"flash". Eén vertaling van dit woord betekent een cameraflits (en in principe elke andere lichtflits). Dit idee werd aan Shoji voorgesteld door de methode van het wissen van gegevens.

Gepresenteerd nieuwe technologie was in 1984 in San Francisco op een evenement genaamd de International Electron Devices Meeting (een internationale bijeenkomst van fabrikanten van elektronische apparaten), gehouden door de IEEE. Het werd meteen opgemerkt door vrij grote bedrijven. Intel bracht bijvoorbeeld in 1988 zijn eerste commerciële NOR-chip uit.

Vijf jaar later, in 1989, introduceerde Toshiba op een soortgelijk evenement NAND-flashgeheugentechnologie. Tegenwoordig wordt dit type in de overgrote meerderheid van de apparaten gebruikt. Waarom precies, vertellen we u in de volgende sectie.

NOCH en NEN

NOR-geheugen werd iets eerder geïntroduceerd omdat het iets eenvoudiger te vervaardigen is en de transistors qua structuur lijken op een gewone MOSFET-transistor (channel unipolar field-effect transistor). Het enige verschil is dat in het NOR-geheugen de transistor, naast de stuurpoort, een tweede, “zwevende” poort heeft. Deze laatste kan, met behulp van een speciale isolatielaag, elektronen vele jaren vasthouden, waardoor de transistor niet wordt ontladen.

Over het algemeen heeft het NOR-geheugen zijn naam gekregen omdat het werkt als een NOR-poort (NOR is een logische NOR-bewerking; het neemt alleen de waarde "true" aan als beide ingangen "false" zijn). De lege NOR-geheugencel wordt dus gevuld met de logische waarde "1". Hetzelfde geldt trouwens voor NAND-geheugen. En, zoals je misschien wel kunt raden, heeft het zijn naam gekregen vanwege een soortgelijk principe van het werken met een NAND-poort (NAND is een logische NAND-bewerking; het neemt alleen de waarde 'false' aan als 'true' wordt toegepast op beide ingangen).

Wat levert datzelfde ‘NIET-EN’ en ‘NIET-OF’ in de praktijk op? Feit is dat de NOR-geheugenchip alleen volledig kan worden gewist. Hoewel in modernere incarnaties van deze technologie de chip is verdeeld in verschillende blokken, die meestal 64, 128 of 256 KB beslaan. Maar dit type geheugen heeft een externe adresbus, waardoor byte-voor-byte lezen en programmeren (schrijven) mogelijk is. Hierdoor heeft u niet alleen zo nauwkeurig mogelijk direct toegang tot gegevens, maar kunt u deze ook direct ‘ter plekke’ uitvoeren, zonder alle informatie te uploaden naar RAM. Deze mogelijkheid wordt XIP (eXecute In Place) genoemd.

Het is ook de moeite waard om te praten over een relatief nieuwe NOR-geheugenfunctie genaamd BBM (Bad Block Management). Na verloop van tijd kunnen sommige cellen onbruikbaar worden (meer precies, hun opname zal niet meer beschikbaar zijn) en de chipcontroller, die dit opmerkt, zal het adres van dergelijke cellen opnieuw toewijzen aan een ander, nog steeds werkend blok. Zij doen iets soortgelijks harde schijven, waarover we schreven in het artikel "".

NOR-geheugen is dus zeer geschikt voor gevallen waarin maximale nauwkeurigheid bij het lezen van gegevens en tamelijk onregelmatige wijzigingen vereist zijn. Kunt u raden waar we hiermee naartoe gaan? Dat klopt - naar de firmware verschillende apparaten, in het bijzonder BIOS moederborden, videokaarten, enz. Dit is waar NOR-flitser nu het meest wordt gebruikt.

Wat NAND betreft, de situatie ermee is iets lastiger. Gegevens lezen kan alleen pagina voor pagina, en schrijven kan alleen blok voor blok worden gedaan. Eén blok bestaat uit meerdere pagina's en één pagina is gewoonlijk 512, 2048 of 4096 bytes groot. Het aantal pagina's in een blok varieert doorgaans van 32 tot 128. Van uitvoering “on-site” is dus geen sprake. Een andere beperking van NAND-geheugen is dat een blok alleen sequentieel kan worden geschreven.

Als gevolg hiervan leidt een dergelijke precisie (hoewel het juister zou zijn om te zeggen “geen precisie”) soms tot fouten, vooral als je te maken hebt met MLC-geheugen (meer over dit type hieronder). Om ze te corrigeren wordt het ECC-mechanisme gebruikt. Het kan 1 tot 22 bits corrigeren in elke 2048 bits aan gegevens. Als correctie niet mogelijk is, detecteert het mechanisme dat er een fout is opgetreden bij het schrijven of wissen van gegevens en wordt het blok als "slecht" gemarkeerd.

Trouwens, om de vorming van slechte blokken in flash-geheugen te voorkomen is er speciale methode genaamd "slijtage-nivellering" (letterlijk "slijtageniveau"). Het werkt heel eenvoudig. Omdat de "overlevingskansen" van een flashgeheugenblok afhangen van het aantal wis- en schrijfbewerkingen, en dit aantal verschillend is voor verschillende blokken, telt de apparaatcontroller het aantal van deze bewerkingen voor blokken, in een poging te schrijven naar de blokken die zijn gebruikt minder in de loop van de tijd. Dat wil zeggen, degenen die minder "versleten" zijn.

Wat het toepassingsgebied van NAND-geheugen betreft, vanwege de mogelijkheid van dichtere plaatsing van transistors en tegelijkertijd goedkopere productie, wordt het gebruikt in alle flash-geheugenkaarten en USB-flashdrives, evenals SSD's.

Welnu, een beetje over SLC-cellen (Single-Level Cell - cel met één niveau) en MLC-cellen (Multi-Level Cell - cel met meerdere niveaus). Aanvankelijk was alleen het eerste type verkrijgbaar. Er wordt van uitgegaan dat slechts twee toestanden, dat wil zeggen één bit aan gegevens, in één cel kunnen worden opgeslagen. MLC-chips zijn later uitgevonden. Hun mogelijkheden zijn iets breder: afhankelijk van de spanning kan de controller er meer dan twee waarden uit lezen (meestal vier), waardoor je 2 of meer bits in één cel kunt opslaan.

