Ֆլեշ հիշողություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ապամոնտաժված USB ֆլեշ կրիչ: Ձախ կողմում գտնվող չիպը ֆլեշ հիշողություն է: Կարգավորիչը աջ կողմում է:

Ֆլեշ հիշողություն, համակարգչային հիշողության պահպանման էլեկտրոնային ոչ անկայուն միջոց է, որը կարող է էլեկտրականորեն ջնջվել և վերածրագրավորվել։ Ֆլեշ հիշողության երկու հիմնական տեսակները՝ NOR ֆլեշ և NAND ֆլեշ, կոչվում են NOR և NAND տրամաբանական դարպասների համար։ Երկուսն էլ օգտագործում են նույն բջջային դիզայնը, որը բաղկացած է Floating-gate MOSFET-ներից։ Նրանք տարբերվում են շղթայի մակարդակում՝ կախված նրանից, թե բիթային գծի կամ բառի տողերի վիճակը բարձր է կամ ցածր. NOR ֆլեշում այն նման է NOR դարպասի։

Ֆլեշ հիշողությունը, Floating-gate-ի հիշողության տեսակը, հայտնագործվել է Toshiba-ում 1980 թվականին և հիմնված է EEPROM տեխնոլոգիայի վրա։ Toshiba-ն սկսեց շուկայավարել ֆլեշ հիշողությունը 1987 թվականին։ EPROM-ները պետք է ամբողջությամբ ջնջվեին, նախքան դրանք վերաշարադրվեին։ NAND ֆլեշ հիշողությունը, այնուամենայնիվ, կարող է ջնջվել, գրվել և կարդալ բլոկներով (կամ էջերով), որոնք սովորաբար շատ ավելի փոքր են, քան ամբողջ սարքը։ NOR ֆլեշ հիշողությունը թույլ է տալիս մեկ մեքենայական բառ գրել – ջնջված վայրում – կամ ինքնուրույն կարդալ։ Ֆլեշ հիշողության սարքը սովորաբար բաղկացած է մեկ կամ մի քանի ֆլեշ հիշողության չիպերից (յուրաքանչյուրը պարունակում է բազմաթիվ ֆլեշ հիշողության բջիջներ), ինչպես նաև առանձին ֆլեշ հիշողության կարգավորիչ չիպ։

NAND տեսակը հիմնականում հանդիպում է հիշողության քարտերում, USB ֆլեշ կրիչներում, պինդ վիճակի կրիչներում (նրանք արտադրվում են 2009 թվականից), ֆունկցիոնալ հեռախոսներում, սմարթֆոններում և նմանատիպ արտադրանքներում՝ ընդհանուր տվյալների պահպանման և փոխանցման համար։ NAND կամ NOR ֆլեշ հիշողությունը հաճախ օգտագործվում է նաև բազմաթիվ թվային արտադրանքներում կոնֆիգուրացիայի տվյալները պահելու համար, մի խնդիր, որը նախկինում հնարավոր էր դարձել EEPROM-ի կամ մարտկոցով աշխատող ստատիկ RAM-ի միջոցով։ Ֆլեշ հիշողության հիմնական թերությունն այն է, որ այն կարող է դիմանալ միայն համեմատաբար փոքր թվով գրելու ցիկլեր կոնկրետ բլոկում[1]։

Ֆլեշ հիշողությունը[2] օգտագործվում է համակարգիչների, PDA-ների, թվային աուդիո նվագարկիչների, թվային տեսախցիկների, բջջային հեռախոսների, սինթեզատորների, տեսախաղերի, գիտական գործիքավորման, արդյունաբերական ռոբոտաշինության և բժշկական էլեկտրոնիկայի մեջ։ Ֆլեշ հիշողությունն ունի արագ ընթերցման հասանելիության ժամանակ, բայց այն այնքան արագ չէ, որքան ստատիկ RAM-ը կամ ROM-ը։ Դյուրակիր սարքերում այն նախընտրելի է կոշտ սկավառակներից՝ մեխանիկական ցնցումների դիմադրության պատճառով։

Քանի որ ջնջման ցիկլերը դանդաղ են, ֆլեշ հիշողության ջնջման ժամանակ օգտագործվող բլոկի մեծ չափերը արագության զգալի առավելություն են տալիս մեծ քանակությամբ տվյալներ գրելիս ոչ ֆլեշ EEPROM-ի նկատմամբ։ 2019 թվականի դրությամբ ֆլեշ հիշողությունն արժե շատ ավելի քիչ, քան բայթով ծրագրավորվող EEPROM-ը և դարձել էր հիշողության գերիշխող տեսակը, որտեղ համակարգը պահանջում էր զգալի քանակությամբ ոչ անկայուն պինդ վիճակում պահեստավորում։ EEPROM-ները, այնուամենայնիվ, դեռ օգտագործվում են այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են միայն փոքր քանակությամբ պահեստ, ինչպես սերիական ներկայության հայտնաբերման դեպքում[3][4]։

Ֆլեշ հիշողության փաթեթները կարող են օգտագործել սիլիկոնային միջանցքներով և 3D TLC NAND բջիջների մի քանի տասնյակ շերտեր միաժամանակ՝ մինչև 1 տեբիբայթ/փաթեթի հզորություն ձեռք բերելու համար՝ օգտագործելով 16 շարված դիզելներ և ինտեգրված ֆլեշ կարգավորիչ՝ որպես առանձին մատրից փաթեթի ներսում[5][6][7][8]։

