اولین استفاده از حافظه فلش در رایانه. حافظه فلش Pci ظرفیت حافظه فلش چیست؟ نحوه صرفه جویی در هزینه برای بهبود رایانه خود

Flash Memory چیست؟ | فلش مموری (به انگلیسی. فلش مموری) یا درایو فلش - نوع نیمه هادی حالت جامد غیر حافظه و قابل بازخوانی.

این نوع حافظه را می توان در مدت زمان ذخیره سازی اطلاعات ، معمولاً از 10 تا 100 سال ، تعداد زیادی بار خواند. اما می توانید فقط تعداد محدودی از زمان را به خاطر داشته باشید (معمولاً در منطقه یک میلیون چرخه). در اصل ، حافظه های فلش در جهان بسیار گسترده است ، که در حدود یک صد هزار چرخه بازنویسی مقاومت می کند و این بسیار بیشتر از آن است که یک فلاپی دیسک معمولی یا دیسک CD-RW تحمل کند.
بر خلاف درایوهای دیسک سخت (HDD) ، حافظه فلش حاوی قطعات مکانیکی متحرک نیست ، بنابراین به عنوان یک شکل مطمئن تر و کم حجم تر از فضای ذخیره سازی در نظر گرفته می شود.
بنابراین ، به دلیل فشردگی ، ارزان بودن نسبی و مصرف برق بسیار کم ، از درایوهای فلش به طور گسترده در تجهیزات قابل حمل دیجیتال استفاده می شود - در دوربین های ویدئویی و هنوز هم ، دیجیتال ، پخش کننده های MP3 ، PDA ، تلفن های همراه ، تلفن های هوشمند و ارتباطات. علاوه بر این ، این نوع حافظه برای ذخیره سازی سیستم عامل در تجهیزات مختلف (مودم ، تبادل تلفن مینی خودکار ، اسکنر ، چاپگر ، روتر) استفاده می شود.
اخیراً ، درایوهای فلش با ورودی USB (معمولاً می گویند "فلش مموری" ، دیسک USB) بسیار گسترده شده است ، دیسک های فلاپی و دیسک های سی دی را جابجا می کنند.
امروزه اصلی ترین نقطه ضعف دستگاه های مبتنی بر فلش مموری ها ، نسبت قیمت به حجم بسیار بالا است که 2-5 برابر بیشتر از دیسک های سخت است. بنابراین حجم فلش مموری ها زیاد نیستند اما کار در این مناطق در حال انجام است. با کاهش هزینه های فرایند تکنولوژیکی و تحت تأثیر رقابت ، بسیاری از شرکت ها قبلاً از انتشار درایوهای SSD با حجم 512 گیگابایت یا بیشتر خبر داده اند. به عنوان مثال ، در فوریه 2011 ، OCZ Technology یک PCI-Express SSD با ظرفیت 1.2 TB و یک روکش طلا را برای تولید 10 میلیون چرخه نوشتن ارائه داد.
SSD های مدرن بر اساس کنترل کننده های چند کاناله ساخته شده اند که خواندن یا نوشتن موازی را از چندین میکرو پردازنده حافظه فلش به طور همزمان فراهم می کند. در نتیجه ، سطح کارایی بارها افزایش یافته است که پهنای باند رابط SATA II به عامل محدود کننده تبدیل شده است.

چگونه حافظه کار می کند

درایو فلش داده ها را در مجموعه ای از ترانزیستورهای گیت شناور به نام سلول ذخیره می کند. در دستگاه های معمولی با سلول های تک سطح ، هر یک از آنها می توانند فقط یک بیت از داده ها را "به خاطر بسپارند". اما برخی تراشه های جدیدتر با سلولهای چند سطح (به انگلیسی: سلولهای چند سطح یا سلولهای سه سطح) می توانند بیش از یک بیت را "به یاد آورند". در حالت دوم ، می توان از بار الکتریکی متفاوتی روی دروازه شناور ترانزیستور استفاده کرد.

حافظه فلش

این نوع حافظه فلش مبتنی بر الگوریتم OR-NOT است (به زبان انگلیسی. NOR) ، زیرا در یک ترانزیستور گیت شناور ولتاژ دروازه خیلی کم به معنی یک است.
این نوع ترانزیستور از دو دروازه تشکیل شده است: شناور و کنترل. دروازه اول کاملاً عایق بندی شده است و توانایی نگه داشتن الکترون ها را تا ده سال دارد. سلول همچنین از یک تخلیه و یک منبع تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ بر روی دروازه کنترل اعمال می شود ، یک میدان الکتریکی ایجاد می شود و به اصطلاح اثر تونلینگ ایجاد می شود. بیشتر الکترونها از طریق لایه عایق منتقل می شوند و به دروازه شناور نفوذ می کنند. شارژ روی دروازه شناور ترانزیستور "عرض" منبع تخلیه و هدایت کانال را تغییر می دهد ، که برای خواندن استفاده می شود.
سلول های نوشتن و خواندن در مصرف برق بسیار متفاوت هستند: به عنوان مثال ، درایوهای فلش در هنگام نوشتن از جریان بیشتری استفاده می کنند تا هنگام خواندن (انرژی بسیار کمی مصرف می شود).
برای حذف (پاک کردن) داده ها ، یک ولتاژ منفی به اندازه کافی بالا روی دروازه کنترل اعمال می شود ، که منجر به اثر متضاد می شود (الکترون های موجود از دروازه شناور با استفاده از اثر تونل زنی به منبع منتقل می شوند).
در معماری NOR ، نیاز به تماس با هر ترانزیستور وجود دارد که باعث افزایش اندازه پردازنده می شود. این مشکل با معماری جدید NAND برطرف شده است.

حافظه فلش NAND

معماری NAND بر اساس الگوریتم NAND (به زبان انگلیسی NAND) است. اصل عملکرد شبیه به نوع NOR است و فقط در ترتیب سلول ها و تماس های آنها متفاوت است. دیگر لازم نیست مخاطب را به هر سلول حافظه وصل کنید ، بنابراین هزینه و اندازه پردازنده NAND به طور قابل توجهی کمتر است. با توجه به این معماری ، نوشتن و پاک کردن به طرز چشمگیری سریعتر شده است. با این حال ، این فناوری به شما امکان نمی دهد مانند مناطق NOR به یک ناحیه یا سلول دلخواه دسترسی پیدا کنید.
برای دستیابی به حداکثر تراکم و ظرفیت ، درایوهای NAND از کمترین اجزای ممکن استفاده می کنند. بنابراین ، بر خلاف یک درایو NOR ، وجود سلولهای بد (که مسدود شده و نباید در آینده از آنها استفاده شود) مجاز است ، که کار را با چنین حافظه فلش به طور قابل توجهی پیچیده می کند. علاوه بر این ، بخش های حافظه در NAND به یک عملکرد CRC مجهز شده اند تا یکپارچگی آنها را بررسی کنند.
در حال حاضر ، معماری های NOR و NAND به صورت موازی وجود دارند و به هیچ وجه با یکدیگر رقابت ندارند ، زیرا مناطق مختلفی از کاربرد دارند. از NOR برای ذخیره سازی داده های کوچک استفاده می شود ، از NAND برای ذخیره داده های بزرگ استفاده می شود.

تاریخچه درایوهای فلش

حافظه فلش برای اولین بار در سال 1984 توسط مهندس فوجیو ماسووکا و سپس در توشیبا اختراع شد. نام "فلاش" توسط همکارش فوجیو ، شوجی آرییزومی ایجاد شد ، زیرا روند پاک کردن داده ها از حافظه ، او را به یاد یک فلاش می اندازد. فوجیو پیشرفت خود را در نشست بین المللی دستگاه های الکترونی در سان فرانسیسکو ، کالیفرنیا ارائه داد. اینتل به این اختراع علاقه مند شد و چهار سال بعد در سال 1988 اولین پردازنده تجاری فلش NOR را منتشر کرد.
معماری فلش NAND یک سال بعد توسط توشیبا در کنفرانس بین المللی مدارهای جامد حالت 1989 اعلام شد. تراشه NAND سرعت نوشتن بیشتر و سطح مدار کمتری داشت.
در پایان سال 2010 ، رهبران تولید فلش مموری سامسونگ (32٪ از بازار) و توشیبا (17٪ از بازار) هستند.
گروه کاری NAND Flash Interface (ONFI) وظیفه استاندارد سازی پردازنده های حافظه فلش NAND را بر عهده دارد. این استاندارد مشخصات ONFI 1.0 است که در تاریخ 28 دسامبر 2006 صادر شده است. استاندارد سازی ONFI در تولید پردازنده های NAND توسط شرکت هایی مانند سامسونگ ، توشیبا ، اینتل ، Hynix و غیره پشتیبانی می شود.

مشخصات ویژه رانندگی FLASH

در حال حاضر ، حجم فلش مموری ها از کیلوبایت تا صدها گیگ اندازه گیری می شود.

در سال 2005 ، دو شرکت ، Toshiba و SanDisk ، پردازنده های 1 GB NAND را با استفاده از فناوری سلول چند سطحی (یک ترانزیستور می تواند چندین بیت از داده ها را با استفاده از بارهای الکتریکی مختلف در دروازه شناور ذخیره کند) معرفی کردند.

در سپتامبر 2006 ، سامسونگ تراشه 4 گیگابایتی را تولید کرد که با استفاده از یک فرایند 40 نانومتری تولید می شود.

در اواخر سال 2007 ، سامسونگ از ساخت اولین تراشه NAND در جهان با استفاده از فناوری سلول های چند سطح ، که قبلاً طبق یک فرآیند 30 نانومتری با ظرفیت ذخیره سازی 8 گیگابایت ساخته شده بود ، خبر داد.

در دسامبر 2009 ، توشیبا اعلام کرد که یک تراشه NAND 64 GB قبلاً به مشتریان ارسال شده و تولید انبوه را در سه ماهه اول سال 2010 آغاز کرده است.

در 16 ژوئن 2010 ، توشیبا اولین پردازنده 128 گیگابایتی را معرفی کرد که از شانزده ماژول 8 گیگابایتی تشکیل شده است.
برای افزایش میزان حافظه فلش ، دستگاه ها اغلب از یک آرایه پیچیده متشکل از چندین پردازنده استفاده می کنند.

در آوریل 2011 ، اینتل و میکرون از تراشه فلش 8 GB MLC NAND رونمایی کردند که در فرایند 20 نانومتری تولید می شود. اولین پردازنده 20 نانومتری NAND مساحتی برابر با 118 میلی متر دارد که 35-40٪ کمتر از تراشه های 8 گیگابایتی موجود در دسترس است. تولید سریال این تراشه از پایان سال 2011 آغاز می شود.

نوع و نوع کارت حافظه و درایوهای فلش

CF (به انگلیسی. فشرده فشرده): یکی از قدیمی ترین استاندارد های نوع حافظه. اولین فلش کارت CF در سال 1994 توسط شرکت SanDisk ساخته شد. این قالب حافظه در زمان ما بسیار متداول است. بیشتر در تجهیزات ویدئویی و عکس حرفه ای مورد استفاده قرار می گیرد ، زیرا به دلیل بزرگ بودن آن (43x36x3.3 میلی متر) ، نصب یک اسلات فلش فشرده در مکانی از نظر جسمی دشوار است. تلفن های همراه یا پخش کننده های MP3. علاوه بر این ، هیچ کارت دیگری نمی تواند چنین سرعت ، حجم و قابلیت اطمینان داشته باشد. حداکثر حجم فلش فشرده در حال حاضر به 128 گیگابایت رسیده است و سرعت کپی کردن اطلاعات به 120 مگابایت در ثانیه افزایش یافته است.

MMC (به انگلیسی. کارت چندرسانه ای): کارت در قالب MMC اندازه کوچک - 24x32x1.4 میلی متر دارد. به طور مشترک توسط SanDisk و زیمنس توسعه داده شده است. MMC دارای یک کنترل کننده حافظه است و با دستگاه های مختلفی بسیار سازگار است. در بیشتر موارد ، کارتهای MMC توسط دستگاههایی با شکاف SD پشتیبانی می شوند.

RS-MMC (به انگلیسی. کارت چندرسانه ای اندازه کاهش یافته است): کارت حافظه ای که نصف طول کارت MMC استاندارد باشد. ابعاد آن 24x18x1.4 میلی متر است و وزن آن حدود 6 گرم است ، تمام مشخصات و پارامترهای دیگر با MMC تفاوت ندارند. برای اطمینان از سازگاری با استاندارد MMC هنگام استفاده از کارتهای RS-MMC ، آداپتور لازم است.