De voordelen van MLC zijn tegelijkertijd duidelijk fysieke afmetingen Er passen twee keer zoveel gegevens in één cel. De nadelen zijn echter niet minder groot. Allereerst is dit de leessnelheid - deze is uiteraard lager dan die van SLC. Het is immers noodzakelijk om een ​​nauwkeurigere spanning te creëren, en daarna is het noodzakelijk om de ontvangen informatie correct te ontcijferen. En dan doet zich het tweede nadeel voor: onvermijdelijke fouten bij het lezen en schrijven van gegevens. Nee, de gegevens zijn niet beschadigd, maar hebben wel invloed op de snelheid van werken.

Een nogal belangrijk nadeel van flash-geheugen is het beperkte aantal schrijf- en wiscycli van gegevens. In dit opzicht kan het nog steeds niet zo goed concurreren met harde schijven, maar over het algemeen verbetert de situatie elk jaar. Hier zijn de levensduurgegevens voor verschillende soorten flashgeheugen:

• SLC NAND – tot 100.000 cycli;
• MLC NAND – tot 10.000 cycli;
• SLC NOR – van 100 tot 1000 duizend cycli;
• MLC NOR – tot 100.000 cycli.

Hier is nog een nadeel van MLC-geheugen: het is minder duurzaam. Welnu, NOR-flitser is over het algemeen buiten concurrentie. Toegegeven, dit heeft voor de gemiddelde persoon weinig nut - hoe dan ook, zijn flashdrive is hoogstwaarschijnlijk gebouwd op basis van NAND-flash en zelfs op MLC-chips. De technologie staat echter niet stil en NAND-flash met miljoenen cycli van schrijven en wissen van gegevens komt geleidelijk aan bij de massa. Dus na verloop van tijd zullen deze parameters voor ons van weinig betekenis worden.

"Kaarten"

Nu we de soorten flash-geheugen hebben behandeld, gaan we nu verder met echte producten die daarop zijn gebaseerd. Natuurlijk laten we de beschrijving van BIOS-chips achterwege, omdat de meeste lezers er weinig in geïnteresseerd zijn. Net zoals het geen zin heeft om over USB-sticks te praten. Bij hen is alles uiterst eenvoudig: ze zijn verbonden via een USB-interface, de chips die erin zijn geïnstalleerd zijn volledig afhankelijk van de fabrikant. Er zijn geen standaarden voor deze media, behalve de noodzaak van USB-compatibiliteit.

Maar er zijn standaarden nodig voor flashkaarten, die tegenwoordig worden gebruikt in digitale camera's, spelers, mobiele telefoons en andere mobiele apparaten. Een kaartlezer hiervoor is beschikbaar in de meeste laptops en netbooks, en een kaartlezer is ook te vinden in huishoudelijke dvd- (of Blu-ray-) spelers of autoradio's.

Er is één universeel kenmerk voor deze apparaten: het aantal ondersteunde geheugenkaarten. Soms zie je op kaartlezers trotse inscripties "20-in-1" of zelfs "30-in-1", die het aantal ondersteunde formaten aangeven. Maar wat het meest verrassend is, is dat er slechts zes fundamenteel verschillende massaformaten zijn. De rest zijn hun aanpassingen. Het zijn deze zes normen waar we ons verder op zullen concentreren.

CompactFlash

Het CompactFlash-formaat neemt een speciale plaats in tussen alle andere flash-geheugenkaartformaten. In de eerste plaats omdat het de allereerste massastandaard was. Het werd in 1994 door SanDisk geïntroduceerd. En het wordt nog steeds actief gebruikt in digitale spiegelreflexcamera's, maar ook in computerrouters en andere zeer gespecialiseerde apparaten.

Het meest interessante is dat de eerste CF-kaarten gebaseerd waren op NOR-chips van Intel. Maar daarna werden ze snel overgezet naar NAND-flash, wat de kosten verlaagde en de capaciteit verhoogde.

CompactFlash is gemaakt als formaat voor externe gegevensopslag. Maar aangezien er 15 jaar geleden geen kaartlezers waren en USB nog maar net werd ontworpen, werden CF-kaarten gemaakt op basis van de ATA (IDE)-interfacespecificaties. Zo'n kaart kan dus worden aangesloten op een gewone IDE-connector of via een passieve adapter in een PC Card-slot worden gestoken. Dit is de reden waarom CompactFlash erg handig is om te gebruiken in routers en soortgelijke apparaten - snelheid en groot volume zijn daar niet vereist, maar grootte, schokbestendigheid en lage verwarming zijn veel relevanter.

Bovendien is het niet moeilijk om een ​​adapter te maken voor een USB- of FireWire-interface. En het meest interessante is dat de meeste kaartlezers het CompactFlash I/O-systeem gebruiken om gegevens uit te wisselen tussen de computer en andere formaten: SD/MMC, Memoty Stick, xD en SmartMedia.

Nu over de verschillende wijzigingen van de CompactFlash-standaard. Aanvankelijk werden dergelijke kaarten uitgegeven in een enkele "cartridge" van 43x36x3,3 mm. Het wordt nog steeds gebruikt. Maar toen de 1-inch IBM Microdrive-harde schijf werd geïntroduceerd, werd er een tweede vormfactor met afmetingen van 43x36x5,0 mm toegevoegd. Zo werd de eerste bekend als CF Type I, en de tweede - CF Type II. Nadat de release van de Microdrive (en zijn analogen) was stopgezet, liep de relevantie van de CF Type II op niets uit.

CompactFlash heeft nog een aantal herzieningen. Hun behoefte ontstond toen de lees-/schrijfsnelheden en volumes toenamen. Revisie 2.0 verhoogde dus de maximale snelheid naar 16 MB/s. Later verscheen revisie 3.0, waarmee deze waarde werd verhoogd naar 66 MB/s. Met de nieuwste versie 4.0/4.1 kun je gegevens uitwisselen met snelheden tot 133 MB/s. De laatste waarde komt overeen met de UDMA133-standaard, die ook zijn relevantie verliest.

Om de vierde revisie te vervangen, zijn ze al bezig met de voorbereidingen... nee, geen nieuwe revisie - een nieuw formaat - CFast. Het belangrijkste fundamenteel verschil- gebruik van SerialATA-interface in plaats van IDE. Uiteraard dekt dit volledig terugwaartse compatibiliteit met hetzelfde type connector, maar verhoogt de maximale snelheid tot 300 MB/s en de mogelijkheid om het volume uit te breiden tot veel meer dan 137 GB. Merk op dat CFast zeven pinnen gebruikt voor gegevensuitwisseling, net als een gewone SATA-interface. Maar de stroom wordt geleverd via 17 pinnen, terwijl SATA-apparaten er 15 hebben. Je kunt de CFast-kaart dus niet rechtstreeks op het moederbord aansluiten; je zult een adapter moeten gebruiken. Dergelijke kaarten zouden dit jaar moeten verschijnen. In januari werden op CES 2009 al de eerste samples met een capaciteit van 32 GB gedemonstreerd.