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Նախապատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության ակունքները կարելի է գտնել floating-gate MOSFET-ի (FGMOS) մշակումից, որը նաև հայտնի է որպես floating-gate տրանզիստոր[9][10]։ Բնօրինակ ՄՕԿԴԱՏ-ը (մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդչային դաշտային ազդեցության տրանզիստոր), որը նաև հայտնի է որպես MOS տրանզիստոր, հայտնագործվել է եգիպտացի ինժեներ Մուհամեդ Մ. Աթալլայի և կորեացի ինժեներ Դաուոն Քահնգի կողմից Bell Labs-ում 1959 թվականին[11]։ Kahng-ը 1967 թվականին Bell Labs-ում չինացի ինժեներ Սայմոն Մին Սզիի հետ միասին մշակեց մի տարբերակ՝ floating-gate MOSFET-ը[12]։ Նրանք առաջարկեցին, որ այն կարող է օգտագործվել որպես floating-gate-ի հիշողության բջիջներ՝ ծրագրավորվող միայն կարդալու հիշողության (PROM) ձևը պահելու համար, որը և՛ անկայուն է, և՛ վերածրագրավորվող։

floating-gate-ի հիշողության վաղ տեսակները ներառում էին EPROM (ջնջվող PROM) և EEPROM (էլեկտրականորեն ջնջվող PROM) 1970-ականներին։ Այնուամենայնիվ, վաղ floating-gate-ի հիշողությունը պահանջում էր, որ ինժեներները կառուցեին հիշողության բջիջ յուրաքանչյուր բիթ տվյալների համար, ինչը դժվար էր [13], դանդաղ[14]և թանկ, սահմանափակելով floating-gate-ի հիշողությունը 1970-ականների խորշ ծրագրերով, ինչպիսիք են. որպես ռազմական տեխնիկա և ամենավաղ փորձարարական բջջային հեռախոսներ։

Գյուտ և առևտրայնացում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Fujio Masuoka-ն, աշխատելով Toshiba-ում, առաջարկեց floating-gate-ի հիշողության նոր տեսակ, որը թույլ էր տալիս արագ և հեշտությամբ ջնջել հիշողության ամբողջական հատվածները՝ լարման կիրառմամբ մեկ լարին միացված բջիջների խմբին։ Սա հանգեցրեց Մասուոկայի՝ 1980 թվականին Toshiba-ում ֆլեշ հիշողության գյուտին։ Ըստ Toshiba-ի՝ «ֆլեշ» անվանումն առաջարկել է Մասուոկայի գործընկերը՝ Շոջի Արիիզումին, քանի որ հիշողության բովանդակության ջնջման գործընթացը նրան հիշեցրել է տեսախցիկի բռնկումը[15]։ Մասուոկան և գործընկերները ներկայացրեցին NOR ֆլեշ-ի գյուտը 1984 թվականին[16][17], և այնուհետև NAND ֆլեշի գյուտը IEEE 1987 թվականին Սան Ֆրանցիսկոյում անցկացված Էլեկտրոնային սարքերի միջազգային հանդիպմանը (IEDM) [18]:

Toshiba-ն կոմերցիոն վաճառքի է հանել NAND ֆլեշ հիշողությունը 1987 թվականին[19]։ Intel Corporation-ը ներկայացրել է առաջին կոմերցիոն NOR տեսակի ֆլեշ չիպը 1988 թվականին[20]։ NOR-ի վրա հիմնված ֆլեշ-ն ունի երկար ջնջման և գրելու ժամանակ, սակայն տրամադրում է հասցեների և տվյալների ամբողջական ավտոբուսներ՝ թույլ տալով պատահական մուտք գործել ցանկացած հիշողության վայր։ Սա այն դարձնում է հարմար փոխարինող հին միայն կարդալու հիշողության (ROM) չիպերի համար, որոնք օգտագործվում են ծրագրային կոդերը պահելու համար, որոնք հազվադեպ են թարմացման կարիք ունեն, օրինակ՝ համակարգչի BIOS-ը կամ set-top box-երի որոնվածը։ Դրա դիմացկունությունը կարող է լինել 100 ջնջման ցիկլից՝ չիպային ֆլեշ հիշողության համար[21], մինչև ավելի բնորոշ 10,000 կամ 100,000 ջնջման ցիկլեր, մինչև 1,000,000 ջնջման ցիկլեր[22]։ NOR-ի վրա հիմնված ֆլեշը հիմք է հանդիսացել վաղ ֆլեշ-ի վրա հիմնված շարժական կրիչների հիմքում։ CompactFlash-ը սկզբնապես հիմնված էր դրա վրա, թեև ավելի ուշ քարտերը տեղափոխվեցին էժան NAND ֆլեշ։