DV-RS-MMC (به انگلیسی. کارت چند رسانه ای اندازه کاهش ولتاژ دوگانه): کارتهای حافظه DV-RS-MMC با منبع تغذیه دوگانه (1.8 و 3.3 ولت) مصرف انرژی کمتری دارند و این باعث می شود تلفن همراه کمی طولانی تر کار کند. ابعاد کارت همزمان با ابعاد RS-MMC ، 24x18x1.4 میلی متر است.

MMCmicro: کارت حافظه مینیاتوری برای دستگاه های تلفن همراه با ابعاد 14x12x1.1 میلی متر برای اطمینان از سازگاری با شکاف استاندارد MMC ، باید از آداپتور مخصوص استفاده شود.

کارت SD (به انگلیسی. کارت دیجیتال ایمن): پشتیبانی شده توسط SanDisk ، Panasonic و Toshiba. استاندارد SD توسعه بیشتر استاندارد MMC است. از لحاظ ابعاد و خصوصیات ، کارتهای SD بسیار شبیه کارتهای MMC هستند ، فقط کمی ضخیم تر (32x24x2.1 میلی متر). تفاوت اصلی در MMC در فن آوری محافظت از حق چاپ است: این کارت دارای محافظت از رمزنگاری در برابر کپی های غیرمجاز ، افزایش محافظت از اطلاعات در برابر پاک کردن یا تخریب تصادفی و یک سوئیچ محافظت از نوشتن مکانیکی است. علیرغم شباهت استانداردها ، کارتهای SD نمی توانند در دستگاههایی با شکاف MMC استفاده شوند.

SDHC (به انگلیسی. ظرفیت بالای SD, ظرفیت بالا SD): کارت های قدیمی SD (SD 1.0 ، SD 1.1) و SDHC های جدیدتر (SD 2.0) و خوانندگان آنها در حداکثر حد ظرفیت ذخیره سازی ، 4 گیگابایت برای SD و 32 GB برای SDHC متفاوت هستند. خوانندگان SDHC با SD سازگار هستند و به این معناست كه کارت SD بدون مشكل در خواننده SDHC خوانده می شود ، اما كارت SDHC به هیچ وجه در دستگاه SD نخوانده است. هر دو گزینه را می توان در هر سه اندازه بدنی (استاندارد ، مینی و میکرو) ارائه داد.

miniSD (به انگلیسی. کارت دیجیتال مینی ایمن): آنها با ابعاد کوچکتر 21.5x20x1.4 میلی متر از کارتهای استاندارد Secure Digital متفاوت هستند. برای اطمینان از عملکرد کارت در دستگاه های مجهز به شکاف SD معمولی ، از آداپتور استفاده می شود.

microSD (به انگلیسی. کارت دیجیتال میکرو امن): در سال 2011 آنها جمع و جور ترین دستگاه های حافظه فلش قابل جابجایی هستند (11x15x1 میلی متر). آنها در درجه اول در تلفن های همراه ، ارتباط دهنده ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا به دلیل فشردگی آنها می توانند حافظه دستگاه را بدون افزایش اندازه آن بطور قابل توجهی گسترش دهند. سوئیچ write-protection در آداپتور microSD-SD قرار دارد. حداکثر ظرفیت کارت microSDHC که توسط SanDisk در سال 2010 منتشر شد 32 گیگابایت است.

Memory Stick Duo: این استاندارد حافظه توسط سونی تهیه و نگهداری شده است. قضیه به اندازه کافی قوی است در حال حاضر ، این گرانترین خاطره از همه است. Memory Stick Duo بر اساس استاندارد Memory Stick از همان سونی توسعه یافته است و از نظر ابعاد کوچک آن (20x31x1.6 میلی متر) متمایز است.

Memory Stick Micro (M2): این قالب با حفظ حافظه کارتهای حافظه سونی با قالب microSD (در اندازه) رقابت می کند.

کارت xD-Picture: این کارت در دوربین های دیجیتال از Olympus ، Fujifilm و برخی دیگر استفاده می شود.

شاید بسیاری از افراد هنگام مشاهده ویژگی های درایو خود توجه داشته باشند که ظرفیت آن به رقمی که توسط سازنده مشخص شده است نرسد. این نه تنها به ظرفیت درایوهای فلش ، بلکه برای کلیه رسانه های دیجیتال: هارد دیسک ها و سایر مواردی که ظرفیت آنها در مگابایت ، گیگابایت و در آخرین دستگاه های ترابایت اندازه گیری می شود ، صدق می کند.

نکته اینجاست و آیا فریبکاری در این امر پنهان نیست؟ به این ترتیب اتفاق افتاده است که تولید کنندگان درایوها ، به طور کلی ، مانند تولید کنندگان محصولات دیگر ، می خواهند با هزینه کمتری یک "آب نبات" را با یک کتیبه زیبا (ظرفیت) بفروشند. برای برنده شدن در رقابت اما ظرفیت نشان داده شده در درایو درست است ، اما از یک طرف.

بنابراین چرا یک چوب 2 گیگابایتی فقط 1.86 گیگابایت دارد و 4 گیگابایت فقط 3.72 گیگابایت دارد.

پاسخ این سؤال از اصول فناوری رایانه دنبال می شود ، یعنی: 1 کیلوبایت حاوی 1024 بایت و غیره با مگابایت ، گیگ ...

ظرفیت واقعی (http://www.ixbt.com/storage/flashdrives/svodka/size.shtml) کمی متفاوت است.

در نتیجه ، یک محاسبه ساده: 4،000،000 0000/1024/1024/1024 \u003d 3.72؛ رقمی معادل 3.72 GB دریافت می کنیم.

برای درایوهای بزرگتر ، انحراف مطلق بیشتر خواهد بود. به عنوان مثال ، برای هارد 1TB ، ظرفیت واقعی 931 گیگابایت است.

علاوه بر این ، ظرفیت ذخیره سازی قابل استفاده به سیستم پرونده انتخابی بستگی دارد: FAT16 ، FAT32 ، NTFS. رسانه های قالب بندی شده بر روی سیستم های مختلف دارای ظرفیت های مختلف قابل استفاده خواهند بود. این به این دلیل است که وقتی یک دیسک فرمت می شود ، اطلاعات سیستم در مورد آن برای آن نوشته می شود و برای FS های مختلف متفاوت است.

و آخرین مورد چنین پدیده ای به عنوان فلش درایو چینی وجود دارد: این زمانی است که اطلاعات به صورت عمدی وارد پارتیشن سیستم یک فلش مموری کوچک می شوند که ظرفیت آن زیاد است. به عنوان مثال ، از 1 گیگ می توانید 32 گیگابایت تهیه کنید. در عمل ، اگر این فلش درایو به کامپیوتر وارد شود ، نشان می دهد که ظرفیت آن 32 گیگابایت است. هنگامی که کاربر داده ها را با حجمی بزرگتر از نسخه واقعی آن ارسال می کند ، کپی کردن بدون خطا کامل می شود. اما می توان داده های چنین رسانه ای را با مبلغ متناسب با حجم واقعی ، یعنی خواندن ، خواند. برای مثال ما بیش از 1 گیگابایت نیست.

حافظه فلش متعلق به کلاس EEPROM است ، اما از فناوری ویژه ای برای ساخت سلول های ذخیره سازی استفاده می کند. پاک کردن حافظه فلش بلافاصله برای یک ناحیه کامل از سلول ها (در بلوک ها یا به طور کامل برای کل ریزگردها) انجام می شود. این امر باعث افزایش چشمگیر عملکرد در حالت ضبط (برنامه نویسی) می شود. حافظه فلش ترکیبی از تراکم بسته بندی بالا (سلولهای آن 30٪ از سلولهای DRAM کوچکتر است) ، ذخیره سازی غیر فرار ، پاک کردن و نوشتن برقی ، مصرف کم ، قابلیت اطمینان بالا و کم هزینه ... اینها دستگاههای ذخیره سازی قابل برنامه ریزی هستند.

مثل RAM ، حافظه فلش به صورت الکتریکی داخلی اصلاح می شوداما مانند یک رام ، فلش غیر فرار و داده ها را حتی بعد از خاموش شدن روشن نگه می دارد. با این حال ، بر خلاف RAM ، فلاش را نمی توان بایت بازنویسی کرد... فلش توسط بایت خوانده و نوشته می شود و نیاز جدیدی را ایجاد می کند: قبل از نوشتن داده های جدید باید پاک شود.

حافظه فلش یک حافظه نیمه هادی از یک نوع خاص است... او سلول واحد، که در آن یک بیت از اطلاعات ذخیره می شود ، خازن نیست ، اما ترانزیستور اثر میدان با یک منطقه ویژه الکتریکی به نام "دروازه شناور". یک بار الکتریکی قرار داده شده در این منطقه برای سالهای زیادی قابل ذخیره است. هنگام نوشتن یک بیت داده ، سلول شارژ می شود - در هنگام پاک کردن ، شارژ روی دروازه شناور قرار می گیرد - این بار از روی دروازه شناور خارج می شود و سلول تخلیه می شود.

در میان اینگونه دستگاه ها ، مدارهایی با بلوک های تخصصی (سازه های بلوک نامتقارن) متمایز می شوند. به اسم بلوک های به اصطلاح Boot که در آن اطلاعات قابل اطمینان از پاک کردن تصادف محافظت می شود ، به وسایل ذخیره سازی گفته می شود. Boot Block Flash Memory.

فلش مموری نوع بلوک بوت به منظور ذخیره برنامه ها و داده های به روز در طیف گسترده ای از سیستم ها ، از جمله تلفن های همراه ، مودم ، BIOS ، سیستم های کنترل موتور ماشین و موارد دیگر استفاده می شود. با استفاده از حافظه فلش به جای EEPROM برای ذخیره داده های پارامتری ، توسعه دهندگان به دنبال کاهش هزینه و بهبود قابلیت اطمینان سیستم های خود هستند.

مزایای استفاده از Flash نسبت به EEPROM:
1.

سرعت نوشتن بیشتر برای دسترسی متوالی به دلیل اینکه پاک کردن اطلاعات در فلاش در بلوک ها انجام می شود.
2- هزینه تولید فلش مموری به دلیل ساده تر بودن سازمان ، پایین تر است.
عیب: ضبط آهسته به مناطق دلخواه حافظه.

حافظه با دسترسی متوالی از جاهایی استفاده می شود که داده ها در صف قرار بگیرند

حافظه فلش با دسترسی به آدرس. ذخیره داده ها به ندرت تغییر یافته است. نوشتن و پاک کردن توسط پردازنده دستگاه فرعی در حالت کار عادی انجام می شود. برای این کار ، حافظه Flash از کنترل کلمه فرمان اضافی برخوردار است , نوشته شده توسط پردازنده به یک رجیستر خاص میکروسکوپ. هنگامی که یک ولتاژ ویژه برنامه نویسی اعمال می شود ، مدار ضبط و پاک کردن اطلاعات را ارائه می دهد. قبل از برنامه نویسی ، پردازنده بطور خودکار یک کد از میکرو بخار را می خواند - شناسه ای که حاوی کد تولید کننده و میکرو مدار برای هماهنگی الگوریتم های پاک کردن و نوشتن است.

همه بایت های حافظه یا بلوک انتخاب شده پاک می شوند و پس از آن همه بررسی می شوند ، پاک کردن و چک کردن دوم انجام می شود.

حافظه توسط بایت برنامه ریزی می شود ، اطلاعات نوشتاری بررسی می شوند. پردازنده بایت نوشته شده را از حافظه می خواند و آن را با نمونه اصلی مقایسه می کند.

یکی از این بلوک ها برای ذخیره سازی نرم افزار BIOS در نظر گرفته شده است و در برابر پاک کردن تصادفی از سخت افزار محافظت می شود.

اصل عملکرد و دستگاه فلش مموری

حافظه همچنین شامل بلوک های پارامتر و بلوک های اصلی است که در برابر پاک کردن تصادفی محافظت نمی شوند. بلوک های اصلی برنامه های اصلی کنترل را ذخیره می کنند ، و بلوک های پارامتر پارامترهای سیستم نسبتاً تغییر یافته را ذخیره می کنند.