Nu moeten we nog praten over de snelheid van de gegevensuitwisseling en de volumes CompactFlash-kaarten die vandaag de dag beschikbaar zijn. De snelheid van CF-kaarten (en andere flash-geheugenstations, behalve SSD's) wordt precies hetzelfde gemeten als voor CD-stations. Dat wil zeggen, 1x komt overeen met 150 KB/s. De snelste vertegenwoordigers hebben de inscriptie 300x, wat overeenkomt met 45 MB/s. In principe niet een beetje, maar maximaal harde schijven gecombineerd met een SSD is ver weg. Maar na verloop van tijd zal de snelheid alleen maar toenemen.

Wat het volume betreft, zijn er in de loop der jaren CompactFlash-kaarten uitgebracht met een capaciteit variërend van 2 MB tot 100 GB. Tegenwoordig zijn de meest voorkomende opties van 1 tot 32 GB. Er zijn echter al versies van 48, 64 en 100 GB te koop, hoewel ze nog steeds vrij zeldzaam zijn. Tot nu toe biedt het CompactFlash-formaat flash-geheugenkaarten met de hoogste capaciteit. Maar anderen kunnen andere voordelen bieden. We lezen er verder over.

SmartMedia

SmartMedia werd het tweede massaformaat van flashkaarten. Het werd een jaar later geïntroduceerd dan CompactFlash - in de zomer van 1995. Eigenlijk is het gemaakt als concurrent van CF. Wat had SmartMedia te bieden? Allereerst kleinere maten. En om nog preciezer te zijn, slechts een kleinere dikte - slechts 0,76 mm; de breedte en lengte van dergelijke kaarten was 45x37 mm, terwijl voor CompactFlash deze parameters vrijwel hetzelfde zijn: 43x36 mm. Opgemerkt moet worden dat SM qua dikte nog geen ander formaat heeft overtroffen. Zelfs ultracompact microSD-kaarten"vetter" - 1 mm.

Dit cijfer werd bereikt dankzij het verwijderen van de controllerchip. Het werd overgebracht naar de kaartlezer. Ja, en in de SM-kaart zelf kon er aanvankelijk één NAND-chip zitten, maar toen de technologie verbeterde, waren er meer.

Maar de afwezigheid van een controller in de kaart heeft bepaalde nadelen. Ten eerste moest, naarmate het volume groeide en er nieuwe mediamodellen op de markt kwamen, de firmware van de kaartlezer worden bijgewerkt. En deze bewerking was niet altijd beschikbaar als de kaartlezer erg oud was. Na verloop van tijd begon er ook verwarring over de bedrijfsspanning van SmartMedia-kaarten. Aanvankelijk was het 5,0 V en daarna 3,3 V. En als de kaartlezer een van deze niet ondersteunde, dan zou het met dergelijke kaarten niet kunnen werken. Als u een kaart van 3,3 volt in een kaartlezer van 5,0 volt plaatst, kan deze bovendien beschadigd raken of verbranden.

Ten tweede is het voor het SmartMedia-formaat onmogelijk om de methode voor het berekenen van het slijtageniveau van flashgeheugenblokken te gebruiken (we hebben de slijtage-nivelleringsmethode in de laatste sectie beschreven). En dit dreigt mogelijk de levensduur van de geheugenkaart te verkorten.

Dit alles weerhield er echter niet van dat SmartMedia lange tijd als hoofdformaat werd gebruikt digitale fototoestellen- in 2001 werd het ondersteund door maar liefst de helft van dergelijke apparaten op de markt, hoewel deze markt destijds veel bescheidener was dan nu. SmartMedia heeft zich nog niet in andere digitale apparaten zoals spelers, PDA's of mobiele telefoons aangetroffen. En camerafabrikanten begonnen SM in de steek te laten. Camera's werden steeds kleiner en de dunheid van deze kaarten was niet langer voldoende. Het tweede belangrijke nadeel is de groeiende behoefte aan meer capaciteit. SmartMedia-kaarten bereikten een capaciteit van slechts 128 MB. Er waren 256 MB-varianten gepland, maar deze zijn nooit uitgebracht.

Over het algemeen is SmartMedia bedoeld als vervanging voor 3,5-inch diskettes. Er is zelfs een speciale adapter voor hen uitgebracht, FlashPath genaamd. Het werd geïntroduceerd in mei 1998 en een jaar later verkochten ze een miljoen exemplaren. Het is ontwikkeld door SmartDisk, dat overigens vergelijkbare adapters produceerde voor MemoryStick- en SD/MMC-kaarten.

Het meest verbazingwekkende is dat FlashPath kan werken met elk diskettestation met een uitstekend “HD” (High-Density) logo. Kortom, iedereen die een floppydisk van 1,44 MB leest, is geschikt. Maar er is één ‘maar’. Er is geen manier om zonder te doen. En hier zijn het er zelfs twee. Om te beginnen heb je de FlashPath-adapter en de kaart erin nodig speciale chauffeur. En als het niet beschikbaar is voor het vereiste besturingssysteem, dan hangt het in de lucht. Het zal dus niet langer mogelijk zijn om vanaf zo'n diskette op te starten. De tweede "maar" is de snelheid van het werk. Het overschrijdt dat niet wanneer u vanaf een gewone diskette werkt. En als 1,44 MB in iets meer dan een minuut gekopieerd of geschreven zou kunnen worden, dan zou 64 MB meer dan een uur in beslag nemen.

Tegenwoordig kan het SmartMedia-formaat dood worden genoemd. Sommige kaartlezers ondersteunen het nog steeds (vooral de geeky alles-in-1), maar deze compatibiliteit is simpelweg niet relevant. Hoewel deze standaard uiteraard een zekere bijdrage heeft geleverd aan de ontwikkeling van flitstechnologieën.

Het MMC-formaat werd in 1997 als derde geïntroduceerd. Het is ontwikkeld door SanDisk en Siemens AG. De afkorting MMC staat voor MultiMediaCard, wat meteen het doel van de standaard aangeeft: digitale multimedia-apparaten. Dit is waar MMC het meest wordt gebruikt.