NAND ֆլեշ-ը նվազեցրել է ջնջման և գրելու ժամանակները և պահանջում է ավելի քիչ չիպի տարածք մեկ բջջի համար, այդպիսով թույլ տալով ավելի մեծ պահեստավորման խտություն և ավելի ցածր արժեք մեկ բիթից, քան NOR ֆլեշ-ը։ Այնուամենայնիվ, NAND ֆլեշ-ի I/O ինտերֆեյսը չի ապահովում պատահական մուտքի արտաքին հասցեների ավտոբուս։ Ավելի շուտ, տվյալները պետք է ընթերցվեն բլոկ-իմաստուն հիմունքներով, հարյուրավորից հազարավոր բիթերի բնորոշ բլոկի չափերով։ Սա դարձնում է NAND ֆլեշ-ը ոչ պիտանի որպես ծրագրի ROM-ի բացվող փոխարինում, քանի որ միկրոպրոցեսորների և միկրոկառավարիչների մեծ մասը պահանջում է բայթ մակարդակի պատահական մուտք։ Այս առումով, NAND ֆլեշ-ը նման է տվյալների պահպանման այլ երկրորդական սարքերին, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակները և օպտիկական լրատվամիջոցները, և, հետևաբար, շատ հարմար է զանգվածային պահեստավորման սարքերում օգտագործելու համար, ինչպիսիք են հիշողության քարտերը և կոշտ կրիչներ (SSD): Ֆլեշ հիշողության քարտերը և SSD-ները պահում են տվյալները՝ օգտագործելով բազմաթիվ NAND ֆլեշ հիշողության չիպեր։

NAND-ի վրա հիմնված շարժական հիշողության քարտի առաջին ձևաչափը SmartMedia-ն էր, որը թողարկվեց 1995 թվականին։ Հետևեցին շատ ուրիշներ, այդ թվում՝ MultiMediaCard, Secure Digital, Memory Stick և xD-Picture Card:

Հետագա զարգացումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հիշողության քարտերի նոր սերնդի ձևաչափերը, ներառյալ RS-MMC, miniSD և microSD, ունեն չափազանց փոքր ձևաչափեր։ Օրինակ, microSD քարտն ունի 1.5 սմ2-ից մի փոքր ավելի տարածք, 1 մմ-ից պակաս հաստությամբ։

NAND ֆլեշ-ը հասել է հիշողության խտության զգալի մակարդակների մի քանի հիմնական տեխնոլոգիաների արդյունքում, որոնք առևտրայնացվել են 2000-ականների վերջից մինչև 2010-ականների սկիզբը[23]։

Multi-level cell (MLC) տեխնոլոգիան յուրաքանչյուր հիշողության բջիջում պահում է մեկից ավելի բիթ։ NEC-ը ցուցադրեց բազմամակարդակ բջիջների (MLC) տեխնոլոգիան 1998 թվականին՝ 80 Մբ ֆլեշ հիշողության չիպով, որը պահում էր 2 բիթ յուրաքանչյուր բջջում[24]։ STMicroelectronics-ը նաև ցուցադրեց MLC-ն 2000 թվականին՝ 64 ՄԲ NOR ֆլեշ հիշողության չիպով։ 2009թ.-ին Toshiba-ն և SanDisk-ը ներկայացրեցին NAND ֆլեշ չիպերը QLC տեխնոլոգիայով, որոնք պահում էին 4 բիթ յուրաքանչյուր բջջում և պահում 64 Գբիթ հզորություն։ Samsung Electronics-ը ներկայացրեց եռակի մակարդակի բջջային (TLC) տեխնոլոգիա, որը պահում է 3 բիթ յուրաքանչյուր բջջի համար, և 2010 թվականին սկսեց TLC տեխնոլոգիայով NAND չիպերի զանգվածային արտադրություն։

Գործողության սկզբունքներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության բջիջ


Ֆլեշ հիշողությունը պահպանում է տեղեկատվությունը floating-gate-ի տրանզիստորներից պատրաստված հիշողության բջիջների զանգվածում։ Մեկ մակարդակի բջջային (SLC) սարքերում յուրաքանչյուր բջիջ պահում է միայն մեկ բիթ տեղեկատվություն։ Բազմամակարդակ բջջային (MLC) սարքերը, ներառյալ եռամակարդակ բջջային (TLC) սարքերը, կարող են մեկ բջիջում պահել մեկից ավելի բիթ։

Floating-gate-ը կարող է լինել հաղորդիչ (սովորաբար պոլիսիլիկոն ֆլեշ հիշողության տեսակների մեծ մասում) կամ ոչ հաղորդիչ (ինչպես SONOS ֆլեշ հիշողության մեջ)[25]։