فایل حافظه فلش مورد استفاده برای جایگزینی دیسک های سخت. باعث کاهش مصرف انرژی ، افزایش قابلیت اطمینان حافظه ، کاهش اندازه و وزن آنها می شود و سرعت خواندن داده را افزایش می دهد. این برنامه را می توان توسط پردازنده مستقیماً از پرونده حافظه فلش خوانده و نتایج نیز در آنجا نوشت.

بر اساس پرونده حافظه فلش ، دستگاه های ذخیره سازی خارجی جمع و جور قابل جابجایی ایجاد می شوند.

ZE - MNOP.

2 جهت آستانه. Uthr1 - مقدار کمی دارد ، 1-2 ولت هنگام تأمین Uthr ، کانال m / d توسط منبع تخلیه آغاز می شود. اگر اتهامات با نیترید و دی اکسید سیلیکون وجود داشته باشد ، Uthr به 7 ولت افزایش می یابد.

نوشتن (برنامه نویسی) حافظه فلش - فرآیند تعویض 1 با 0. پاک کردن - جایگزین 0 توسط 1.

3. معماری کامپیوتر. پردازنده های رایانه ای. ساختار پردازنده ها و مشخصات اصلی آنها. اتوبوسهای سیستم و مشخصات آنها. اتوبوس های محلی چیپست
معماری یک سلسله مراتب سخت افزاری چند سطحی است ابزارهای نرم افزاری، هر یک از سطوح امکان ساخت و کاربرد چند متغیره را فراهم می کند.

ساختار مجموعه ای از عناصر و اتصالات آنها است.

رایانه یک مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری است که به منظور اتوماسیون تهیه و حل وظایف کاربر طراحی شده است.

معماری کامپیوتر - این یک توصیف کلی از ساختار و کارکردهای یک کامپیوتر در سطح کافی برای درک اصول کار و سیستم فرمان رایانه است و شامل جزئیات ساختار فنی و فیزیکی رایانه نمی باشد.

معماری شامل اصول زیر در ساخت رایانه است:

1. ساختار حافظه کامپیوتر.
2. راه های دسترسی به حافظه و دستگاه های خارجی؛
3. امکان تغییر پیکربندی.
4. سیستم فرمان؛
5. قالب های داده؛
6. سازمان رابط.

معماری مدرن کامپیوترهای شخصی بر اساس اصل تنه-مدولار... ارتباط اطلاعاتی بین دستگاههای رایانه ای از طریق انجام می شود اتوبوس سیستم (همچنین ستون فقرات سیستم نامیده می شود).

اتوبوس کابل است که از بسیاری از هادیها تشکیل شده است. یک گروه از هادی ها - اتوبوس داده اطلاعات پردازش شده از طرف دیگر منتقل می شوند - آدرس اتوبوس - آدرسهای حافظه یا دستگاههای خارجی که به پردازنده دسترسی دارند. قسمت سوم بزرگراه - اتوبوس کنترل، سیگنال های کنترلی در طول آن منتقل می شوند (برای مثال ، سیگنال آماده بودن دستگاه برای کار ، سیگنال برای شروع دستگاه و غیره).

باس سیستم مشخص می شود فرکانس ساعت و عمق بیت.به تعداد بیت هایی که همزمان از طریق اتوبوس منتقل می شود ، گفته می شود عرض اتوبوس. فرکانس ساعت تعداد عملیات انتقال داده های ابتدایی در ثانیه را مشخص می کند. عرض اتوبوس در بیت اندازه گیری می شود ، فرکانس ساعت در مگا هرتز است.
اتوبوسهای سیستم

انتقال اطلاعات بین MT و سایر عناصر. آدرس دهی دستگاه و تبادل سیگنال های سرویس ویژه نیز انجام می شود. انتقال اطلاعات در اتوبوس توسط یکی از دستگاه های متصل به آن یا توسط یک گره اختصاصی به نام داور اتوبوس کنترل می شود.

اتوبوس ISA (صنعت استاندارد معماری) دارای یک هدر 36 پین برای کارتهای توسعه. به همین دلیل تعداد خطوط آدرس - 4 و داده ها - 8. امکان انتقال 16 بیت داده به صورت موازی وجود دارد و به لطف 24 خط آدرس مستقیماً به 16 مگابایت سیستم حافظه دسترسی پیدا می کنید. تعداد خطوط قطع سخت افزار - 15.

اتوبوس EISA (گسترش ISA). بیشترین مقدار ممکن از حافظه آدرس پذیر ، انتقال داده های 32 بیتی ، بهبود سیستم قطع ، تنظیمات خودکار سیستم و کارتهای توسعه را فراهم می کند. اتصال EISA در برد سیستم رایانه سازگار با ISA است. اتوبوس EISA اجازه می دهد تا 4 گیگابایت از فضای آدرس استفاده کنید. حداکثر سرعت تئوری 33 مگابایت در ثانیه است. این اتوبوس با فرکانس حدود 8-10 مگاهرتز تنظیم می شود.

اتوبوس های محلی برای افزایش سرعت رایانه طراحی شده اند و به دستگاه های جانبی (آداپتورهای ویدئویی ، کنترل کننده های ذخیره سازی) امکان کار در فرکانس ساعت تا 33 مگاهرتز و بالاتر را می دهند. کانکتور از نوع MCA است.

اتوبوس های PCI... بین اتوبوس محلی پردازنده و خود PCI یک مدار مطابق ویژه وجود دارد

طبق مشخصات PCI ، حداکثر 10 دستگاه می توانند به اتوبوس متصل شوند. باس PCI با فرکانس ساعت ثابت 33 مگاهرتز کار می کند و منبع تغذیه 5 ولت و 3.3 ولت را به کنترلرها وصل می کند ، وصل و بازی می کند.

اتوبوس PCI-X -عملکرد بالا PCI. همزمان است ، یعنی هنگام ورود سیگنال کنترل ، همه داده ها همزمان پردازش می شوند. عرض اتوبوس 32 بیتی است. پهنای باند نظری در 33 مگاهرتز ، 132 مگابایت در ثانیه است.

هر گونه اطلاعاتی که از پردازنده به دستگاه های دیگر از طریق باس داده منتقل می شود ، همراه است نشانیانتقال از طریق اتوبوس آدرس. این می تواند یک مکان حافظه یا یک محیط جانبی باشد. لازم است که عرض اتوبوس امکان انتقال آدرس سلول حافظه را فراهم کند. بنابراین ، در کلمات ، عرض اتوبوس مقدار رم کامپیوتر را محدود می کند ، نمی تواند بیش از جایی باشد که در آن n عرض اتوبوس باشد.

نمودار مدار یک رایانه بر اساس اصل تنه

چیپست - از انگلیسی. "مجموعه تراشه" مجموعه ای از تراشه های طراحی شده برای همکاری با یکدیگر برای انجام مجموعه ای از توابع است. بنابراین ، در رایانه ها ، چیپست نقش یک مؤلفه اتصال را بازی می کند که عملکرد مشترک حافظه ، CPU ، ورودی-خروجی و سایر زیر سیستم ها را تضمین می کند. چیپست ها در دستگاه های دیگر نیز به عنوان مثال در واحدهای رادیویی تلفن های همراه یافت می شوند.

چیپست مادربردهای رایانه ای از دو ریزچرخه اصلی تشکیل شده است (بعضی اوقات آنها در یک تراشه ترکیب می شوند):

1. MCH - مرکز کنترل حافظه - Northbridge - قابلیت همکاری را فراهم می کند واحد پردازش مرکزی (CPU) با آداپتور حافظه و فیلمبرداری. چیپست های جدیدتر اغلب دارای یک زیر سیستم ویدیویی یکپارچه هستند.

   کنترل کننده حافظه می تواند در پردازنده یکپارچه شود (به عنوان مثال Opteron ، Nehalem ، UltraSPARC T1).

2. ICH - I / O Controller Hub - southbridge - تعامل بین پردازنده و هارد دیسک ، کارتهای PCI ، IDE ، SATA ، USB و غیره را فراهم می کند.

همچنین ، گاهی اوقات تراشه Super I / O به تراشه هایی گفته می شود که به پل جنوبی وصل شده و مسئولیت پورت های کم سرعت RS232 ، LPT ، PS / 2 را بر عهده دارد.

در حال حاضر تولید کنندگان اصلی چیپست های رایانه های رومیزی بنگاه ها هستند اینتل ، nVidia ، AMD (که ATI را به دست آورد و در حال حاضر چیپست هایی را با نام خود تولید می کند) ، از طريق و SIS.

شرکت اینتل تراشه ها را فقط برای پردازنده های خاص خود تولید می کند. برای پردازنده های شرکت AMD متداول ترین تراشه ها هستند nVidia (معمولاً تحت مارک تجاری تولید می شود قبل) و AMD.

چیپست شرکتها از طريق و SIS عمدتا در بخش های کم مصرف و همچنین در سیستم های اداری محبوب هستند ، اگرچه گرافیک یکپارچه آنها از نظر قابلیت های سه بعدی نسبت به nVidia و AMD به طور قابل توجهی پایین نیست.

قبلی12345678910 بعدی

تاریخ انتشار: 2015-10-09؛ بخوانید: 262 | نقض حق چاپ صفحه

Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018. (0.004 ثانیه) ...

مقایسه عملکرد انواع درایورهای سرور (HDD ، SSD ، SATA DOM ، eUSB)

در این مقاله به بررسی مدلهای مدرن ذخیره سازی سرور از نظر عملکرد و کاربردهای بهینه خواهیم پرداخت.

در حال حاضر ، سرورها به طور عمده از دو نوع دستگاه ذخیره سازی استفاده می کنند - دیسک های سخت مغناطیسی (HDD ، دیسک های سخت) و درایوهای حالت جامد (SSD ، درایوهای حالت جامد). علاوه بر این ، از دستگاه هایی مانند eUSB Flash ماژول و SATA DOM نیز استفاده می شود. بیایید همه این انواع را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

دیسک های مغناطیسی سخت مدرن می توانند از یکی از دو رابط استفاده کنند - SATA (سریال پیوست فناوری پیشرفته) و SAS (سریال متصل SCSI). نسخه فعلی رابط SATA ارائه می دهد توان 6 گیگابیت بر ثانیه دیسک های دارای این رابط عمدتا در بخش رایانه های شخصی دسکتاپ استفاده می شوند ، اما می توانند در سرورها نیز مورد استفاده قرار گیرند. در بخش سرور ، چنین دیسک هایی دارای سرعت چرخش دوک نخ ریسی 7/200 دور در دقیقه هستند. در آزمایش ما ، از این نوع درایوها ، مدل های Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SATA 7'200 ، 2.5 ″) و Seagate Constellation ES ST1000NM0011 (SATA 7'200 ، 3.5 ″) شرکت خواهند کرد.

رابط دیسک SAS مطمئن تر و کارآمدتر برای راه حل های سرور و ایستگاه های کاری طراحی شده است. همچنین دارای توان حداکثر 6 گیگابایت در ثانیه است ، اما در حال حاضر در حالت Full Duplex است ، این به معنی توانایی انتقال همزمان داده ها در هر دو جهت با سرعت 6 گیگابایت در ثانیه است. درایوهای با این رابط MTBF بالاتری دارند (میانگین زمان بین عدم موفقیت). علاوه بر این ، رابط SAS بر خلاف SATA ، از مجموعه ای از دستورات متفاوت با پشتیبانی برای عمق بیشتر صف درخواست (64 در مقابل 32 ، هر چه عمق صف بیشتر باشد ، بهینه سازی ترتیب اجرای درخواستها) و اتصال دو پورت برای تحمل احتمالی خطا استفاده می کند. از ویژگی های مهم SAS ، ارتباط تطبیقی \u200b\u200bبیشتر درایوهای SAS با صفحه نمایش های مختلف ، سبد ها ، بسط دهنده ها ، کنترلرهای RAID و HBA ، سیستم های ذخیره سازی و سایر دستگاه ها ، از طریق درگاه های داخلی و خارجی است. در حال حاضر ، سرورها از درایوهای SAS با سرعت اسپیندل 7'200 ، 10'000 و 15'000 دور در دقیقه استفاده می کنند.