In principe is MMC zeer nauw verwant aan SD, vooral hun eerste versies. Ze liepen echter uiteen in hun ontwikkeling en tegenwoordig is de tweede de meest voorkomende. Daarom zullen we er in de volgende paragraaf over praten.

MMC heeft, in tegenstelling tot CompactFlash en SmartMedia, een compacter formaat. Qua lengte en breedte: 24x32 mm. De dikte van MMC-kaarten is 1,4 mm, wat ongeveer tweemaal zo groot is als die van SM. Maar deze parameter is niet zo kritisch als de andere twee metingen.

Gedurende het hele bestaan ​​van MMC zijn er maar liefst acht verschillende aanpassingen aan de kaarten gepresenteerd. De eerste (gewoon MMC) gebruikt een één-bits seriële interface voor gegevensoverdracht en de controller werkt op een frequentie tot 20 MHz. Dit betekent een maximale snelheid van maximaal 20 Mbit/s (2,5 MB/s of circa 17x). In principe vrij bescheiden naar moderne maatstaven, maar twaalf jaar geleden was dit genoeg.

In 2004 werd de RS-MMC-vormfactor geïntroduceerd. Het voorvoegsel RS betekent Reduced-Size of “verkleinde maat”. De afmetingen zijn als volgt: 24x18x1,4 mm. Je kunt zien dat de hoogte bijna gehalveerd is. Anders was het precies dezelfde MMC-geheugenkaart. Maar om hem in een kaartlezer te installeren, heb je een mechanische adapter nodig.

Het DV-MMC-formaat bleek van vrij korte duur te zijn (DV staat voor Dual-Voltage - dubbele spanning). Dergelijke kaarten kunnen werken op een standaardspanning van 3,3 V en op een verlaagde spanning van 1,8 V. Dit is nodig om energie te besparen. Er ligt hier een duidelijke focus op mobiele apparaten. Maar DV-MMC-kaarten werden snel uitgefaseerd vanwege de komst van de formaten MMC+ (of MMCplus) en MMCmobile.

MMC+ en MMCmobile verschilden behoorlijk aanzienlijk van de originele MMC-specificatie en vertegenwoordigden de vierde versie. Dit weerhield hen er echter niet van om de volledige achterwaartse compatibiliteit met oudere kaartlezers en apparaten te behouden, maar om hun nieuwe mogelijkheden te gebruiken was een firmware-update vereist. En deze mogelijkheden waren als volgt. Aan de één-bits gegevensuitwisselingsinterface zijn 4- en 8-bits toegevoegd. De controllerfrequentie zou van 26 tot 52 MHz kunnen zijn. Dit alles verhoogde de maximale snelheid naar 416 Mbit/s (52 MB/s). Beide formaten ondersteunden werking met een spanning van 1,8 of 3,3 V. In grootte verschilden ze niet van respectievelijk MMC en RS-MMC, MMCplus en MMCmobile.

Later verscheen de kleinste MMC - MMCmicro. De afmetingen van de kaart waren 14x12x1,1 mm. Dit formaat was gebaseerd op MMC+ met enkele beperkingen. Met name vanwege het ontbreken van extra contacten (MMC heeft er 7, MMC+ heeft er 13) ondersteunde de data-uitwisselingsinterface geen 8-bits dataoverdracht.

Er is nog steeds zo'n niet helemaal regulier formaat zoals miCard. Het werd in de zomer van 2007 geïntroduceerd met als doel een universele kaart te creëren die zowel in een SD/MMC-kaartlezer als in een USB-connector kan worden gestoken. De eerste kaarten zouden een capaciteit van 8 GB hebben. Het maximum bereikt 2048 GB.

Nou, de laatste is SecureMMC. Het is ook gebaseerd op de versie 4.x-specificatie die wordt gebruikt in MMC+. Zijn belangrijkste kans- ondersteuning voor DRM-beveiliging. Dit is trouwens wat het SD-formaat oorspronkelijk onderscheidde van MMC. SecureMMC is een poging om te concurreren met SD. Laten we dus verder gaan met deze standaard.

Het SD-formaat (Secure Digital) is veruit het populairst. Het en zijn wijzigingen worden overal gebruikt: in digitale spelers en camera's (zelfs DSLR's), PDA's en mobiele telefoons. Waarschijnlijk is de reden hiervoor de voortdurende steun en ontwikkeling van veel bedrijven.

SD werd in 1999 geïntroduceerd door Matsushita en Toshiba. Een Secure Digital-kaart op volledige grootte heeft dezelfde afmetingen als een MMC: 32x24x2,1 mm. De grote dikte wordt verklaard door de aanwezigheid van een schrijfblokkeersleutel. Dankzij de SD-specificatie kun je echter kaarten zonder deze maken (ze worden Thin SD genoemd), waarna de dikte wordt teruggebracht tot 1,4 mm.

Aanvankelijk was de SD-release bedoeld om te concurreren met MemoryStick (hieronder besproken), die DRM-beveiliging voor mediabestanden ondersteunde. Toen gingen de ontwikkelingsbedrijven er ten onrechte van uit dat de giganten van de media-industrie online winkels zo druk zouden maken dat alle bestanden door DRM zouden worden beschermd. Daarom besloten we er een ophef over te maken.

IN Veilige basis Digitaal legt de MMC-specificaties vast. Daarom werken SD-kaartlezers gemakkelijk met MMC. Waarom niet andersom? Om de contacten op SD-kaarten tegen slijtage te beschermen, waren ze iets verzonken in de behuizing. Daarom zullen de contacten van een kaartlezer die alleen bedoeld is om met MMC te werken, simpelweg niet de contacten van de SD-kaart bereiken.

Wat de verscheidenheid aan formaten betreft, is SD niet minder “bescheiden” dan zijn voorganger. Allereerst is het vermeldenswaard dat er nog twee vormfactoren werden gepresenteerd: miniSD (20x21,5x1,4 mm) en microSD (11x15x1). Deze laatste is oorspronkelijk gemaakt door SanDisk en heette T-Flash en vervolgens TransFlash. En vervolgens werd het als standaard aangepast door de SD Card Association.

