Pamięć flash

9 czerwca 2021 | Tomasz Drewniak

Pamięć flash to elektroniczna, nieulotna pamięć, która może być wielokrotnie kasowana i nadpisywana. Ten rodzaj pamięci został wynaleziony w 1980 r. w Japonii. Pamięć NOR została zaprezentowana w 1984 r. a pamięć NAND została zaprezentowana w 1987 r. Przechowywanie danych w pamięci flash dobywa się przy pomocy tranzystorów polowych z izolowaną bramką (MOSFET). Tranzystor ten, to element elektroniczny, który pozwala na zapisanie i odczytywanie danych poprzez przykładanie odpowiednich napięć na podłoże, źródło, bramkę i dren. (po więcej informacji zachęcam do zobaczenia filmiku o pamięci flash).

Rozróżniamy również dwa rodzaje pamięci flash, NOR oraz NAND. Nazwy tych typów pochodzą od rodzajów bramek logicznych użytych w tych typach pamięci.

Cechy pamięci NOR

• Ma niską gęstość zapisanych danych na jednostkę powierzchni
• Jest droższa w produkcji
• Może szybko odczytywać dane
• Jest pamięciom o swobodnym dostępie
• Kasowanie danych jest powolne
• Ma mocno ograniczoną ilość cykli kasowanie zapis
• Jej głównym zastosowaniem jest przechowywanie programów, np. BIOS

Cechy pamięci NAND

• Ma wysoką gęstość zapisu danych
• Jest tania w produkcji
• Ma powolny czas odczytu danych
• Odczyt danych odbywa się sekwencyjnie
• Kasowanie danych jest szybkie, ale kasować można tylko poszczególne bloki, a nie poszczególne bity.
• Jej głównym zastosowaniem jest przechowywanie danych, np. zdjęć i filmów

Jak radzić sobie z ograniczeniami fizycznymi

Pamięci flash niestety natrafiają powyżej pewnej gęstości na problemy związane ze zjawiskami kwantowymi. Producenci aby uniknąć tych problemów, zdecydowali się na rozbudowanie tego typu pamięci, w trzech wymiarach. Ten rodzaj pamięci nazywa się pamięcią V-NAND. Pozwala to na osiągnięcie bardzo dużych gęstości zapisanych danych.

Wykorzystanie i żywotność pamięci flash

Pamięć ta jest obecnie wykorzystywana praktycznie wszędzie, od serwerowni, przez komputery, do urządzeń mobilnych. Dzisiaj produkuje się układy scalone, o pojemności 1 TB lub więcej. Pozwala to produkcję bardzo pojemnych dysków SSD i oszczędność miejsca i energii.

Żywotność tych dysków jest niestety ograniczona i zależnie od typu może wynosić między 100 a 1,000,000 cykli kasuj-zapisz. Przechowywanie danych na takich dyskach jest jednak bardzo bezpieczne. Według danych producentów, dyski SSD przechowywane w temperaturze 80 °C powinny przechować dane przez około 20 lat. Czas ten jednak można zwiększyć do 100 lat, jeśli dyski będą przechowywane w temperaturze 20-25 °C.