سرعت 7'200 دور در دقیقه. در ابتدا برای بخش سرور غیر معمول بود ، با این حال ، تولید کنندگان هارد دیسک در برخی مقاطع تصمیم گرفتند نه تنها با رابط SATA بلکه با رابط SAS درایوهای با سرعت چرخش 7/200 دور در دقیقه را آزاد کنند. در قسمت "مکانیکی" آنها ، این دیسک ها دقیقاً یکسان هستند ، آنها فقط در نحوه اتصال متفاوت هستند. این حرکت باعث افزایش قیمت درایوهای SAS شد و درایوهای SAS بزرگتری را برای بخش سرور فراهم کرد. منطقه اصلی کاربرد این دیسک ها ایستگاه های کاری کم بودجه و سرورهای سطح ورودی است. درایوهای آزمایش شده از این نوع Seagate Constellation.2 ST91000640NS (SAS 7'200 ، 2.5) و Seagate Constellation ES.3 ST1000NM0023 (SAS 7'200 ، 3.5 ″) هستند.

درایوهای SAS با سرعت دوقلوی 10000 دور در دقیقه ، راه حل مناسبی برای ایستگاه های کاری قدرتمند و راه حل های سرور کم هزینه شرکت هستند. درایو آزمایش شده Seagate Savvio 10K5 ST9900805SS است (SAS 10000 2.5).

دیسک های SAS با سرعت چرخش 15000 دور در دقیقه - بهترین انتخاب برای سرورهای شرکتی ، مراکز پردازش داده ها (DPC) و سیستم های ذخیره سازی داده ها (DSS). درایو آزمایش شده Seagate Cheetah 15K7 ST3300657SS است (SAS 15000 3.5).

عملکرد خواندن / نوشتن متوالی و تصادفی دیسک های فوق در نمودار زیر نشان داده شده است.

در همان سرعت اسپیندل و اندازه بدنه پلاستیک ، درایوهای SAS به دلیل تراکم خطی بالاتر درایوهای SAS نسبت به درایوهای SAT سریعتر از درایوهای SATA هستند.

از طرف دیگر ، درایوهای SAS 7'200 ، 3.5 "و SAS 10'000 ، 2.5" تقریباً نتایج مشابهی را نشان می دهند. این امر با این واقعیت توضیح داده شده است که مزیت سرعت چرخش با اندازه بدنی کوچکتر پلاترهای دیسک 2.5 اینچی جبران می شود ، در نتیجه سرعت خطی سرها نسبت به پلاترها تقریباً برای همان تراکم داده های خطی برابر است.

در تست خواندن تصادفی ، که تعداد عملیات ورودی / خروجی در هر ثانیه (IOPS) را اندازه گیری می کند ، درایوهای 2.5 "7'200 دور در دقیقه از درایوهای 3.5" با همان سرعت بهتر هستند ، زیرا درایوهای "کوچک" دارند. حرکت سر به بخش مورد نظر کمتر است. درایوهای SAS در اینجا دوباره نسبت به درایوهای SATA نتیجه بالاتری را نشان می دهند ، اکنون به دلیل بهینه سازی بهتر صف درخواست های تصادفی به دلیل پشتیبانی از عمق صف بالاتر (64 برای SAS در مقابل 32 برای SATA). مزیت دیسک های SAS 10'000 و 15'000 دور در دقیقه نه تنها با سرعت زیاد اسپیندل بلکه در حقیقت داشتن مکانیزم پیشرفته تر موقعیت یابی سر با زمان دسترسی کوتاه تر نیز ارائه می شود.

برای نوشتن تصادفی ، درایوهای SAS نسبت به درایوهای SATA همان مزیت را دارند که برای خواندنها دارند.

SSD های با استفاده از حافظه NAND-Flash غیر فرار صدها بار سریعتر از هارد درایوها می خوانند و می نویسند زیرا SSD ها نیازی به حرکت مغناطیسی ندارند. علاوه بر این ، SSD از مصرف انرژی کمتری برخوردار است و هیچ صدای سر و صدایی نیز ندارد. اما آنها همچنین دارای معایبی هستند: هزینه های بالا و حجم نسبتاً کمی در مقایسه با HDD. در بخش رایانه های رومیزی ، در هنگام نصب سیستم عامل و ضروری ترین برنامه ها بر روی SSD ، از این درایوها در رابطه با HDD ها استفاده می شود و تمام داده های دیگر در HDD ذخیره می شوند. این رویکرد بطور قابل توجهی سرعت کامپیوتر را افزایش می دهد بدون اینکه هزینه آن را بسیار زیاد کند. برای آزمایش ، ما یک درایو سری Intel 520 Series 240 GB را انتخاب کردیم. این درایو برای استفاده در توصیه می شود کامپیوترهای رومیزی، لپ تاپ و ایستگاه های کاری

در بخش سرور ، وضعیت با SSD به طور قابل توجهی متفاوت است. قرار دادن مقادیر زیادی از داده ها بر روی SSD بسیار گران است. اما هنگامی که از حافظه نهان SSD برای ذخیره داده های "داغ" استفاده می شود ، یعنی داده هایی که اغلب به آنها دسترسی پیدا می کنید ، می توان آنها را با موفقیت برای ذخیره سازی استفاده کرد. این امر باعث افزایش عملکرد عظیمی به زیر سیستم دیسک سرور ، به ویژه در عملیات دسترسی تصادفی می شود. سرور تست شده SSD یک Intel DC S3700 100 گیگابایتی است.

با خواندن پی در پی ، درایو دسک تاپ و سرور تقریباً همان نتایج را نشان می دهند ، اما با نوشتن های متوالی ، نوع SSD سرور به طرز چشمگیری از دست می یابد. این امر به این دلیل است که حافظه سرور از حافظه ای استفاده می کند که اجازه می دهد چرخه های بازنویسی بیشتر مرتب شود ، اما خود عملیات نوشتن کندتر هستند.

در عملیات نوشتن تصادفی ، تاخیر نیز قابل توجه است ، اما این به دلیل نیاز به تأمین منبع نوشتن بسیار بیشتر برای درایورهای سرور است.

درایوهای EUSB ، مانند SSD ، از ماژول های Flash نیز برای ذخیره داده استفاده می کنند ، اما آنها مستقیماً به یک کانکتور USB در برد سرور وصل می شوند. چنین درایو ها به دلیل استفاده از درگاه USB به عنوان واسط ، دارای محدودیت های کاربردی و دیگری هستند. بارگیری نسخه کامل ویندوز از چنین درایو کار نمی کند و سرعت رابط (480 مگابیت در ثانیه) بسیار کمتر از SATA (6 گیگابایت در ثانیه) است. بهینه ترین منطقه استفاده از آنها در سرورها ، استفاده از یک سیستم عامل کوچک به عنوان بوت لودر است ، به عنوان مثال ، Hypervisor VMware ESXi.

در مشتری های نازک ، چنین درایوهایی برای ذخیره تصویری از سیستم عامل Windows Embedded استفاده می شوند. درایو آزمایش شده eUSB Transcend 4 GB است.

درایوهای SATA DOM عملکرد بیشتری نسبت به درایوهای eUSB دارند. آنها به همان روش SSD درایوها به کانکتور SATA متصل می شوند ، اما در عین حال "بیشتر" به یک درایو USB شبیه به یک هارد دیسک می شوند.

دستگاه و اصل عملکرد فلش مموری

آنها به طور مستقیم در کانکتورهای SATA در مادربرد رایانه یا سرور نصب می شوند. راحت است که چنین اتصال دهنده دارای منبع تغذیه داخلی باشد ، در غیر این صورت باید از طریق کابل اضافی تهیه شود. با توجه به اینکه این درایوها به اتصالات استاندارد SATA متصل شده اند ، BIOS مادربرد با آنها مانند درایوهای HDD یا SSD معمولی کار می کند ، که امکان نصب نسخه کامل قابل بوت سیستم عامل ویندوز را بر روی SATA DOM امکان پذیر می کند. در سرور ، این فضای در سطل زیر سیستم دیسک آزاد می کند تا بتوان از آن برای دیسک RAID استفاده کرد. علاوه بر این ، SATA DOM در سکوی سرور قرار دارد که حذف تصادفی دیسک از سیستم عامل نصب شده را حذف می کند. چنین درایوهایی را می توان در بخش های دسک تاپ و سرور و همچنین در مشتری های نازک استفاده کرد ، هر سیستم عامل یا فوق تخصصی را برای مجازی سازی نصب کنید. درایو آزمایش شده SATA DOM Innodisk 8 گیگابایت است.

نتایج تست درایوهای eUSB-Flash و SATA DOM با عملکرد رابط های آنها سازگار است. با توجه به مشخصات USB 2.0 ، سرعت 25 - 480 مگابیت در ثانیه و برای SATA 3.0 - 6'000 مگابیت در ثانیه است که از قبل با رابط SATA این انتخاب را به نفع دستگاه ها می کند. در نمودار ، برتری 2.5 برابر در عملیات خواندن و نوشتن متوالی SATA DOM Innodisk نسبت به eUSB-Flash را مشاهده می کنیم.

در آزمون عملکردهای خواندن تصادفی ، وضعیت تغییر نمی کند ، SATA DOM نیز در صدر است. نوشتن تصادفی برای هر دو درایو در سطح بسیار پایین یکسان است ، اما آنها برای این عملیات در نظر گرفته نشده اند.

داده های عملکرد بهترین نمایندگان هر نوع درایو از آزمایش ما در نمودارهای زیر نشان داده شده است. رهبر روشن حرکت محکم از اینتل است.

امیدواریم مقاله ما به شما در تصمیم گیری در مورد انتخاب یک درایو دیگر کمک کند. و واقعاً انتخاب زیادی وجود دارد. درایوهای متنوعی وجود دارد که توسط سازندگان ارائه می شود ، اما برای بهترین نتیجه ، شما نیاز دارید که نیازها و انتظارات ذخیره سازی خود را به درستی برنامه ریزی کنید.

اندازه گیری های HDD و SSD در همان کنترلر Intel RS25DB080 انجام شد. آزمایش با استفاده از برنامه IOmeter با پارامترهای زیر انجام شده است: کنترلر و حافظه نهان غیر فعال ، عمق صف فرمان - 256 ، اندازه نوار - 256KB ، اندازه بلوک داده - 256KB برای عملیات متوالی و 4KB برای کارهای تصادفی. سرعت انجام عملیات پی در پی در MB / s ، تصادفی در IOPS (تعداد عملیات ورودی / خروجی در ثانیه) اندازه گیری شد.

مهندس گروه تجهیزات سرور آندری لئنتیف
03.06.13

Mach Xtreme Technology ، یک شرکت سخت افزاری رایانه ای با عملکرد بالا تایوانی با تمرکز نزدیک بر روی درایوهای حالت جامد ، شروع به خرد کردن یک راه حل ذخیره سازی امیدوارکننده با نام PCIe SSD MX-EXPRESS کرده است.

فلش مموری. گذشته، حال و آینده

ویژگی این طرح دارای طراحی کم مشخصات است و با ابعاد کلی زیر مشخص می شود: 152.5 x 19 x 69 میلی متر ، وزن - 125 گرم ، از طریق یک شکاف PCI-Express 2.0 x2 به رایانه متصل می شود ، از یک کنترلر دوتایی که هنوز نامشخص است استفاده می کند و از نظر حجم نیز در چهار نسخه موجود است: 128 GB ، 256 GB ، 512 GB و 1 TB.

درایو دارای گواهینامه ROHS ، CE و FCC است و به نصب آن نیازی به درایور ندارد. میزان انتقال اطلاعات بسته به ظرفیت دیسک ها متفاوت است. بنابراین ، برای راه حل های 512 GB و 1 TB ، سرعت خواندن پی در پی 850 مگابایت در ثانیه و سرعت نوشتن 800 مگابایت در ثانیه ، سطح عملکرد حدود 100000 IOPS است و زمان دستیابی به 0/0 ms.

درایوهای سری MX-Express از طول عمر بسیار زیادی 2.5 میلیون ساعت برخوردار هستند ، می توانند در دمای محیط از صفر تا 70 درجه سانتیگراد کار کنند و از TRIM ، DuraClass ، DuraWrite ، RAISE و Garbage Collector پشتیبانی کنند. علاوه بر این ، محصول جدید از پلاگین PCI با مشخصات کم برخوردار است.

مدل 128 گیگابایتی برای هر کس 309.90 یورو ، 256 GB - 379.90 یورو ، 512 GB - 669.90 یورو و 1 TB - 1449.90 یورو هزینه خواهد شد. ضمانت کیفیت تولید کننده برای دستگاه ها 2 سال است.

