Flash pamäte „USB kľúče“

Čo to je Flash pamäť? Je to semipermanentná (funguje aj po odpojení napájania no dá sa prepisovať podľa potreby) elektricky programovateľná pamäť typu RAM (s náhodným prístupom) Používa sa napríklad pre uloženie firmvéru v elektronických zariadeniach no vďaka možnosti rýchlo ju preprogramovať si svoje najširšie uplatnenie našla práve ako rýchle prenosné dátové médium pripojiteľné cez rozhranie USB (tzv. „USB kľúč“ alebo „fleška“)

Kde sa ešte používa? Ako pamäť pre uloženie BIOSu v PC CompactFlash (CF) MemoryStick (MS) SecureDigital (SD) xD-Picture Card MultiMedia Card (MMC) Solid State Drive (SSD) disky

Aké technológie? Pamäte sa vyrábajú ako integrované obvody s pamäťovými bunkami typu NAND alebo NOR s týmito vlastnosťami: NOR má mierne vyššiu rýchlosť čítania ako NAND NAND má značne vyššiu rýchlosť zápisu ako NOR NAND má značne vyššiu rýchlosť mazania ako NOR NAND technológia umožňuje vyrobiť menšie pamäťové bunky a tým aj ich vyšší počet na jednom čipe a teda aj vyššiu kapacitu pamäťového média

Ako to funguje? MOSFET tranzistor s dvomi hradlami: Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) Plávajúce hradlo MOSFET tranzistor s dvomi hradlami: Riadiace – podobne ako u štandardných MOSFET Plávajúce – odizolované od riadiaceho hradla aj substrátu vrstvou izolačného materiálu

Ako to funguje? Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) - Plávajúce hradlo - - - Elektrónmi dotované plávajúce hradlo spôsobí čiastočné odtienenie elektrického poľa z riadiaceho hradla čím v podstate zvýši prahové napätie tranzistora Môžeme povedať že poľom z PH sa ochudobňuje vodivý kanál medzi kolektorom a emitorom

Čítanie bunky Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) Plávajúce hradlo Na riadiace hradlo sa privedie napätie (výber bunky) a prítomnosť resp. neprítomnosť signálu na elektróde Drain – kolektor indikuje úroveň log 1 resp. log 0

Programovanie bunky Predpokladajme, že na začiatku má pamäťová bunka hodnotu 1 a chceme do nej naprogramovať hodnotu 0 Je potrebné vykonať:

Naprogramovanie na 0 (1. krok) Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) - Plávajúce hradlo Privedenie napätia na riadiace hradlo (vytvorenie kanála)

Naprogramovanie na 0 (2. krok) Riadiace hradlo P-substrát E C - Plávajúce hradlo +5V 0V - - - Keďže bunka má hodnotu 1 a teda kanál E-C je vodivý, privedením nulového potenciálu na E a kladného, dosť vysokého potenciálu na C dosiahneme presun elektrónov z kanála cez izolačnú vrstvu do plávajúceho hradla, čím ho vlastne nadotujeme elektrónmi

Naprogramovanie na 0 (3. krok) Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) Plávajúce hradlo - - Dotované plávajúce hradlo zamedzí neskoršiemu presunu elektrónov potrebných pre „otvorenie“ tranzistora a tým sa kanál stáva nevodivým a teda bunka bola naprogramovaná na hodnotu 0

Mazanie bunky Mazanie bunky si ukážeme na príklade navrátenia pôvodnej hodnoty (1) danej bunke Je potrebné vykonať:

Naprogramovanie na 1 (1. krok) Riadiace hradlo P-substrát E C Plávajúce hradlo - - +5V Otvorený C Privedieme na riadiace hradlo a emitor napätia opačnej polarity

Naprogramovanie na 1 (2. krok) Riadiace hradlo P-substrát E C Plávajúce hradlo - +5V Otvorený C Elektróny sa odvedú z plávajúceho hradla javom zvaným kvantový tunel

Naprogramovanie na 1 (3. krok) Riadiace hradlo P-substrát Source (E) Drain (C) Plávajúce hradlo Ochudobnené plávajúce hradlo umožní vytvoriť kanál medzi E-C a teda bunka bola naprogramovaná na hodnotu 1

Obrázky

Solid State Drive „Flash disky“

Čo to je? Disky solid-state drive, častejšie označované len skratkou SSD, sú úložné zariadenia slúžiace ako náhrada za klasický pevný disk. Zatiaľ čo pri klasických diskoch sa dáta zapisujú na jednu alebo viac rotujúcich platní s magnetickou vrstvou, pri SSD sa zapisujú do nemechanických pamäťových modulov. Označenie solid-state sa používa pre mnoho iných komponentov počítača a značí hardvér založený na polovodičoch, teda zariadenia bez mechanických súčastí, ako napríklad operačná pamäť, procesor či iné čipy.

Technológie SSD Rozlišujeme dve základné technológie: Flash SSD – pamäťové bunky sú tvorené NAND alebo NOR obvodmi, ktoré sú nonvolatilné, teda schopné uchovať si náboj aj po odpojení napájania DRAM SSD – pamäťové bunky sú založené na technológii dynamických (a teda energeticky závislých) pamätí, pričom pri strate napájania sa využije záložný zdroj na skopírovanie obsahu do nonvolatilnej pamäte (HDD, Flash) Výhodou DRAM SSD je ich vysoká rýchlosť a používajú sa v priemyselnom segmente

Výhody SSD Rýchlosť najmä pri náhodnom prístupe k dátam Konštrukcia SSD je bez pevných častí a je teda odolný voči otrasom a mechanickému poškodeniu Nízka (resp. žiadna) hlučnosť a teplota

Nevýhody SSD Cena za GB (oproti HDD viac ako 10 násobne vyššia) Nízke kapacity (desiatky až stovky GB) Nižšia životnosť oproti HDD

Obrázky