Floating-gate MOSFET[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության մեջ յուրաքանչյուր հիշողության բջիջ նման է ստանդարտ մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդիչ դաշտային ազդեցության տրանզիստորի (MOSFET) բացառությամբ, որ տրանզիստորը մեկի փոխարեն ունի երկու դարպաս։ Բջիջները կարող են դիտվել որպես էլեկտրական անջատիչ, որտեղ հոսանքը հոսում է երկու տերմինալների միջև (աղբյուր և արտահոսք) և կառավարվում է floating-gate-ով (FG) և կառավարման դարպասով (CG): CG-ն նման է այլ MOS տրանզիստորների դարպասին, բայց դրա տակ FG-ն է, որը մեկուսացված է շուրջբոլորը օքսիդ շերտով։ FG-ը տեղադրվում է CG-ի և MOSFET ալիքի միջև։ Քանի որ FG-ն էլեկտրականորեն մեկուսացված է իր մեկուսիչ շերտով, դրա վրա դրված էլեկտրոնները թակարդում են։ Երբ FG-ը լիցքավորվում է էլեկտրոններով, այս լիցքը պաշտպանում է էլեկտրական դաշտը CG-ից՝ այդպիսով բարձրացնելով բջջի շեմային լարումը (VT1): Սա նշանակում է, որ այժմ ավելի բարձր լարում (VT2) պետք է կիրառվի CG-ի վրա, որպեսզի ալիքը հաղորդունակ լինի։ Տրանզիստորից արժեքը կարդալու համար CG-ին կիրառվում է միջանկյալ լարում շեմային լարումների միջև (VT1 և VT2): Եթե ​​ալիքը վարում է այս միջանկյալ լարման վրա, ապա FG-ը պետք է լիցքավորված լինի (եթե այն լիցքավորված լիներ, մենք հաղորդունակություն չէինք ստանա, քանի որ միջանկյալ լարումը VT2-ից փոքր է), և հետևաբար, դարպասում պահվում է տրամաբանական «1»: Եթե ​​ալիքը չի անցնում միջանկյալ լարման վրա, դա ցույց է տալիս, որ FG-ը լիցքավորված է, և հետևաբար, դարպասում պահվում է տրամաբանական «0»: Տրամաբանական «0»-ի կամ «1»-ի առկայությունը նկատվում է` որոշելով, թե արդյոք հոսանքը հոսում է տրանզիստորի միջով, երբ միջանկյալ լարումը հաստատվում է CG-ի վրա։ Բազմաստիճան բջջային սարքում, որը պահում է մեկից ավելի բիթ յուրաքանչյուր բջջի մեջ, ընկալվում է ընթացիկ հոսքի քանակությունը (ոչ թե պարզապես դրա առկայությունը կամ բացակայությունը), որպեսզի ավելի ճշգրիտ որոշվի FG-ի լիցքավորման մակարդակը։

Լողացող դարպասի MOSFET-ներն այդպես են անվանվել, քանի որfloating-gate-ի և սիլիցիումի միջև կա էլեկտրական մեկուսիչ թունելի օքսիդ շերտ, ուստի դարպասը «լողում է» սիլիցիումի վերևում։ Օքսիդը էլեկտրոնները պահում է floating-gate-ի մեջ։ Քայքայումը կամ մաշվածությունը (և floating-gate-ի ֆլեշ հիշողության սահմանափակ դիմացկունությունը) տեղի է ունենում չափազանց բարձր էլեկտրական դաշտի պատճառով (10 միլիոն վոլտ մեկ սանտիմետր) օքսիդի կողմից։ Նման բարձր լարման խտությունները ժամանակի ընթացքում կարող են կոտրել ատոմային կապերը համեմատաբար բարակ օքսիդի մեջ՝ աստիճանաբար քայքայելով դրա էլեկտրական մեկուսիչ հատկությունները և թույլ տալով, որ էլեկտրոնները թակարդվեն և ազատորեն անցնենfloating-gate-ից դեպի օքսիդ՝ մեծացնելով տվյալների կորստի հավանականությունը։ քանի որ էլեկտրոնները (որոնց քանակությունն օգտագործվում է լիցքի տարբեր մակարդակներ ներկայացնելու համար, որոնցից յուրաքանչյուրը վերագրվում է MLC Flash-ի բիթերի տարբեր համակցությանը), սովորաբար գտնվում ենfloating-gate-ում։ Ահա թե ինչու տվյալների պահպանումը նվազում է, և տվյալների կորստի վտանգը մեծանում է դեգրադացիայի աճով[26][27][28]։

Ավտոէլեկտրոնային հոսք[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Էլեկտրոնների հսկիչ դարպասից դեպի լողացող դարպաս տեղափոխելու գործընթացը կոչվում է Ավտոէլեկտրոնային հոսք, և այն հիմնովին փոխում է բջջի բնութագրերը՝ մեծացնելով MOSFET-ի շեմային լարումը։ Սա, իր հերթին, փոխում է արտահոսքի աղբյուրի հոսանքը, որը հոսում է տրանզիստորի միջով տվյալ դարպասի լարման համար, որն ի վերջո օգտագործվում է երկուական արժեք կոդավորելու համար։ Ֆաուլեր-Նորդհայմ թունելային էֆեկտը շրջելի է, ուստի էլեկտրոնները կարող են ավելացվել կամ հեռացնել լողացող դարպասին, գործընթացներ, որոնք ավանդաբար հայտնի են որպես գրություն և ջնջում [29]։

Ներքին լիցքավորման պոմպեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Չնայած համեմատաբար բարձր ծրագրավորման և ջնջման լարման անհրաժեշտությանը, գործնականում բոլոր ֆլեշ չիպերն այսօր պահանջում են միայն մեկ սնուցման լարում և արտադրում են բարձր լարումներ, որոնք պահանջվում են չիպային լիցքավորման պոմպերի միջոցով։

1,8Վ NAND ֆլեշ չիպի կողմից օգտագործվող էներգիայի կեսից ավելին կորչում է հենց լիցքավորման պոմպում։ Քանի որ խթանիչ փոխարկիչները ի սկզբանե ավելի արդյունավետ են, քան լիցքավորման պոմպերը, ցածր էներգիայի SSD-ներ մշակող հետազոտողները առաջարկել են վերադառնալ կրկնակի Vcc/Vpp մատակարարման լարումներին, որոնք օգտագործվում են բոլոր վաղ ֆլեշ չիպերի վրա՝ ապահովելով բարձր Vpp լարումը բոլոր ֆլեշ չիպերի համար մեկ SSD-ով ընդհանուր արտաքին խթանիչ փոխարկիչով[30][31][32][33][34][35][36][37]։