De overige verschillen hebben betrekking op de kaartcapaciteit. En hier heerst enige verwarring. Het begon met de eerste generatie kaarten, die een capaciteit bereikten van 2 GB. De SD-kaart wordt geïdentificeerd door een 128-bits sleutel. Hiervan worden 12 bits gebruikt om het aantal geheugenclusters aan te geven en nog eens 3 bits om het aantal blokken in het cluster aan te geven (4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 of 512 - in totaal 8 waarden, wat overeenkomt met drie geheugenbits). Welnu, de standaardblokgrootte voor de eerste versies was 512 bytes. Totaal 4096x512x512 geeft 1 GB aan gegevens. We zijn aangekomen.

Toen het capaciteitsgebrek van bovenaf begon toe te nemen, verscheen versie 1.01 van de specificatie, die het mogelijk maakte om een ​​extra bit te gebruiken voor aanvullende definitie blokgrootte - het zou nu 1024 of 2048 bytes kunnen zijn, en maximale capaciteit respectievelijk verhoogd naar 2 en 4 GB. Maar hier is het probleem: oudere apparaten kunnen de grootte van nieuwe geheugenkaarten verkeerd bepalen.

In juni 2006 verscheen een nieuwe editie van de standaard: SD 2.0. Ze gaven het zelfs een nieuwe naam: SDHC of Secure Digital High Capacity. De naam spreekt voor zich. De belangrijkste innovatie van SDHC is de mogelijkheid om kaarten tot 2 TB (2048 GB) te maken. De minimumlimiet is in principe onbeperkt, maar in de praktijk hebben SDHC-kaarten een capaciteit van 4 GB of meer. Het is opmerkelijk dat de maximale limiet kunstmatig is beperkt: 32 GB. Voor kaarten met een hogere capaciteit wordt aangeraden om de SDXC-standaard te gebruiken (meer daarover hieronder), hoewel verschillende fabrikanten 64 GB SDHC hebben geïntroduceerd.

De SD 2.0-standaard gebruikt 22 bits aan gegevens om de grootte te definiëren, maar vier daarvan zijn gereserveerd voor toekomstig gebruik. Kaartlezers die oorspronkelijk niet zijn ontworpen om met SDHC te werken, zullen dus geen nieuwe geheugenkaarten kunnen herkennen. Maar nieuwe apparaten kunnen oude kaarten gemakkelijk herkennen.

Samen met de aankondiging van het SDHC-formaat verscheen identificatie op basis van snelheidsklassen. Er zijn drie opties: SD-klasse 2, 4 en 6. Deze cijfers geven dit aan minimale snelheid gegevensuitwisseling voor de kaart. Dat wil zeggen dat een kaart met SD Class 6 een snelheid van minimaal 6 MB/s levert. Welnu, de bovengrens is uiteraard niet beperkt, hoewel de situatie met SD-kaarten tot nu toe ongeveer hetzelfde is als met CompactFlash: de snelste vertegenwoordigers hebben een snelheid van 300x of 45 MB/s bereikt.

Het is de moeite waard hieraan toe te voegen dat miniatuurvormfactoren ook modernisering hebben ondergaan. Niemand is miniSDHC en microSDHC vergeten. Toegegeven, het zijn vooral de eerste kaarten die in de uitverkoop komen. Vandaag heeft hun maximale volume al 16 GB bereikt en er zijn opties voor 32 GB in aantocht.

Welnu, de nieuwste innovatie is de standaard. Of het versie 3.0 heette of niet, konden we niet achterhalen. Het verschilt echter niet zo significant van SDHC. Allereerst is de kunstmatige beperking op het maximale volume opgeheven, dat nu 2 TB kan bereiken. Maximum snelheid de gegevensuitwisseling werd verhoogd tot 104 MB/s en ze beloven dit in de toekomst te verhogen tot 300 MB/s. Welnu, exFAT werd gekozen als het belangrijkste bestandssysteem (hieronder besproken), terwijl SDHC in de meeste gevallen tevreden is met FAT32. De eerste SDXC-kaarten zijn al aangekondigd en hebben een capaciteit van 32 of 64 GB. Maar producten met hun ondersteuning zullen nog een tijdje moeten wachten.

Eigenlijk alles over SD-kaarten. Maar binnen het raamwerk van deze standaard zijn er nog een aantal interessante dingen vrijgegeven. Bijvoorbeeld de SDIO-specificatie (Secure Digital Input Output). Volgens dit kun je met behulp van de vormfactor en interface van SD-kaarten apparaten maken zoals GPS-ontvangers, Wi-Fi- en Bluetooth-controllers, modems, FM-tuners, Ethernet-adapters, enz. Dat wil zeggen dat de SD-sleuf in dit geval dient als een soort analoog van USB.

SanDisk heeft zich onderscheiden met SD Plus-kaarten, die meteen een USB-connector integreren. Eye-Fi is een nogal interessante ontwikkeling. Dit is een geheugenkaart met een ingebouwde Wi-Fi-controller. Deze laatste kan gegevens van de kaart naar elke computer overbrengen. Het is dus niet nodig om het zelfs maar van de camera of telefoon te verwijderen.

In totaal is het Secure Digital-formaat tegenwoordig het populairst en snelst groeiend. Tot nu toe probeert Sony zich daartegen te verzetten met zijn Memory Stick, maar dat gaat niet goed.

USB-stick

Sony staat bekend om zijn afkeer van de meeste formaten en standaarden die niet door Sony zijn ontwikkeld. Dit is begrijpelijk: u ontvangt geen royalty's van hen. Dus uiteindelijk verschenen er DVD+R/RW- en Blu-ray- en Memory Stick-kaarten. Ze werden geïntroduceerd in oktober 1998 en worden nog steeds alleen onder Sony-producten gedistribueerd. En over het algemeen zijn alleen Sony en een beetje SanDisk bij hun productie betrokken. Het resultaat hiervan is logisch: relatief lage prevalentie en hogere prijs dan andere flashkaarten van vergelijkbaar volume.

Gedurende het hele bestaan ​​van de Memory Stick heeft Sony maar liefst zeven wijzigingen uitgebracht. Bovendien zijn ze, in tegenstelling tot MMC, allemaal in gebruik. Als gevolg daarvan ontstaat er natuurlijke verwarring, en tegelijkertijd kunnen fabrikanten van kaartlezers het aantal erkende normen door hun producten vergroten.

Het begon allemaal met slechts een Memory Stick. Dit is een langwerpige geheugenkaart van 50x21,5x2,8 mm. De vorm doet enigszins denken aan een plaat. kauwgom. Het onderscheidde zich, zoals we hierboven schreven, door DRM-ondersteuning, die nooit nodig was. De capaciteit varieerde van 4 tot 128 MB.