فیزیک،

الکترونیک برای مبتدیان

پیشگفتار

سال نو تعطیلات دلپذیر و درخشان است که در آن همه نتایج سال گذشته را جمع می کنیم ، با امید به آینده نگاه می کنیم و هدیه می گیریم. در همین راستا ، می خواهم از همه ساکنان حبرا بخاطر حمایت ، کمک و علاقه خود به مقالاتم تشکر کنم (، ،). اگر از اولی پشتیبانی نمی کردید ، موارد بعدی وجود نخواهد داشت (قبلاً 5 مقاله)! ممنون و البته ، من می خواهم در مورد چگونگی استفاده از تجهیزات تحلیلی ، که در نگاه اول نسبتاً خشن است ، به روشی جالب ، جالب و سودمند (هم شخصی و هم عمومی) ، هدیه ای تهیه کنم. امروز ، قبل از سال نو ، در جدول عامل های جشن: USB-Flash drive از A-Data و ماژول SO-DIMM SDRAM از سامسونگ.

بخش نظری

من سعی خواهم کرد تا حد امکان کوتاه باشم تا همه ما وقت داشته باشیم سالاد الیویه را با حاشیه برای سفره جشن آماده کنیم ، بنابراین برخی از مطالب به شکل پیوندها خواهند بود: اگر می خواهید ، در اوقات فراغت آن را بخوانید ...

چه نوع حافظه ای وجود دارد؟

در حال حاضر گزینه های زیادی برای ذخیره اطلاعات وجود دارد ، برخی از آنها نیاز به پر کردن مداوم برق (RAM) دارند ، برخی از آنها برای همیشه در ریزگردهای کنترلی فن آوری اطراف (ROM) "دوخته می شوند" ، و برخی از آنها ترکیبی از خصوصیات آن ها هستند. و دیگران (ترکیبی). دومی ، به ویژه ، شامل فلاش است. به نظر می رسد حافظه غیر فرار است ، اما قوانین فیزیک از بین بردن دشوار است ، و هر از گاهی مجبورید مجدداً اطلاعات را در مورد فلش مموری ها بازنویسی کنید.

تنها چیزی که شاید بتواند تمام این انواع حافظه را متحد کند کم و بیش همان اصل عملکرد است. برخی از ماتریس های دو بعدی یا سه بعدی وجود دارد که تقریباً به همان روش با 0 و 1 پر می شوند و از آنها می توانیم بعداً این مقادیر را بخوانیم یا آنها را جایگزین کنیم ، یعنی. همه اینها یک آنالوگ مستقیم از سلف خود است - حافظه روی حلقه های فریت.

فلش مموری چیست و مانند آن (NOR و NAND) چیست؟

بیایید با حافظه فلش شروع کنیم. روزگاری ، در ixbt بدنام ، کاملاً منتشر شد که Flash چیست و 2 نوع اصلی از این نوع حافظه چیست. به طور خاص ، حافظه فلش (NOR (منطقی غیر یا) و NAND (منطقی غیر و) وجود دارد (همه چیز نیز با جزئیات عالی توضیح داده شده است)) ، که در سازمان آنها تا حدودی متفاوت است (به عنوان مثال ، NOR دو بعدی است ، NAND می تواند سه بعدی باشد) ، اما آنها یک عنصر مشترک دارند - ترانزیستور دروازه شناور.

نمایش شماتیک ترانزیستور دروازه شناور.

بنابراین چگونه این شگفتی مهندسی کار می کند؟ همراه با برخی فرمول های بدنی ، این شرح می شود. به طور خلاصه ، بین دروازه کنترل و مجاری که جریان از طریق آن جریان جریان می یابد ، ما همان دروازه شناور را قرار می دهیم که توسط یک لایه نازک دی الکتریک احاطه شده است. در نتیجه ، هنگامی که جریان از طریق چنین ترانزیستور اثر میدانی "اصلاح شده" جریان می یابد ، برخی از الکترون های پرانرژی از طریق دی الکتریک تونل می شوند و به درون دروازه شناور ختم می شوند. واضح است که در حالی که الکترون ها در حال تونل کردن بودند ، در داخل این دروازه سرگردان بودند ، آنها مقداری از انرژی را از دست می دادند و عملاً نمی توانند به عقب برگردند.

NB:"عملا" - کلمه کلیدیاز این گذشته ، بدون بازنویسی ، بدون به روزرسانی سلولها حداقل هر چند سال یک بار ، فلش پس از خاموش شدن رایانه ، به همان روش RAM "تنظیم مجدد" می شود.

دوباره ما داریم آرایه دو بعدی، که باید با 0 و 1 پر شود از آنجا که انباشت شارژ روی دروازه شناور مدت زمان زیادی طول می کشد ، در مورد RAM از یک راه حل متفاوت استفاده می شود. سلول حافظه متشکل از یک خازن و یک ترانزیستور با تأثیر میدان معمولی است. در این حالت ، خود خازن از یک طرف دارای یک وسیله بدنی بدوی است ، اما از طرف دیگر به طور غیر اصولی در سخت افزار پیاده سازی می شود:

دستگاه سلول RAM.

باز هم ، ixbt دارای موارد خوبی است که به DRAM و SDRAM اختصاص داده شده است. البته این چندان تازه نیست ، اما نکات اساسی بسیار خوب توصیف می شود.

تنها سؤالی که مرا عذاب می دهد این است: آیا DRAM می تواند مانند فلش یک سلول چند سطحی داشته باشد؟ به نظر می رسد بله ، اما هنوز ...

بخش عملی

فلاش

کسانی که مدت هاست از فلش مموری استفاده می کنند ، احتمالاً قبلاً بدون هیچ موردی ، یک درایو "لخت" را دیده اند. اما من به طور خلاصه به بخش های اصلی USB Flash Drive اشاره خواهم کرد:

عناصر اصلی درایو USB-Flash: 1. کانکتور USB ، 2. کنترل کننده ، 3. مدار چاپی مدار چاپی چند لایه ، 4. ماژول حافظه NAND ، 5. نوسان ساز کریستالی فرکانس مرجع ، 6. نشانگر LED (در حال حاضر ، با این حال ، در بسیاری از فلش درایوهای آن را ندارید) ، 7. سوئیچ محافظ را بنویسید (به همین ترتیب بسیاری از درایوهای فلش آن را ندارند) ، 8. فضای یک تراشه حافظه اضافی.

بیایید از ساده به پیچیده برویم. نوسان ساز کوارتز (اطلاعات بیشتر در مورد نحوه عملکرد آن). از تأسف عمیق من ، در طول پولیش صفحه کوارتز خود ناپدید شد ، بنابراین ما فقط می توانیم این مورد را تحسین کنیم.

مسکن نوسان ساز کوارتز

در ضمن ، در ضمن ، فهمیدم فیبر تقویت کننده درون بافت به نظر می رسد و توپ هایی که توده سنگ را در توده آنها تشکیل می دهند. به هر حال ، الیاف با پیچ و تاب قرار داده شده اند ، این به وضوح در تصویر بالا مشاهده می شود:

تقویت کننده فیبر داخل PCB (فلش های قرمز نشان دهنده الیاف عمود بر برش) است ، که بخش عمده ای از PCB تشکیل شده است.

و در اینجا اولین بخش مهم فلش درایو - کنترلر:

کنترل کننده تصویر برتر با ترکیب چندین میکروگراف SEM به دست آمد.

صادقانه بگویم ، من ایده مهندسان را که بعضی از هادی های اضافی را درون تراشه پر کرده اید ، کاملاً درک نکردم. شاید از نظر فرآیند فناوری ، انجام آن آسانتر و ارزانتر باشد.

بعد از پردازش این تصویر ، فریاد زدم: "ایایایاز!" و دور اتاق فرار کرد. بنابراین ، توجه شما این است که فن آوری فرایند 500 نانومتری در تمام شکوه خود با مرزهای کاملاً ردیابی شده درناژ ، منبع ، دروازه کنترل و حتی مخاطبین در یکپارچگی نسبی حفظ شده است:

"ایده!" میکروالکترونیک - فناوری فرآیند یک کنترلر 500 نانومتری با زهکش های جداگانه کاملاً ردیابی شده (زهکشی) ، منابع (منبع) و دروازه های کنترل (دروازه)

حالا بیایید سراغ دسر برویم - تراشه های حافظه. بیایید با مخاطبینی که این حافظه را به معنای واقعی کلمه تغذیه می کنند شروع کنیم. علاوه بر اصلی (در عکس تماس با "ضخیم ترین") ، بسیاری از موارد کوچک نیز وجود دارد. به هر حال ، "چربی"< 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:

تصاویر SEM از مخاطبین که از تراشه حافظه تغذیه می کنند

اگر در مورد خود حافظه صحبت کنیم ، در اینجا نیز موفق خواهیم بود. ما موفق به شلیک بلوک های جداگانه ای شده ایم که مرزهای آن با فلش مشخص شده اند. با نگاهی به بزرگنمایی حداکثر تصویر ، سعی کنید نگاه خود را خفه کنید ، تشخیص این کنتراست بسیار دشوار است ، اما در تصویر است (برای وضوح ، من یک سلول جداگانه با خط ها مشخص کردم):

سلول های حافظه 1. مرزهای بلوک با فلش مشخص می شوند. خطوط سلولهای جداگانه را نشان می دهند

در ابتدا به نظر می رسید مانند مصنوعات تصویری ، اما بعد از پردازش تمام عکس های خانه ، فهمیدم که این یا دروازه های کنترلی هستند که در امتداد محور عمودی با یک سلول SLC امتداد یافته اند ، یا اینها چندین سلول جمع آوری شده در MLC بودند. اگرچه من MLC را در بالا ذکر کردم ، اما هنوز هم این سؤال است. برای مرجع ، "ضخامت" سلول (یعنی فاصله بین دو نقطه نور در تصویر پایین) حدود 60 نانومتر است.

به منظور جدا نشدن - در اینجا عکس های مشابه از نیمه دیگر فلش درایو وجود دارد. تصویر کاملاً مشابه:

سلول های حافظه 2. مرزهای بلوک با فلش مشخص می شوند. خطوط سلولهای جداگانه را نشان می دهند

البته ، این تراشه فقط مجموعه ای از چنین سلول های حافظه ای نیست ؛ در داخل آن ساختارهای دیگری وجود دارد که مالکیت آنها را نمی توانم تعیین کنم:

سایر ساختارهای موجود در تراشه های حافظه NAND
 

درام

البته ، من تمام برد SO-DIMM را از سامسونگ قطع نکردم ، فقط یکی از ماژول های حافظه را با استفاده از اسلحه هوای گرم "قطع" کردم. شایان ذکر است که یکی از نکات پیشنهادی پس از انتشار اول در اینجا مفید بود - برای کاهش در یک زاویه. بنابراین ، برای یک غوطه وری دقیق در آنچه که او دید ، لازم است این واقعیت را در نظر گرفت ، به ویژه که برش در 45 درجه نیز امکان دستیابی به بخش های "توموگرافی" خازن را فراهم می کند.

با این حال ، طبق سنت ، اجازه دهید با مخاطبین شروع کنیم. خوب بود ببینیم که "تراشه" BGA چگونه به نظر می رسد و خود لحیم کاری چیست:

لحیم کاری BGA "Chipped"

و حالا نوبت آن رسیده است که برای بار دوم فریاد بزنیم: "ایده!" ، همانطور که ما توانستیم خازنهای حالت جامد جداگانه را مشاهده کنیم - دایره های متحدالمرکز در تصویر ، با فلش مشخص شده اند. آنها داده های ما را در حالی که رایانه به شکل شارژ در صفحات خود کار می کند ذخیره می کنند. با قضاوت بر اساس عکس ها ، ابعاد چنین خازن حدود 300 نانومتر عرض و ضخامت حدود 100 نانومتر است.

با توجه به اینکه تراشه در یک زاویه قطع شده است ، برخی از خازن ها به طور مرتب در وسط بریده می شوند ، در حالی که برخی دیگر فقط "ضلع ها" را قطع می کنند:

حافظه DRAM در بهترین حالت

اگر کسی شک کند که این سازه ها خازن هستند ، می توانید یک عکس "حرفه ای" تر (هرچند بدون علامت مقیاس) ببینید.