Տիեզերանավերում և բարձր ճառագայթման այլ միջավայրերում չիպային լիցքավորման պոմպը ֆլեշ չիպի առաջին մասն է, որը խափանում է, չնայած ֆլեշ հիշողությունները կշարունակեն աշխատել միայն կարդալու ռեժիմում՝ շատ ավելի բարձր ճառագայթման մակարդակներում[38]։

NOR flash[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NOR ֆլեշ հիշողության լարերը և կառուցվածքը սիլիցիումի վրա

NOR flash-ում յուրաքանչյուր բջիջ ունի մի ծայրը միացված ուղղակիորեն գետնին, իսկ մյուս ծայրը ուղղակիորեն միացված է բիթային գծին։ Այս դասավորությունը կոչվում է «NOR flash», քանի որ այն գործում է NOR Gate-ի պես. երբ բառի տողերից մեկը (կապված է բջիջի CG-ին) բարձրացվում է, համապատասխան պահեստային տրանզիստորը գործում է ելքային բիթային գիծը ցածր քաշելու համար։ NOR flash-ը շարունակում է լինել ընտրված տեխնոլոգիան ներկառուցված հավելվածների համար, որոնք պահանջում են դիսկրետ, ոչ անկայուն հիշողության սարք[39]։

Ծրագրավորում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NOR հիշողության բջիջի ծրագրավորում (տրամաբանական 0-ի սահմանում), տաք էլեկտրոնի ներարկման միջոցով
Ջնջել NOR հիշողության բջիջը (այն դնել տրամաբանական 1-ի վրա) քվանտային թունելավորման միջոցով

Մեկ մակարդակի NOR ֆլեշ բջիջն իր լռելյայն վիճակում տրամաբանորեն համարժեք է երկուական «1» արժեքին, քանի որ հոսանքը կհոսի ալիքով՝ համապատասխան լարման կիրառմամբ դեպի հսկիչ դարպաս, այնպես որ բիթգծի լարումը իջնի։ NOR ֆլեշ բջիջը կարող է ծրագրավորվել կամ սահմանվել երկուական «0» արժեքի հետևյալ ընթացակարգով.

  • Բարձրացված միացված լարումը (սովորաբար >5 Վ) կիրառվում է CG-ի վրա
  • ալիքն այժմ միացված է, այնպես որ էլեկտրոնները կարող են հոսել աղբյուրից դեպի արտահոսք (ենթադրելով NMOS տրանզիստոր)
  • Աղբյուրի արտահոսքի հոսանքը բավականաչափ բարձր է, որպեսզի որոշ բարձր էներգիայի էլեկտրոններ ցատկեն մեկուսիչ շերտի միջով դեպի FG՝ տաք էլեկտրոնի ներարկում կոչվող գործընթացի միջոցով։

Ջնջում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NAND ֆլեշ հիշողության լարերը և կառուցվածքը սիլիցիումի վրա

NOR ֆլեշ բջիջը ջնջելու համար (այն վերականգնելով «1» վիճակի), CG-ի և աղբյուրի տերմինալի միջև կիրառվում է հակառակ բևեռականության մեծ լարում, որը քվանտային թունելավորման միջոցով դուրս է բերում էլեկտրոնները FG-ից։ Ժամանակակից NOR ֆլեշ հիշողության չիպերը բաժանված են ջնջման հատվածների (հաճախ կոչվում են բլոկներ կամ հատվածներ)։ Ջնջման գործողությունը կարող է իրականացվել միայն բլոկային հիմունքներով. Ջնջման հատվածի բոլոր բջիջները պետք է ջնջվեն միասին։ NOR բջիջների ծրագրավորումը, այնուամենայնիվ, սովորաբար կարող է իրականացվել մեկ բայթ կամ բառով։

NAND flash[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NAND ֆլեշ-ն օգտագործում է նաև floating-gate-ի տրանզիստորներ, բայց դրանք միացված են այնպես, որ նման է NAND Gate-ին. մի քանի տրանզիստորներ միացված են հաջորդաբար, իսկ բիթային գիծը իջեցվում է միայն այն դեպքում, եթե բառի բոլոր տողերը բարձր են (տրանզիստորների վերևում)։ VT): Այս խմբերն այնուհետև միացված են որոշ լրացուցիչ տրանզիստորների միջոցով NOR ոճի բիթային գծային զանգվածին այնպես, ինչպես մեկ տրանզիստորները միացված են NOR ֆլեշ-ով։

Համեմատած NOR ֆլեշի հետ, մեկ տրանզիստորների փոխարինումը սերիական կապակցված խմբերով ավելացնում է հասցեավորման լրացուցիչ մակարդակ։ Մինչդեռ NOR ֆլեշ-ը կարող է հասցեագրել հիշողությունը էջ առ էջ, ապա բառ, NAND ֆլեշ-ը կարող է հասցեագրել այն ըստ էջերի, բառի և բիթերի։ Բիթային մակարդակի հասցեավորումը համապատասխանում է բիթային սերիական հավելվածներին (օրինակ՝ կոշտ սկավառակի էմուլյացիան), որոնց հասանելի է միայն մեկ բիթ միաժամանակ։ Մյուս կողմից, տեղում կատարվող հավելվածները պահանջում են, որ մի բառի յուրաքանչյուր բիթ հասանելի լինի միաժամանակ։ Սա պահանջում է բառի մակարդակի հասցեավորում։ Ամեն դեպքում, և՛ բիթային, և՛ բառի հասցեավորման ռեժիմները հնարավոր են NOR կամ NAND ֆլեշի միջոցով։