Na verloop van tijd was dit niet genoeg, en aangezien er nog geen bijgewerkte standaard was ontwikkeld, werd het Memory Stick Select-formaat aangekondigd. Dit is een gewone Memory Stick-kaart, maar daarin zaten twee geheugenchips van elk 128 MB. En je zou ertussen kunnen schakelen met behulp van speciale schakelaar op de kaart zelf. Geen erg handige oplossing. Daarom was het tijdelijk en middelmatig.

We zijn erin geslaagd om met de lage capaciteit om te gaan door in 2003 Memory Stick PRO uit te brengen. Theoretisch kan zo'n geheugenkaart maximaal 32 GB aan gegevens opslaan, maar in de praktijk zijn ze niet groter dan 4 GB gemaakt. Natuurlijk herkennen de meeste oudere apparaten de PRO-versie niet, maar nieuwe kunnen de Memory Stick van de eerste generatie gemakkelijk herkennen. Een subvariant van de High Speed ​​Memory Stick PRO-standaard maakt de zaken nog verwarrender. Alle Memory Stick PRO's met een capaciteit van 1 GB of meer waren zo. Het is duidelijk dat ze in een speciale hogesnelheidsmodus zouden kunnen werken. En ik ben erg blij dat ze allemaal achterwaarts compatibel zijn met oudere apparaten, maar de snelheid is gedaald naar normaal.

In de loop van de tijd werd duidelijk dat het nodig zou zijn om kaarten kleiner te maken, anders zijn Memory Stick-platen niet overal handig te gebruiken. Zo verscheen Memory Stick Duo, met een afmeting van 31x20x1,6 mm - iets kleiner dan Secure Digital. Maar pech, deze kaarten waren gebaseerd op de eerste versie van de Memory Stick-standaard, en daarmee een beperking op de maximale capaciteit. 128 MB voor 2002 is op de een of andere manier helemaal niet respectabel. Zo verscheen Memory Stick PRO Duo in 2003. En het is deze standaard die zich momenteel het meest ontwikkelt: er zijn al kaarten van 16 GB, er komen opties van 32 GB en de theoretische limiet is volgens Sony 2 TB.

In december 2006 kondigde Sony, samen met SanDisk, een nieuwe modificatie van zijn flash-geheugenkaarten aan: Memory Stick PRO-HG Duo. Het belangrijkste verschil met andere opties is de hogere werksnelheid. Naast de 4-bits communicatie-interface is er een 8-bits interface toegevoegd. En de controllerfrequentie is verhoogd van 40 naar 60 MHz. Als gevolg hiervan werd de theoretische snelheidslimiet verhoogd naar 480 Mbit/s of 60 MB/s.

Welnu, volgens de laatste mode verscheen in februari 2006 het Memory Stick Micro-kaartformaat (of het wordt ook wel M2 genoemd), met afmetingen van 15x12,5x1,2 mm - dit is iets groter dan microSD. Hun capaciteit varieert van 128 tot 16 GB, en zou in theorie 32 GB kunnen zijn. Met behulp van een adapter kan een M2-geheugenkaart in de Memory Stick PRO-sleuf worden geplaatst, maar als het volume meer dan 4 GB bedraagt, kunnen er problemen optreden. bepaalde problemen met herkenning.

Dit is zo'n kronkel. Als je ernaar kijkt, is het in principe niet moeilijk: Memory Stick is een origineel formaat, niet het meest compacte maten, Memory Stick PRO - een optie met grotere capaciteit en snelheid, Memory Stick (PRO) Duo - een kleinere versie van kaarten, Memory Stick PRO-HG Duo - een versnelde versie van Memory Stick PRO Duo, Memory Stick Micro (M2) - de kleinste MemoryStick. Nu kunt u doorgaan naar de nieuwste standaard - xD.

xD-Picture-kaart

Olympus en Fujifilm waren van mening dat de flashkaartformaten die aan het begin van deze eeuw bestonden niet voldeden aan hun ideeën over ideale gegevensopslag voor camera's. Hoe kunnen we anders de ontwikkeling van onze eigen xD-Picture Card-standaard verklaren?

Uit de naam van het formaat volgt dat het is gemaakt voor het opslaan van afbeeldingen. Maar Olympus produceert op basis daarvan digitale voicerecorders en Fujitsu - MP3-spelers. Echter, nieuwste apparaten veel minder dan camera's met xD-ondersteuning. Als we echter het totale verkoopvolume van de digitale camera's van Fujitsu en Olympus vergelijken, zullen deze op geen enkele manier de cijfers van de marktleiders - Canon en Nikon - overtreffen. En leiders gebruiken CompactFlash gemakkelijk in spiegelreflexcamera's van medium en hogere levels, en in de rest heeft de Secure Digital-standaard perfect wortel geschoten. Omdat de distributie van xD-kaarten niet erg groot is, blijven ze in hun ontwikkeling achter bij de meest populaire formaten, en bovendien zijn ze duurder dan zij. Ongeveer 2-3 keer, als u kaarten met dezelfde capaciteit neemt.

Het is duidelijk dat de belangrijkste focus van de ontwikkelaars van het xD-formaat (Toshiba en Samsung produceren trouwens kaarten die daarop zijn gebaseerd) was om de grootte van de geheugenkaart te verkleinen. De afmetingen zijn als volgt: 20x25x1,78 mm. Ongeveer hetzelfde als twee Memory Stick Micros.

De capaciteit van de allereerste versie xD-kaarten varieert van 16 tot 512 MB. Ze werden gepresenteerd in juli 2002. In februari 2005 verscheen echter de eerste update, waardoor het maximale volume kon worden verhoogd naar 8 GB. De nieuwe standaard heette xD Type M. Het volume werd vergroot door het gebruik van MLC-geheugen, dat tegelijkertijd langzamer bleek te zijn. Type M xD-kaarten hebben een capaciteit van 2 GB bereikt. En tot nu toe is deze grens niet overschreden, noch door Type M, noch door nieuwere normen.

Om het snelheidsprobleem op te lossen werd in november 2005 xD Type H geïntroduceerd. Dit formaat was gebaseerd op SLC-geheugen, aangezien ze in 2008 besloten de productie stop te zetten vanwege de hoge kosten. Maar hij werd in april 2008 vervangen door de Type M+. Kaarten van dit formaat zijn ongeveer 1,5 keer sneller dan Type M.