تنها لحظه ای که مرا گیج کرده این است که خازن ها در 2 ردیف قرار دارند (عکس سمت چپ پایین) ، یعنی. معلوم است که در هر سلول 2 بیت اطلاعات وجود دارد. همانطور که گفته شد ، اطلاعاتی درباره ضبط چند بیتی وجود دارد ، اما اینکه این فناوری چقدر کاربرد دارد و در صنعت مدرن کاربرد دارد و از آن استفاده می شود ، برای من همچنان یک سؤال است.

البته علاوه بر خود سلول های حافظه ، تعدادی ساختار کمکی نیز در داخل ماژول وجود دارد که هدف از آن فقط می توان حدس زد:

سایر سازه های موجود در تراشه DRAM

کلمه

علاوه بر پیوندهایی که در طول متن پراکنده است ، به نظر من این بررسی کاملاً جالب است (البته از سال 1997) ، خود سایت (و یک گالری عکس ، و چیپ آرت ، و ثبت اختراعات و بسیاری موارد ، بسیاری) و این دفتر ، که در واقع در مهندسی معکوس مشغول اند.

متأسفانه ، ما نتوانسته ایم تعداد زیادی ویدیو در زمینه تولید Flash و RAM پیدا کنیم ، بنابراین شما فقط باید مونتاژ درایوهای USB-Flash راضی باشید:

P.S.: یک بار دیگر ، همه با آمدن سال نو اژدها سیاه سیاه !!!
عجیب است: من می خواستم اولین مقاله ای را در مورد Flash بنویسم ، اما سرنوشت در غیر این صورت حکم کرد. انگشتان عبور کرده ، امیدواریم که مقالات بعدی ، حداقل 2 مقاله (درباره اشیاء بیولوژیکی و نمایشگرها) در اوایل سال 2012 ، نور روز را ببینند. در ضمن ، بذر نوار کربن است:

نوار کربنی که نمونه آزمایشات به آن وصل شده است. من فکر می کنم نوار چسب معمولی شبیه به نظر می رسد.

حافظه فلش نوعی حافظه قابل بازگرداندن نیمه هادی نیمه هادی حالت جامد است.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

برنامه نویسی حافظه فلش

پاک کردن حافظه فلش

تاریخ

مشخصات فنی

سیستم های پرونده

کاربرد

انواع کارتهای حافظه

اپراتور101 operator101

2009-02-25T22: 57: 33Z 2009-02-25T22: 57: 33Z

1 معمولی

حافظه فلش نوعی حافظه قابل بازگرداندن نیمه هادی نیمه هادی حالت جامد است.

می توان بارها و بارها را که دوست دارید بخوانید ، اما می توانید فقط به تعداد محدودی از زمان (حداکثر - حدود یک میلیون چرخه) برای چنین حافظه بنویسید. حافظه فلش رایج است و می تواند در حدود 100000 چرخه بازنویسی را تحمل کند - بسیار بیشتر از آنکه یک دیسک فلاپی یا CD-RW تحمل کند.

هیچ قسمت متحرک ندارد ، بنابراین از هارد درایو قابل اطمینان تر و جمع و جور تر است.

با توجه به جمع و جور بودن ، کم هزینه بودن و مصرف کم انرژی ، از حافظه های فلش به طور گسترده ای در دستگاه های قابل حمل مجهز به باتری ها و باتری ها استفاده می شود - دوربین های دیجیتال و دوربین فیلمبرداری ، ضبط صدا دیجیتال ، دستگاه پخش MP3 ، PDA ، تلفن های همراه و همچنین تلفن های هوشمند و ارتباطات. علاوه بر این ، از آن برای ذخیره داخلی استفاده می شود نرم افزار در دستگاه های مختلف (روتر ، تبادل تلفن مینی خودکار ، چاپگر ، اسکنر) ، کنترلرهای مختلف.

همچنین اخیراً بسیار گسترده است فلش USB fob های کلیدی ("فلش درایو" ، درایو USB ، دیسک USB) که عملاً جایگزین دیسک های فلاپی و سی دی ها شدند.

از اواخر سال 2008 ، مهمترین اشکالاتی که مانع از رها کردن دستگاه های حافظه فلش در بازار نمی شود ، نسبت قیمت به حجم بالا است ، که برای هارد درایو 2-3 برابر بیشتر از این پارامتر است. از این نظر حجم فلش مموری ها چندان زیاد نیست. اگرچه کار در این مناطق در حال انجام است. روند فن آوری ارزان تر می شود ، رقابت شدت می یابد. پیش از این بسیاری از شرکت ها از عرضه درایوهای SSD با حجم 256 گیگابایت یا بیشتر خبر داده اند.

یکی دیگر از اشکالات دستگاه های مبتنی بر حافظه فلش در مقایسه با دیسک های سخت ، به اندازه کافی عجیب ، سرعت پایین تر است. با وجود این واقعیت که سازندگان درایوهای SSD اطمینان می دهند که سرعت این دستگاه ها بالاتر از هارد دیسک ها است ، اما در حقیقت به نظر می رسد که بسیار کم باشد. البته یک درایو SSD مانند هارد دیسک ، زمان اضافی در اورکلاک ، قرارگیری سر و غیره را خرج نمی کند اما سلولهای حافظه فلش که در درایوهای SSD مدرن استفاده می شود طولانی تر و حتی بیشتر نوشته شده است. که منجر به کاهش چشمگیر عملکرد کلی می شود. به خاطر انصاف ، لازم به ذکر است که آخرین مدل های درایوهای SSD قبلاً به هارد دیسک های موجود در این پارامتر نزدیک شده اند. با این حال ، این مدل ها هنوز هم خیلی گران هستند.

در فوریه 2009 ، عرضه درایو فلش USB با ظرفیت 512Gb آغاز شد. این مدل در حال حاضر در مسکو به فروش می رسد. هزینه تخمین زده شده از چنین مدل برای کاربر نهایی در 250 دلار برنامه ریزی شده است ، که باعث می شود چنین فلش مموری رقیبی روشن برای هارددیسک های خارجی باشد. درایو فلش دارای اندازه کم حجم ، رابط USB 2.0 ، سرعت خواندن 11 مگابایت در ثانیه است. و 10 مگابایت در ثانیه مطالب [حذف]

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

برنامه نویسی حافظه فلش

پاک کردن حافظه فلش

حافظه فلش اطلاعات را در مجموعه ای از ترانزیستورهای گیت شناور به نام سلول ذخیره می کند. در دستگاه های سنتی با سلول های تک سطح (سلول های تک سطح انگلیسی ، SLC) ، هر یک از آنها می توانند فقط یک بیت را ذخیره کنند. برخی از سلولهای چند سطح جدیدتر (MLCs) می توانند با استفاده از سطوح مختلف بار الکتریکی در دروازه شناور ترانزیستور ، بیش از یک بیت را ذخیره کنند.

در قلب این نوع از حافظه های فلش عنصر LINE (انگلیسی NOR) قرار دارد ، زیرا در یک ترانزیستور دروازه شناور ، یک ولتاژ دروازه کم نشانگر آن است.

ترانزیستور دو دروازه دارد: کنترل و شناور. دومی کاملاً جدا شده است و می تواند الکترون ها را تا 10 سال نگه دارد. سلول همچنین حاوی منبع تخلیه و منبع است. هنگام برنامه نویسی با ولتاژ ، یک میدان الکتریکی در دروازه کنترل ایجاد می شود و یک اثر تونل رخ می دهد. بعضی از الکترون ها از طریق لایه عایق تونل می شوند و به دروازه شناور می مانند که در آنجا می ماند. بار گیت شناور "عرض" کانال تخلیه منبع و هدایت آن را تغییر می دهد ، که برای خواندن استفاده می شود.

سلولهای برنامه نویسی و خواندن در مصرف برق بسیار متفاوت هستند: دستگاههای حافظه فلش هنگام نوشتن یک جریان نسبتاً زیاد را مصرف می کنند ، در حالی که هنگام خواندن ، مصرف برق کم است.

برای پاک کردن اطلاعات ، یک ولتاژ منفی بالا بر روی دروازه کنترل اعمال می شود و الکترون ها از دروازه شناور (تونل) به منبع منتقل می شوند.

در معماری NOR ، هر ترانزیستور باید به یک تماس جداگانه متصل شود ، که باعث افزایش اندازه مدار می شود. این مشکل با استفاده از معماری NAND حل شده است.

نوع NAND بر اساس یک عنصر NAND است. اصل عمل یکسان است ، فقط با قرار دادن سلول ها و تماس های آنها با نوع NOR متفاوت است. در نتیجه ، دیگر نیازی به تماس فردی با هر سلول نیست ، بنابراین اندازه و هزینه تراشه NAND می تواند به میزان قابل توجهی کمتر باشد. همچنین نوشتن و پاک کردن سریعتر است. با این حال ، این معماری اجازه دسترسی به سلول دلخواه را نمی دهد.

معماری های NAND و NOR اکنون به صورت موازی وجود دارند و با یکدیگر رقابت ندارند ، زیرا در مناطق مختلف ذخیره سازی داده ها استفاده می شود.

تاریخ

حافظه فلش توسط فوجیو ماسووکا هنگام کار برای توشیبا در سال 1984 اختراع شد. نام "فلاش" نیز توسط همکار فوجی "شوجی آرییزومی" در توشیبا ساخته شد ، زیرا روند پاک کردن محتویات حافظه ، او را به یاد یک فلاش می اندازد. Masuoka پیشرفت خود را در نشست بین المللی دستگاه های الکترونیکی الکترونیکی IEEE 1984 (IEDM) که در سانفرانسیسکو ، کالیفرنیا برگزار شد ، ارائه کرد. اینتل پتانسیل بزرگی را در اختراع دید و در سال 1988 اولین تراشه تجاری فلش NOR را منتشر کرد.

نوع NAND حافظه فلش توسط توشیبا در سال 1989 در کنفرانس بین المللی مدارهای جامد اعلام شد. سرعت نوشتن بالاتر و سطح تراشه کمتری داشت.

در پایان سال 2008 ، رهبران تولید فلش مموری سامسونگ (31٪ از بازار) و توشیبا (19٪ از بازار ، از جمله کارخانه های مشترک با Sandisk) هستند. (داده های مربوط به iSupply از Q4 "2008). گروه کاری NAND Flash Interface (ONFI) تراشه های حافظه فلش NAND را استاندارد سازی می کند. استاندارد فعلی مشخصات ONFI نسخه 1.0 است که در تاریخ 28 دسامبر 2006 منتشر شد. گروه ONfi توسط رقبا سامسونگ و توشیبا پشتیبانی می شود. تراشه NAND: اینتل ، Hynix و Micron Technology.

مشخصات فنی

برخی از دستگاه های با حافظه فلش می توانند به سرعت حداکثر 100 مگابیت در ثانیه برسند. به طور کلی ، کارتهای فلش دارای سرعت گسترده ای هستند و معمولاً با سرعت یک درایو CD استاندارد (150 کیلوبیت در ثانیه) برچسب گذاری می شوند. بنابراین سرعت مشخص شده در 100 برابر به معنی 100 H 150 Kb / s \u003d 15،000 Kb / s \u003d 14.65 Mb / s است.

اصولاً اندازه تراشه فلش مموری از کیلوبایت تا چندین گیگ اندازه گیری می شود.

در سال 2005 ، Toshiba و SanDisk تراشه های 1 GB NAND را با استفاده از فناوری سلول چند سطحی معرفی کردند ، جایی که یک ترانزیستور تنها می تواند چندین بیت را با استفاده از سطوح مختلف بار الکتریکی روی دروازه شناور ذخیره کند.

سامسونگ در سپتامبر 2006 یک تراشه 8 گیگابایتی را با استفاده از یک فرایند 40 نانومتری ارائه داد. در اواخر سال 2007 ، سامسونگ از ساخت اولین تراشه حافظه فلش NAND در جهان (چند مرحله ای) در جهان ، ساخته شده با استفاده از فناوری فرآیند 30 نانومتری خبر داد. ظرفیت تراشه نیز 8 گیگابایت است. انتظار می رود تراشه های حافظه در سال 2009 وارد تولید انبوه شوند.

برای افزایش حجم صدا ، دستگاه ها اغلب از آرایه ای از چندین تراشه استفاده می کنند. عمدتا اواسط 2007 دستگاه های USBو کارتهای حافظه از 512 مگابایت تا 64 گیگابایت ظرفیت دارند. بیشترین حجم دستگاه های USB 1 TB است.