Տվյալները կարդալու համար նախ ընտրվում է ցանկալի խումբը (նույն ձևով, ինչպես մեկ տրանզիստորն ընտրվում է NOR զանգվածից)։ Այնուհետև, բառի տողերի մեծ մասը վեր են քաշվում ծրագրավորված բիթի VT-ի վերևում, մինչդեռ դրանցից մեկը վեր է քաշվում մինչև ջնջված բիտի VT-ի մի փոքր ավելին։ Սերիայի խումբը կանցկացնի (և կիջեցնի բիթերի գիծը), եթե ընտրված բիթը ծրագրավորված չէ։

Չնայած լրացուցիչ տրանզիստորներին, հողային լարերի և բիտ գծերի կրճատումը թույլ է տալիս ավելի խիտ դասավորություն և ավելի մեծ պահեստավորման հզորություն յուրաքանչյուր չիպի համար։ (Հողային լարերը և բիտ գծերը իրականում շատ ավելի լայն են, քան գծապատկերների գծերը:) Բացի այդ, NAND ֆլեշ-ին սովորաբար թույլատրվում է պարունակել որոշակի քանակությամբ անսարքություններ (ՆՈՐ ֆլեշը, ինչպես օգտագործվում է BIOS ROM-ի համար, ակնկալվում է, որ այն կլինի։ անթերի)։ Արտադրողները փորձում են առավելագույնի հասցնել օգտագործելի պահեստի քանակը՝ փոքրացնելով տրանզիստորների չափերը։

NAND Flash բջիջները կարդացվում են՝ վերլուծելով դրանց արձագանքը տարբեր լարումների[40]։

Գրում և ջնջում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NAND ֆլեշ-ը գրելու համար օգտագործում է թունելային ներարկում և ջնջման համար թունելային արձակում։ NAND ֆլեշ հիշողությունը կազմում է շարժական USB պահեստավորման սարքերի առանցքը, որոնք հայտնի են որպես USB ֆլեշ կրիչներ, ինչպես նաև այսօր հասանելի հիշողության քարտերի ձևաչափերի և կոշտ կրիչների մեծ մասը։

NAND Flash-ի հիերարխիկ կառուցվածքը սկսվում է բջջային մակարդակից, որը սահմանում է տողեր, այնուհետև էջեր, բլոկներ, հարթություններ և, ի վերջո, մեռնում։ Տողը միացված NAND բջիջների մի շարք է, որոնցում մի բջիջի աղբյուրը միացված է հաջորդի արտահոսքին։ Կախված NAND տեխնոլոգիայից, տողը սովորաբար բաղկացած է 32-ից 128 NAND բջիջներից։ Տողերը կազմակերպվում են էջերի մեջ, որոնք այնուհետև կազմակերպվում են բլոկների մեջ, որոնցում յուրաքանչյուր տող կապված է առանձին տողի հետ, որը կոչվում է բիթ գիծ (BL): Բոլոր բջիջները, որոնք ունեն նույն դիրքը տողի մեջ, միացված են կառավարման դարպասների միջով բառային տողով (WL) A հարթությամբ։ պարունակում է որոշակի քանակությամբ բլոկներ, որոնք միացված են նույն BL-ի միջոցով։ Flash die-ը բաղկացած է մեկ կամ մի քանի հարթություններից և ծայրամասային միացումից, որն անհրաժեշտ է կարդալ/գրել/ջնջել բոլոր գործողությունները։

NAND Flash-ի ճարտարապետությունը նշանակում է, որ տվյալները կարող են կարդալ և ծրագրավորվել էջերում, սովորաբար 4 ԿԲ-ից մինչև 16 ԿԲ չափսերի միջև, բայց դրանք կարող են ջնջվել միայն մի քանի էջերից և ՄԲ չափերով բաղկացած ամբողջ բլոկների մակարդակով։ Երբ բլոկը ջնջվում է, բոլոր բջիջները տրամաբանորեն դրվում են 1-ի։ Տվյալները կարող են ծրագրավորվել միայն մեկ անցումով դեպի ջնջված բլոկի էջը։ Ծրագրավորման միջոցով 0-ի սահմանած ցանկացած բջիջ կարող է վերականգնվել 1-ի՝ ամբողջ բլոկը ջնջելով։ Սա նշանակում է, որ մինչ նոր տվյալները կարող են ծրագրավորվել արդեն տվյալներ պարունակող էջի մեջ, էջի ընթացիկ բովանդակությունը գումարած նոր տվյալները պետք է պատճենվեն նոր, ջնջված էջ։ Եթե ​​առկա է համապատասխան էջ, ապա տվյալները կարող են անմիջապես գրվել դրան։ Եթե ​​ջնջված էջ չկա, ապա բլոկը պետք է ջնջվի՝ նախքան տվյալ բլոկի էջը պատճենելը։ Այնուհետև հին էջը նշվում է որպես անվավեր և հասանելի է ջնջման և կրկնակի օգտագործման համար[41]։