Achterwaartse compatibiliteit van verschillende versies van xD-formaten geldt alleen voor de nieuwste apparaten - ze kunnen gemakkelijk oudere versies van kaarten herkennen. Maar oudere apparaten zullen de nieuwe kaarten niet noodzakelijkerwijs herkennen. De situatie is hier ongeveer hetzelfde als bij andere standaarden.

Wat betreft snelheid, qua volume schittert xD helemaal niet. Tegenwoordig is de gemiddelde leessnelheid van Type M+ 6,00 MB/s (40x) en de schrijfsnelheid 3,75 MB/s (25x).

In totaal is het xD-Picture Card-formaat in de detailhandel duurder dan SD en CF. Geheugenkaarten zijn vrij compact, maar hun capaciteit voldoet niet meer aan de moderne eisen. Hetzelfde geldt voor snelheid. Voor het opnemen van video met een resolutie van 640x480 bij 30 frames per seconde is Type M+ nog steeds voldoende. Maar voor de hedendaagse spiegelreflexcamera's, die frames opnemen met een resolutie van 12-24 MP en video in 720p- en 1080p-formaat, is dit duidelijk niet genoeg. Het is helemaal niet slecht om een ​​kaart te hebben voor 200-300x. We zien dus niet veel nut in het blijven ondersteunen en ontwikkelen van xD. Het zou ons ook niet verbazen als ze ineens besluiten om het te sluiten en de volgende generatie camera’s overgaat naar SD en/of CF.

De afkorting SSD verscheen relatief recent in nieuwsfeeds en artikeltitels - een paar jaar geleden. De reden hiervoor is dat deze technologie pas wijdverspreid begon te worden toen flash-geheugen steeds vaker werd gebruikt voor gegevensopslag, en de bovengenoemde nieuwskoppen (en tekst) spraken over de op handen zijnde snelle groei van deze markt, en beloofden tegelijkertijd de verplaatsing van HDD's. Door ten minste uit het laptop- en netbooksegment.

Maar het meest interessante is dat een SSD niet noodzakelijkerwijs een flashgeheugenstation is. SSD of solide Staats schijf betekent solid-state schijf. Dat wil zeggen dat het principe en niet het type hier belangrijk zijn: "hard" geheugen wordt gebruikt om gegevens op te slaan. Een herinnering die niet draait, draait of springt. De SSD is dus helemaal niet een paar jaar oud, maar formeel vijftig jaar oud. Deze technologie heette toen anders, maar nogmaals, het principe is hier belangrijk. Maar het principe is gebleven.

Tegenwoordig zijn twee soorten SSD’s relevant: gebaseerd op vluchtig geheugen en gebaseerd op niet-vluchtig geheugen. De eerste zijn degenen die SRAM- of DRAM-geheugen als basis gebruiken. Ze worden ook wel RAM-drive genoemd. Van tijd tot tijd worden dergelijke SSD's door fabrikanten aangekondigd als ultrasnelle opslagmedia. Sommigen van hen bieden u zelfs de mogelijkheid om het volume onafhankelijk te vergroten wanneer connectoren voor conventionele geheugenmodules (DDR, DDR2 of DDR3 in de modernste versie) eenvoudig op het bord worden geïnstalleerd.

Nou, niet-vluchtig geheugen is natuurlijk flash. Het is al heel lang mogelijk om daarop gebaseerde SSD's te maken, maar de volumes van dergelijke schijven waren verre van de mogelijkheden van harde schijven en de kosten waren veel hoger. En de snelheid was niet geweldig. Maar vandaag worden deze tekortkomingen geleidelijk geëlimineerd.

De eerste generatie SSD's hadden capaciteiten van 16 tot 64 GB, en dergelijke "flashdrives" kosten honderden en duizenden dollars. Dit was ongeveer twee jaar geleden. Tegenwoordig zijn er opties van 64-512 GB beschikbaar tegen prijzen variërend van $200 tot $1.500. Het is ver verwijderd van harde schijven, maar veel beter. Voor en onderweg een 1 TB SSD in het formaat van een 2,5 inch harde schijf. Laten we u eraan herinneren dat mobiele harde schijven de capaciteit van 500 GB nog niet hebben overschreden. En desktopversies hebben zojuist de grens van 2 TB bereikt. SSD gaat dus met grote sprongen vooruit.

Wat de snelheid van het werk betreft, deze groeit ook voortdurend. De eerste generatie SSD's bleef enigszins achter bij mobiele harde schijven, maar moderne schijven zijn ze al voorbijgestreefd. Het volstaat te herinneren aan de vorig jaar geïntroduceerde Intel X25-M SSD, die een leessnelheid van 250 MB/s en een schrijfsnelheid van 70 MB/s heeft. En het kost niet hetzelfde als een vlucht naar het ISS - ongeveer $ 350 met een capaciteit van 80 GB.

Natuurlijk zijn er bijzonder snelle modellen van Fusion-IO met lees-/schrijfsnelheden van 800/694 MB/s of PhotoFast G-Monster PCIe SSD met 1000/1000 MB/s, maar ze zijn geprijsd als een klein vliegtuig. En natuurlijk gebruiken ze voor gegevensuitwisseling geen SerialATA, maar regulier PCI Express x8 - deze standaard kan nog steeds de vereiste bandbreedte bieden. Overigens wordt PCI Express x1 actief gebruikt om SSD's in netbooks aan te sluiten. Het is in dit formaat dat hun gegevensopslag wordt gemaakt - in de vorm van een kleine PCI-E x1-kaart.

Dergelijke hoge snelheidsprestaties voor SSD-schijven werden bereikt dankzij het parallelle lezen van gegevens van meerdere chips tegelijk. De hierboven genoemde Intel X25-M werkt bijvoorbeeld volgens het principe van een RAID-niveau 0-array. Dat wil zeggen dat één bit naar de eerste chip wordt geschreven, de tweede naar de tweede, enzovoort. Het is uiterst moeilijk om een ​​soortgelijk mechanisme te organiseren voor een gewone USB-flashdrive of geheugenkaart, omdat er bijna altijd maar één flash-geheugenchip is geïnstalleerd.

Om de capaciteit te vergroten en de kosten te verlagen, wordt vaak MLC-geheugen gebruikt in SSD's (ook in de X25-M). Duurdere modellen zijn uitgerust met SLC-chips. Maar als u relatief zelden gegevens naar een USB-flashstation of een SD-kaart schrijft, wordt de opname op een SSD tijdens gebruik continu uitgevoerd. En in de meeste gevallen weet je het niet eens. Moderne programma's houden voortdurend verschillende logboeken bij; het besturingssysteem verplaatst weinig gebruikte gegevens naar het wisselbestand, waardoor RAM vrijkomt; Zelfs voor eenvoudige bestandstoegang is het registreren van de toegangstijd vereist.