سیستم های پرونده

اصلی ترین نقطه ضعف حافظه فلش تعداد چرخه های بازنویسی است. همچنین این واقعیت بدتر می شود که سیستم عامل اغلب داده ها را در همان مکان می نویسد. به عنوان مثال ، جدول سیستم فایل ها غالباً به روز می شوند تا اولین بخش های حافظه بسیار زودتر از آن استفاده شوند. تعادل بار می تواند به طور قابل توجهی عمر حافظه را افزایش دهد.

برای حل این مشکل ، سیستم فایلهای ویژه ای ایجاد شده اند: JFFS2 و YAFFS برای GNU / Linux و exFAT برای Microsoft Windows.

درایوهای فلش USB و کارتهای حافظه مانند SecureDigital و CompactFlash دارای یک کنترلر داخلی هستند که خطاها را شناسایی و تصحیح می کند و سعی می کند از ظرفیت رونویسی فلش به طور یکنواخت استفاده کند. در چنین دستگاه هایی ، استفاده از ویژه از آن منطقی نیست سیستم فایل و برای سازگاری بهتر از FAT معمولی استفاده می شود.

کاربرد

کارتهای فلش از انواع مختلف (مطابق نمایش داده شده برای برآورد اندازه)

حافظه فلش بیشتر برای استفاده در فلش مموری ها شناخته شده است. اصولاً از نوع حافظه NAND استفاده شده است که از طریق USB از طریق رابط دستگاه ذخیره انبوه USB (USB MSC) متصل می شود. این رابط توسط همه نسخه های سیستم عامل مدرن پشتیبانی می شود.

درایوهای فلش USB به دلیل سرعت بالا ، حجم و اندازه کم حجم ، کاملاً جایگزین دیسک های فلاپی از بازار شده اند. به عنوان مثال ، Dell از سال 2003 تولید کامپیوترها با درایوهای فلاپی را متوقف کرده است.

در حال حاضر طیف گسترده ای از فلش مموری های USB با اشکال و رنگ های مختلف تولید می شود. درایو فلش در بازار وجود دارد که رمزگذاری خودکار داده های ارسال شده برای آنهاست. شرکت ژاپنی Solid Alliance حتی مواد غذایی را هم چسبیده است.

توزیع ها و نسخه های خاص GNU / Linux وجود دارد که می توانند مستقیماً از درایوهای USB کار کنند ، به عنوان مثال ، برای استفاده از برنامه های خود در یک کافی نت.

فناوری ReadyBoost در ویندوز ویستا می تواند از یک درایو فلش USB یا حافظه فلش مخصوص ساخته شده در رایانه برای بهبود عملکرد استفاده کند. حافظه فلش همچنین مبتنی بر کارتهای حافظه مانند SecureDigital (SD) و Memory Stick است که بطور فعال در فناوری قابل حمل (دوربین ، تلفن همراه) استفاده می شود. همراه با درایوهای USB ، حافظه های فلش بخش بزرگی از بازار ذخیره سازی داده های قابل حمل را اشغال می کنند.

نوع حافظه NOR بیشتر در BIOS و ROM- حافظه دستگاه هایی مانند مودم DSL ، روتر و غیره استفاده می شود. حافظه فلش به شما امکان می دهد تا به راحتی سیستم عامل دستگاه ها را به روز کنید ، در حالی که سرعت و حجم نوشتن برای چنین دستگاه هایی چندان مهم نیستند.

اکنون امکان تعویض درایوهای سخت با فلش مموری به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است. در نتیجه سرعت روشن شدن رایانه افزایش می یابد و نبود قطعات متحرک باعث افزایش عمر سرویس می شود. به عنوان مثال ، در XO-1 ، یک "لپ تاپ 100 دلاری" که بطور فعال برای کشورهای جهان سوم ساخته می شود ، به جای آن هارد دیسک از حافظه فلش 1 گیگابایتی استفاده می شود. توزیع به دلیل محدود بودن قیمت چرخه نوشتن ، با توجه به قیمت بالا برای هر گیگابایت و ماندگاری کوتاه تر نسبت به دیسک های سخت محدود است.

انواع کارتهای حافظه

انواع مختلفی از کارتهای حافظه در تلفنهای همراه استفاده می شود.

MMC (کارت چند رسانه ای): یک کارت با فرمت MMC اندازه کوچک دارد - 24x32x1.4 میلی متر. به طور مشترک توسط SanDisk و زیمنس توسعه داده شده است. MMC دارای یک کنترل کننده حافظه است و با دستگاه های مختلفی بسیار سازگار است. در بیشتر موارد ، کارتهای MMC توسط دستگاههایی با شکاف SD پشتیبانی می شوند.
RS-MMC (کارت کاهش یافته MultiMedia): یک کارت حافظه است که نیمی از اندازه یک کارت MMC استاندارد است. ابعاد آن 24x18x1.4 میلی متر است و وزن آن حدود 6 گرم است ، تمام خصوصیات دیگر با MMC تفاوت ندارند. برای اطمینان از سازگاری با استاندارد MMC هنگام استفاده از کارتهای RS-MMC ، آداپتور لازم است.
DV-RS-MMC (کارت دو رسانه ای با ولتاژ کاهش یافته با ولتاژ دوگانه): کارتهای حافظه DV-RS-MMC با منبع تغذیه دوگانه (1.8 ولت و 3.3 ولت) مصرف انرژی کمتری دارند و به شما امکان می دهد تلفن همراه شما کمی بیشتر دوام داشته باشد. کارت دارای ابعاد مشابه RS-MMC ، 24x18x1.4 میلی متر است.
MMCmicro: کارت حافظه مینیاتوری برای دستگاه های تلفن همراه با ابعاد 14x12x1.1 میلی متر. برای اطمینان از سازگاری با شکاف استاندارد MMC باید از آداپتور استفاده شود.

کارت SD (کارت دیجیتال ایمن): پشتیبانی شده توسط SanDisk ، Panasonic و Toshiba. استاندارد SD توسعه بیشتر استاندارد MMC است. از لحاظ ابعاد و خصوصیات ، کارتهای SD بسیار شبیه MMC هستند ، فقط کمی ضخیم تر (32x24x2.1 میلی متر). تفاوت اصلی از MMC در فن آوری محافظت از حق چاپ است: این کارت دارای محافظت در برابر رمزگذاری در برابر کپی های غیرمجاز ، افزایش محافظت از اطلاعات در برابر پاک کردن یا تخریب تصادفی و یک سوئیچ محافظت از نوشتن مکانیکی است. علیرغم شباهت استانداردها ، کارتهای SD نمی توانند در دستگاههایی با شکاف MMC استفاده شوند.
SD (Trans-Flash) و SDHC (ظرفیت بالا): کارتهای SD قدیمی تر. Trans-Flash و SDHC جدید (ظرفیت بالا) و خوانندگان آنها در حد حداکثر ظرفیت ذخیره سازی ، 2 گیگابایت برای Trans-Flash و 32 گیگابایت برای ظرفیت بالا (ظرفیت بالا) متفاوت هستند. خوانندگان SDHC با SDTF سازگار به عقب هستند ، یعنی یک کارت SDTF بدون مشکل در یک خواننده SDHC خوانده می شود ، اما یک دستگاه SDTF فقط 2 گیگابایت از ظرفیت SDHC بزرگتر را مشاهده می کند ، یا اصلاً خوانده نمی شود. فرض بر این است که فرمت TransFlash کاملاً جایگزین قالب SDHC خواهد شد. هر دو فرمت فرعی را می توان در هر یک از سه قالب بدنی ارائه داد. اندازه (استاندارد ، مینی و میکرو).
miniSD (کارت ایمن دیجیتال Mini Secure): با ابعاد کوچکتر 21.5x20x1.4 میلی متر از کارتهای دیجیتالی استاندارد متفاوت است. برای اطمینان از عملکرد کارت در دستگاه های مجهز به شکاف SD معمولی ، از آداپتور استفاده می شود.
microSD (کارت دیجیتال Micro Secure): در حال حاضر (2008) کم حجم ترین دستگاه های قابل حمل فلش قابل جابجایی (11x15x1 میلی متر) هستند. آنها قبل از هر چیز در تلفن های همراه ، ارتباط دهنده ها و غیره مورد استفاده قرار می گیرند ، زیرا به دلیل فشردگی آنها می توانند حافظه دستگاه را بدون افزایش اندازه آن به میزان قابل توجهی گسترش دهند. سوئیچ write-protection در آداپتور microSD-SD قرار دارد.

MS Duo (Memory Stick Duo): این استاندارد حافظه توسط سونی تهیه و نگهداری شده است. قضیه به اندازه کافی قوی است در حال حاضر ، این گرانترین خاطره از همه است. Memory Stick Duo براساس استاندارد رایج Memory Stick از همان سونی تهیه شده است و از نظر ابعاد کوچک آن (20x31x1.6 میلی متر) متمایز شده است.

کلمه جدیدی در زندگی روزمره کاربران ظاهر شده است - "فلش درایو". اکثر مردم با اطمینان می دانند که این دستگاه در دوربین های دیجیتال استفاده می شود ، و همچنین برای انتقال فیلم و موسیقی طراحی شده است. اما این یک لیست کامل از عملکردهایی نیست که فلش مموری انجام می دهد. این دستگاه در کار هر صاحب نه تنها یک کامپیوتر بلکه انواع الکترونیک قرن بیست و یکم غیر قابل تعویض است. موضوع این مقاله فلش مموری ، مشخصات آن ، انواع ، قیمت ها است.

فرو رفتن به تاریخ

همه غول های صنعت فناوری اطلاعات در حال بازنویسی تاریخ هستند و تألیف خود را بر روی اختراعات مختلف تأسیس می کنند. همینطور کمپانی معروف آمریکایی اینتل که اختراع حافظه فلش را نیز به خود اختصاص داده است ، نیز چنین شد. با این حال ، فناوری و تولید اولین دستگاه جهان متعلق به غول ژاپنی توشیبا است که کشف خود را در سال 1984 به جهان ارائه داد. نام "فلش مموری" نیز توسط ژاپنی ها به دستگاه داده شده بود و نه به طور اتفاقی. روند پاک کردن اطلاعات در مورد حافظه های فلش به طور مبهم شبیه به یک فلاش عکس است.

حتی چند سال از اختراع نگذشته است و غول های جهانی صنعت IT به سرعت کاربرد این اختراع جدید را پیدا کردند و تولید را در خط مونتاژ قرار دادند.

تمام حافظه ها به فلش تعلق ندارند

با غواصی در دنیای فیزیک ، می توانید یاد بگیرید که حافظه انواع مختلفی دارد.

1. حافظه دسترسی تصادفی ، که در اصل "ظرفیت الکتریکی" کار می کند. میلیون ها خازن که شارژ آن در RAM را نگه می دارند ، نگهبانان اطلاعات هستند. هنگامی که منبع تغذیه دستگاه خاموش است ، خازن ها تخلیه می شوند و برگشت ناپذیر اطلاعات را از دست می دهند.
2. حافظه دائمی. اطلاعات مربوط به محیط توسط عمل جسمی یا شیمیایی ذخیره می شود. به عنوان مثال ، یک دی وی دی نوری است که اطلاعاتی با سوزاندن سوراخهای میکروسکوپی روی سطح پلاستیک با لیزر ثبت می شود.
3. حافظه غیر فرار شرطی. این شامل فلش مموری ، دیسک های سخت مغناطیسی ، فلاپی دیسک ها ، فیلمبرداری و سایر رسانه ها است که در صورت عدم وجود منبع ثابت برق می توانند یک بار مغناطیسی یا الکتریکی را نگه دارند.

برنامه های حافظه فلش

برای فن آوری قرن بیستم دستگاه هایی مانند حافظه و حافظه های فلش USB برای اختراع کافی بودند. اما در قرن بیست و یکم رونق در فضای ذخیره\u200cسازی با فناوری فلش رخ داده است. اول از همه ، همه تلفن های همراه ، تبلت ها ، پخش کننده های چندرسانه ای و دستگاه های دیجیتال حافظه فلش را به دست آورده اند. بعداً ، هیچ اسباب بازی تعاملی برای کودکان نمی تواند بدون حافظه فلش وجود داشته باشد. فناوری در اینجا متوقف نشد. هر روز دستگاه های جدیدی مجهز به چنین نوع حافظه فوق العاده ای وجود دارد. حداقل یک چراغ قوه را برای یک افسر پلیس بدست آورید. این فعال حقوق بشر به لطف وجود حافظه فلش در آن ، می تواند از تنظیمات ذخیره شده ، فوکوس و روشنایی مورد نیاز خود را انتخاب کند.

چند تولید کننده دستگاه

در بازار می بینید که فلش مموری مورد نیاز توسط چندین تولید کننده به طور هم زمان ارائه می شود. تقریباً با همین مشخصات ، درایوها از نظر قیمت تفاوت زیادی دارند. آیا گرانترین خرید بهترین است؟ نه همیشه! اغلب خریدار مجبور است مبلغی را برای نام تجاری ، خدمات و ضمانت پرداخت کند.

فقط چند کارخانه در جهان وجود دارد که ماژول های حافظه فلش را تولید می کنند. این ماژول ها توسط غول های صنعت IT ، که یک مورد زیبا ایجاد می کنند و درایو را که قبلاً به نام خودشان ساخته شده ، می فروشند. تنها تفاوت در سرعت دستگاه ها بسته به قابلیت های حافظه فلش است. اینکه حافظه سریع باشد یا خیر ، تصمیم گیری در اختیار سازنده است.

درباره قیمت دستگاههای فلش

هرکسی که تصمیم گرفته است به تنهایی یک حافظه فلش بخرد ، ممکن است قیمت های موجود در بازار را عجیب به نظر برساند. درایوهای همان حجم از دو مارک ناآشنا تفاوت زیادی در هزینه دارند. موضوع چیه؟ مجموعه ای از الزامات برای کارتهای فلش وجود دارد که به لطف آنها سازنده موظف است کلاس دستگاه را تعیین کرده و بر روی بدنه محصول علامت گذاری کند. اغلب در فروشگاه می توانید وسایلی را پیدا کنید که هیچ علامت گذاری بر روی آنها وجود نداشته باشد ، فقط آرم سازنده وجود دارد. قیمت چنین کارتهای حافظه ای بسیار پایین است و فروشنده ادعای عملکرد بالایی در دستگاه دارد. بررسی کارشناسان در صفحات انتشارات رایانه محترم ، از خرید دستگاههای بدون مارک خودداری می کند ، زیرا جعلی هستند یا به طور غیرقانونی به کشور وارد می شوند.

آنچه در مورد برچسب های فلش مموری باید بدانید

از آنجا که ما در مورد علامت گذاری درایوها صحبت می کنیم ، هنگام خرید ، باید به شماره ها و کتیبه های نشان داده شده روی بدنه دستگاه های فلش توجه کنید.

1. نام سازنده یا آرم آن باید موجود باشد.
2. مقدار حافظه فلش باید روی رسانه نوشته شود.
3. کلاس دستگاه فلش باید روی مورد باشد. اغلب تولید کنندگان ماژول های USB کلاس بسته بندی کالاها را نشان می دهند که طبق قانون ممنوع نیست.

در فروش می توانید کارت های حافظه فلش را بدون مارک ، اما با تعداد طولانی ، که با چاپ کوچک روی بدنه دستگاه پر شده است ، پیدا کنید. بنابراین ، تولید کننده عدد دسته ای را نشان می دهد که بوسیله آن خریدار می تواند دستگاه را در اینترنت بیابد و با مشخصات فنی آن آشنا شود.

سرعت متناسب با قیمت است ، اما کارایی ندارد

هرچه کلاس حافظه فلش بالاتر باشد ، سرعت نوشتن آن بیشتر و قیمت آن نیز بالاتر است. آیا ارزش خرید سریعترین حافظه را دارد؟

1. کلاس صفر سرعت ضبط کمتر از 0.6 مگابایت در ثانیه نیست. در فروشگاه ها می توانید بدون دیدن عدم برچسب زدن اقدام به خرید کنید. مناسب برای ذخیره اسناد.
2. کلاس های 2 و 4 ، به ترتیب با سرعت نوشتن 2 و 4 مگابایت در ثانیه ، به بخش دفتر نیز تعلق دارند و برای ذخیره و انتقال اسناد در نظر گرفته شده اند.
3. کلاس های ششم و هشتم با سرعت 6 و 8 مگابایت در ثانیه مورد توجه کلیه خریداران است که با عکس ، موسیقی ، فیلم کار می کنند. این نوع حافظه های فلش پتانسیل کار چندرسانه ای را باز می کنند.
4. درجه ده و بالاتر از جمله Ultra سرعت نوشتن بیش از 10MB در ثانیه را نشان می دهد. آنها در کار با چندرسانه ای به عنوان درایوهای اضافی برای ایستگاه های کاری ، به عنوان حافظه دسترسی تصادفی استفاده می شوند. جایی که سرعت خواندن و نوشتن به یک فضای ذخیره سازی بسیار مهم است.

مارک های جدی مانند Pretec و Corsair دستگاه هایی با سرعت بالا تولید می کنند که توانایی نوشتن حدود 25 مگابایت در ثانیه را دارند و آنها را به عنوان کلاس هشتم یا دهم معرفی می کنند. قیمت ماژول ها بسیار بالا است ، اما در دنیای فناوری اطلاعات ، چنین مارک هایی بسیار مورد توجه کاربران قرار گرفته اند.

اندازه های مختلف فلش مموری چیست؟

معیار دیگری که قیمت درایو آن بستگی دارد میزان حافظه فلش است. حتی اگر فناوری همچنان ثابت نباشد ، هنوز محدودیت هایی وجود دارد. هنگامی که برای افزایش اندازه حافظه لازم است فرآیند فنی را تغییر دهید ، معضل ایجاد می شود - صرفه جویی قیمت پایین، در نتیجه به دست آمده باقی بمانید یا به دنبال خریداران ثروتمند باشید. در دنیا کم تحرکی به وجود آمده است - به خریداران پیشنهاد می شود کارت حافظه با حداکثر ظرفیت 64 گیگابایت خریداری کنند ، در صورت تمایل می توانید صاحب 128 گیگ و 256 گیگابایت شوید ، اما برای این کار باید خیلی از آن را چنگ بزنید. مشخص نیست چه مدت طول خواهد کشید تا انتقال به فناوریهای جدید و در دسترس بودن کارتهای با ظرفیت زیاد در بازار انجام شود ، اما یک چیز معلوم است - 64 گیگابایت برای برآوردن هر کار یک کاربر عادی کافی است.

جانوری شگفت انگیز با آینده ای بزرگ

دستگاه جالب دیگری نیز وجود دارد که از فلش مموری در کار خود استفاده می کند - درایو SSD. در کنار حجم و سرعت نوشتن ، اعتبار سازنده برای دستگاه بسیار مهم است ، که این محصول را به یک کنترلر و سیستم عامل تخصصی ارائه می دهد که کل دستگاه را کنترل می کند. یک اشتباه توسط سازنده - و دستگاه می تواند در سطل زباله خاتمه یابد. این پیچیده ، گران و بسیار جدی است ، اما آینده متعلق به درایو SSD است. رقیب مستقیم به هارد دیسک های رایانه ای که توسط مغناطیس عمل می کنند. مقاوم در برابر شوک ، دما و عملکرد آرام. روز خیلی دور نیست که هارد دیسک های مغناطیسی فضا را در یک کابین موشواره ای بالکن تقسیم کنند و جای خود را به فناوری قرن بیست و یکم بدهند.

نحوه صرفه جویی در هزینه برای بهبود رایانه خود

دارندگان رایانه ها و لپ تاپ های قدیمی اغلب دلایل کم سرعت بودن دستگاه را از متخصصان سرویس شنیده اند. رم کافی نیست ، که مدت طولانی است قطع شده است. این متخصص با نگاه به چشم صاحب رایانه متقاعد می شود که تنها راه خروج خرید یک کامپیوتر مدرن است. بعد از 5 سال ، همان متخصص خواهد آمد و یک بار دیگر ثابت خواهد کرد که راه حل دیگری جز خرید یک کامپیوتر جدید وجود ندارد. اینگونه جهان ساخته می شود. جهانی برای افرادی که علاقه ای به دانش در فن آوری های فناوری اطلاعات ندارند.

RAM یک بار برای همیشه با حداقل هزینه برای کاربر حل می کند. کافی است برنامه ای به نام Ready Boost را از اینترنت بارگیری و مطالعه کنید الزامات سیستم به درایو و تنها پس از آن دستگاه حافظه فلش لازم را در فروشگاه خریداری کنید. درایو را به رایانه یا لپ تاپ وصل کنید ، برنامه را اجرا کنید و از زندگی لذت ببرید. خیلی راحت است که عملکرد کامپیوتر خود را بدون سرمایه گذاری به طور مستقل افزایش دهید.

کدام مارک را ترجیح می دهد

با توجه به تعداد زیادی از تولید کنندگان ، تصمیم گیری در مورد چه کسی ترجیح می دهد بسیار دشوار است. کارشناسان توصیه می کنند لیستی از الزامات درایو و سپس انتخاب یک مارک را تهیه کنید.

1. هدف از استفاده این امکان را می دهد تا کلاس مورد نیاز دستگاه را مشخص کنید.
2. راحتی و ظاهر به شما می گوید چگونه فلش مموری باید به نظر برسد. به عنوان مثال ، برای رادیو در اتومبیل ، باید به یک درایو کوچک توجه کنید تا در حین استفاده به طور تصادفی شکسته نشود.

با یافتن چندین گزینه مورد نیاز ، از فروشنده بخواهید که در صورت خراب شدن دستگاه ، در صورت تعویض ضمانت ، چه مواردی برطرف شود. حافظه فلش به آن اشاره دارد مواد مصرفی و قابل تعمیر نیست - شما باید قبل از خرید از این موضوع آگاهی داشته باشید. تولید کنندگان Corsair ، Kingston ، OCZ ، Pretec ، Silicon Power ، Transcend و IBM سزاوار بررسی های مثبت هستند.

چگونه می توان خود را از دست دادن اطلاعات از درایو فلش محافظت کرد

مانند هر رسانه ذخیره سازی ، یک کارت حافظه مستعد ابتلا به فاکتورهای خارجی است که همه کاربران دستگاه های فلش باید از آن آگاهی داشته و از ایمنی اطلاعات خود نگران باشند.

1. شکست فیزیکی ماژول ها. شکستن کارتهای فلش پلاستیکی بسیار آسان است ، اما بازگرداندن آن غیرممکن است ، بنابراین ، هنگام خرید ، باید به درایوهای فلش فلزی توجه کنید یا از آنها بسیار دقیق استفاده کنید.
2. رطوبت می تواند درایو را از بین ببرد. اگر امکان ورود آب به حافظه وجود دارد ، باید به رسانه های ضد آب توجه شود.
3. عفونت حافظه فلش با ویروس ها. بعضی اوقات بازیابی اطلاعات بسیار دشوار است ، بنابراین باید به وسایلی که دارای حفاظت از نوشتن فیزیکی هستند به شکل سوئیچ توجه کنید - این تضمین می کند که به ویروس ها فرصتی واحد نخواهید داد.

با فهمیدن اصل عملکرد ، انواع ، مشخصات ، قیمتها و دستگاه حافظه فلش ، باید انتخاب خود را به متخصصان واگذار کنید.

1. کارشناسان توصیه می کنند اولویت به مارک های اثبات شده را داشته باشید. برای این کار کافی است به منابع محبوب اطلاعات مراجعه کنید و نظرات مربوط به محصول را مطالعه کنید. هر تولید کننده احترام به خود در اینترنت وب سایت خود را دارد. در اینجا ارزش دیدن دارد تا بتوانید از ایده این شرکت ایده بگیرید.
2. شما نباید به انتخاب خود به جعلی های چینی اعتماد کنید که با قیمت بسیار کمی در بازار عرضه می شوند. اگر گزینه های دیگری وجود ندارد ، حتما قبل از خرید از فروشنده بخواهید که کار حمل را نشان دهد. قالب بندی معمول دستگاه در محیط ویندوز می تواند سلامت حافظه فلش را تعیین کند.
3. اولویت باید به دستگاههای سریع که از کلاس دهم هستند ، داده شود. از آنجا که اغلب اوقات موقعیت هایی وجود دارد که زمان اولویت است. سپس حافظه فلش برای هر وسیله ای برای کاربر جهانی می شود.
4. هنگام خرید کارت های حافظه برای فن آوری دیجیتال ، باید از احتمال خواندن داده ها بر روی رایانه نگران باشید. برای این کار انواع آداپتورها وجود دارد که غالباً همراه با فلش مموری برای خرید ارائه می شوند.