Je moet dus in ieder geval duurzamere chips in de SSD installeren. Je moet je ook zorgen maken over algoritmen voor het berekenen van het slijtageniveau en het herverdelen van gegevens - ze moeten geavanceerder zijn dan die van conventionele flashdrives. SSD's hebben zelfs een extra vluchtige cachechip, net als een gewone chip HDD. De cache bevat blokadresgegevens en gegevens over het slijtageniveau. Wanneer uitgeschakeld, worden deze laatste opgeslagen in het flashgeheugen.

Hoe dan ook blijft de op flash gebaseerde SSD-technologie zich voorlopig snel ontwikkelen. Het biedt verschillende onmiskenbare voordelen ten opzichte van HDD:

• aanzienlijk kortere gegevenstoegangstijd;
• constante leessnelheid van gegevens;
• nul geluidsniveau;
• minder energieverbruik.

Op dit moment hoeft u alleen nog maar het aantal herschrijfcycli op te voeren tot een zodanig aantal dat u zich er helemaal geen zorgen meer over hoeft te maken. Zonder dat zal de capaciteit blijven groeien. Het is mogelijk dat het in de komende 2-3 jaar de harde schijven zal inhalen en zelfs inhalen. Welnu, de prijs daalt vanzelf als de technologie veelbelovend is, actief wordt gepromoot en het verkoopniveau voortdurend groeit. We weten niet of SSD's HDD's op de markt voor desktopcomputers zullen kunnen vervangen, maar ze zijn al op weg naar mobiele apparaten.

Toekomst

Eigenlijk zijn we aan het einde gekomen. De conclusie uit het bovenstaande kan als volgt worden getrokken: flashgeheugen zal in de toekomst steeds wijdverspreider en verbeterd worden. Het is nog niet duidelijk of het harde schijven kan vervangen, maar het heeft er wel de potentie voor. Maar er is nog een addertje onder het gras: het bestandssysteem.

Moderne bestandssystemen zijn geoptimaliseerd voor gebruik met harde schijven. Maar HDD is qua structuur helemaal geen SSD. Allereerst worden de gegevens op de harde schijf benaderd via LBA-adressering. Met een blok van zo'n adres kun je berekenen op welk bord, op welk spoor en in welke sector de gevraagde informatie zich bevindt. Maar hier is het probleem: flash heeft geen platen, sporen of sectoren. Maar er zijn blokken verdeeld in pagina's. Tegenwoordig wordt dit probleem opgelost door adressen van het ene formaat naar het andere te vertalen, maar het zou veel handiger zijn als dit allemaal direct zou gebeuren.

Een ander kenmerk van flashgeheugen is dat er alleen in eerder gewiste blokken kan worden geschreven. En deze operatie kost enige tijd. Het zou een goed idee zijn om tijdens inactiviteit volledig ongebruikte blokken te wissen.

Moderne schijfbestandssystemen zijn geoptimaliseerd om de toegangstijd tot gegevens te minimaliseren - ze proberen ervoor te zorgen dat ze zo snel mogelijk over de hele schijf worden doorzocht. Maar voor flash-geheugen is dit eenvoudigweg niet relevant: alle blokken zijn even snel toegankelijk. Welnu, ondersteuning voor het berekenen van de mate van slijtage van flash-chips vanuit het bestandssysteem zou geen kwaad kunnen.

Het ding voor de nabije toekomst is dus de release van nieuwe bestandssystemen die zijn geoptimaliseerd voor het werken met flash-geheugen. Deze bestaan ​​echter al, maar moderne besturingssystemen ondersteunen ze niet goed. Het is opmerkelijk dat een van de eerste FFS2 van Microsoft was, die het begin jaren negentig uitbracht.

Linux OS houdt gelijke tred met de vooruitgang. De bestandssystemen JFFS, JFFS2, YAFFS, LogFS, UBIFS zijn ervoor gemaakt. Sun onderscheidde zich ook door de ontwikkeling van ZFS, dat onlangs . Het is niet alleen geoptimaliseerd voor harde schijven, maar ook voor flashdrives. Bovendien, zowel om ze als hoofdopslag als als cache te gebruiken.

Tegenwoordig blijft het populairste bestandssysteem voor flashdrives (SSD's niet meegerekend) echter FAT en FAT32. Het is gewoon het handigst. Ze worden door alle besturingssystemen ondersteund en vereisen geen stuurprogramma's. Maar ze zijn niet langer voldoende voor werk. Zo wordt de beperking op de maximale bestandsgrootte (4 GB) nu al onaanvaardbaar.

Microsoft heeft echter een vervanger: exFAT, voorheen bekend als FAT64. Zoals we al schreven, werd dit gekozen als de belangrijkste FS SDXC-kaarten. Naast dat het is geoptimaliseerd voor flash-geheugen, ondersteunt het bestanden tot 16 exabytes (16,7 miljoen terabytes) groot, en kunnen er meer dan 65.536 bestanden in één map worden opgeslagen.

exFAT wordt tegenwoordig ondersteund door besturingssystemen Windows-systemen Mobiele versie 6.0 en hoger, Windows XP SP2 en hoger, Windows Vista SP1, Windows-server 2008 en Windows 7 vanaf build 6801. Houd er rekening mee dat in Windows Vista een exFAT-gebaseerde flashdrive niet kan worden gebruikt als cache in de ReadyBoost-functie. Overeenkomstige ondersteuning zal verschijnen in Windows 7. Net als voor andere besturingssystemen is er voor Linux een gratis kernelmodule beschikbaar waarmee u exFAT alleen-lezen kunt gebruiken.

Dus het meest veelbelovende besturingssysteem voor flashdrives lijkt vandaag de dag ZFS en exFAT te zijn. Maar beide zijn zeer slecht verspreid, hoewel de laatste een grotere kans heeft om populair te worden. Het is al gekozen als de belangrijkste voor de nieuwste generatie SD-kaarten en de meest populaire Windows-versies ze is "bekend".

Voor de rest wachten we op een verdere toename van de capaciteit van flashdrives en een verlaging van hun kosten. Deze technologie is erg goed, dus we wensen er alleen maar succes mee.