Vertical NAND[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ուղղահայաց NAND (V-NAND) կամ 3D NAND հիշողությունը կուտակում է հիշողության բջիջները ուղղահայաց և օգտագործում է լիցքավորման թակարդի ֆլեշ ճարտարապետություն։ Ուղղահայաց շերտերը թույլ են տալիս ավելի մեծ տարածքային բիթային խտություններ՝ չպահանջելով ավելի փոքր անհատական բջիջներ[42]։ Այն վաճառվում է նաև BiCS Flash ապրանքանիշով, որը Kioxia Corporation-ի (նախկին Toshiba Memory Corporation) ապրանքանիշն է։ 3D NAND-ն առաջին անգամ հայտարարվել է Toshiba-ի կողմից 2007 թվականին[43]։ V-NAND-ն առաջին անգամ կոմերցիոն կերպով արտադրվել է Samsung Electronics-ի կողմից 2013 թվականին[44][45][46][47]։

Կառուցվածք[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

V-NAND-ն օգտագործում է լիցքավորման թակարդի ֆլեշ երկրաչափություն (որը կոմերցիոնորեն ներկայացվել է 2002 թվականին AMD-ի և Fujitsu-ի կողմից), որը լիցքը պահում է ներկառուցված սիլիցիումի նիտրիդային թաղանթի վրա։ Նման թաղանթն ավելի ամուր է կետային թերությունների դեմ և կարող է ավելի հաստ լինել՝ ավելի մեծ թվով էլեկտրոններ պահելու համար։ V-NAND-ը փաթաթում է հարթ լիցքաթափող բջիջը գլանաձև ձևի մեջ:2020 թվականի դրությամբ Micron-ի և Intel-ի 3D NAND Flash հիշողությունները փոխարենը օգտագործում են լողացող դարպասներ, սակայն Micron 128 շերտը և ավելի բարձր 3D NAND հիշողությունները օգտագործում են սովորական լիցքավորման թակարդի կառուցվածք՝ Micron-ի և Intel-ի միջև համագործակցության լուծարման պատճառով։ Լիցքավորման թակարդ 3D NAND Flash-ը ավելի բարակ է, քան լողացող դարպասը 3D NAND-ը։ Լողացող դարպասի 3D NAND-ում հիշողության բջիջները լիովին անջատված են միմյանցից, մինչդեռ լիցքավորման ծուղակում 3D NAND-ում հիշողության բջիջների ուղղահայաց խմբերը կիսում են նույն սիլիցիումի նիտրիդային նյութը[48]։

Անհատական ​​հիշողության բջիջը կազմված է մեկ հարթ պոլիսիլիկոնային շերտից, որը պարունակում է անցք, որը լցված է բազմաթիվ համակենտրոն ուղղահայաց բալոններով։ Անցքի պոլիսիլիկոնային մակերեսը գործում է որպես դարպասի էլեկտրոդ։ Սիլիցիումի երկօքսիդի ամենաարտաքին մխոցը գործում է որպես դարպասի դիէլեկտրիկ՝ պարփակելով սիլիցիումի նիտրիդային գլան, որը կուտակում է լիցքը, իր հերթին պարփակելով սիլիցիումի երկօքսիդի մխոցը՝ որպես թունելի դիէլեկտրիկ, որը շրջապատում է հաղորդիչ պոլիսիլիկոնի կենտրոնական ձողը, որը հանդես է գալիս որպես հաղորդիչ ալիք։

Տարբեր ուղղահայաց շերտերի հիշողության բջիջները չեն խանգարում միմյանց, քանի որ լիցքերը չեն կարող ուղղահայաց շարժվել սիլիցիումի նիտրիդային պահեստի միջով, և դարպասների հետ կապված էլեկտրական դաշտերը սերտորեն սահմանափակված են յուրաքանչյուր շերտում։ Ուղղահայաց հավաքածուն էլեկտրականորեն նույնական է սերիական կապակցված խմբերին, որոնցում կազմաձևված է սովորական NAND ֆլեշ հիշողությունը։

Կոնստրուկցիա[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

V-NAND բջիջների խմբի աճը սկսվում է հաղորդիչ (դոպված) պոլիսիլիկոնային շերտերի և սիլիցիումի երկօքսիդի մեկուսիչ շերտերի փոփոխական կուտակումով։

Հաջորդ քայլը այս շերտերի միջով գլանաձեւ փոս պատրաստելն է։ Գործնականում 128 Gibit V-NAND չիպը հիշողության բջիջների 24 շերտով պահանջում է մոտ 2,9 միլիարդ նման անցք։ Այնուհետև անցքի ներքին մակերեսը ստանում է բազմաթիվ ծածկույթներ՝ սկզբում սիլիցիումի երկօքսիդ, ապա սիլիցիումի նիտրիդ, ապա սիլիցիումի երկօքսիդի երկրորդ շերտ։ Ի վերջո, անցքը լցված է հաղորդիչ (դոպված) պոլիսիլիկոնով։

Արտադրողականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

2013 թվականի դրությամբ V-NAND ֆլեշ ճարտարապետությունը թույլ է տալիս կարդալ և գրել գործողություններ երկու անգամ ավելի արագ, քան սովորական NAND-ը և կարող է տևել մինչև 10 անգամ ավելի երկար, մինչդեռ սպառում է 50 տոկոսով քիչ էներգիա։ Նրանք առաջարկում են համեմատելի ֆիզիկական բիթային խտություն՝ օգտագործելով 10 նմ լիտոգրաֆիա, բայց կարող են ի վիճակի լինել մեծացնել բիթային խտությունը մինչև երկու կարգով՝ հաշվի առնելով V-NAND-ի օգտագործումը մինչև մի քանի հարյուր շերտերի ։ 2020 թվականի դրությամբ 160 շերտով V-NAND չիպերը մշակման փուլում են Samsung-ի կողմից[49]։

Արժեք[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

3D NAND-ի նվազագույն բիթ արժեքը ոչ ուղղահայաց կողային պատից: Վերին բացվածքը լայնանում է ավելի շատ շերտերով, հակադարձելով բիտերի խտության ավելացմանը:

3D NAND-ի վաֆլի արժեքը համեմատելի է փոքրացված (32 նմ կամ ավելի քիչ) հարթ NAND Flash-ի հետ[50]։ Այնուամենայնիվ, երբ NAND-ի հարթ մասշտաբը կանգ է առնում 16 նմ-ի վրա, մեկ բիթ-ի արժեքը կարող է շարունակվել 3D NAND-ով՝ սկսած 16 շերտից։ Այնուամենայնիվ, շերտերի միջով փորագրված անցքի ոչ ուղղահայաց կողային պատի պատճառով. նույնիսկ աննշան շեղումը հանգեցնում է բիթերի նվազագույն արժեքի, այսինքն. Այս նվազագույն բիթային արժեքի շերտի թիվը նվազում է ավելի փոքր անցքի տրամագծի դեպքում[51]։

Սահմանափակումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Արգելափակման ջնջում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության սահմանափակումներից մեկն այն է, որ թեև այն կարելի է կարդալ կամ ծրագրավորել մեկ բայթ կամ բառ պատահական մուտքի եղանակով, այն կարող է ջնջվել միայն մեկ բլոկով։ Սա սովորաբար բլոկի բոլոր բիթերը դնում է 1-ի։ Սկսած թարմ ջնջված բլոկի հետ՝ այդ բլոկի ներսում ցանկացած տեղ կարող է ծրագրավորվել։ Այնուամենայնիվ, երբ բիթը դրվել է 0-ի վրա, միայն ամբողջ բլոկը ջնջելով այն կարող է վերադառնալ 1-ի։ Այլ կերպ ասած, ֆլեշ հիշողությունը (մասնավորապես NOR flash) առաջարկում է պատահական մուտքի ընթերցում և ծրագրավորում, բայց չի առաջարկում կամայական պատահականություն։ - մուտք գործել վերագրանցման կամ ջնջման գործողությունները։ Տեղորոշումը, այնուամենայնիվ, կարող է վերաշարադրվել, քանի դեռ նոր արժեքի 0 բիթերը վերագրված արժեքների գերբազմություն են։ Օրինակ, նիբլի արժեքը կարող է ջնջվել մինչև 1111, այնուհետև գրվել որպես 1110։ Այդ խայթոցին հաջորդող գրառումները կարող են փոխել այն 1010-ի, այնուհետև 0010-ի և վերջապես 0000-ի։ Ըստ էության, ջնջումը բոլոր բիթերը դնում է 1-ի, իսկ ծրագրավորումը կարող է մաքրել միայն բիթերը, մինչև 0[52]։ Ֆլեշ սարքերի համար նախատեսված որոշ ֆայլային համակարգեր օգտագործում են այս վերագրանցման հնարավորությունը, օրինակ՝ Yaffs1-ը՝ ոլորտի մետատվյալները ներկայացնելու համար։ Մյուս ֆլեշ ֆայլային համակարգերը, ինչպիսին է YAFFS2-ը, երբեք չեն օգտագործում այս «վերագրելու» հնարավորությունը. նրանք շատ լրացուցիչ աշխատանք են կատարում «մեկ անգամ գրել» կանոնին համապատասխանելու համար։

Թեև ֆլեշ հիշողության տվյալների կառուցվածքները չեն կարող թարմացվել բոլորովին ընդհանուր ձևերով, դա թույլ է տալիս անդամներին «հեռացնել»՝ նշելով դրանք որպես անվավեր։ Այս տեխնիկան կարող է փոփոխության կարիք ունենալ բազմաստիճան բջջային սարքերի համար, որտեղ մեկ հիշողության բջիջը պահում է մեկից ավելի բիթ։

Սովորական ֆլեշ սարքերը, ինչպիսիք են USB ֆլեշ կրիչները և հիշողության քարտերը, ապահովում են միայն բլոկի մակարդակի ինտերֆեյս կամ ֆլեշ թարգմանության շերտ (FTL), որը ամեն անգամ գրում է մեկ այլ բջիջ՝ սարքը մաշվածության մակարդակի համար։ Սա կանխում է բլոկի ներսում ավելացող գրությունը. Այնուամենայնիվ, դա օգնում է սարքին վաղաժամ մաշվել ինտենսիվ գրելու օրինաչափությունների պատճառով։

Հիշողության կրում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Մեկ այլ սահմանափակում այն ​​է, որ ֆլեշ հիշողությունն ունի սահմանափակ թվով ծրագրեր՝ ջնջելու ցիկլեր (սովորաբար գրվում են որպես P/E ցիկլեր)։ Առևտրային հասանելի ֆլեշ արտադրանքներից շատերը երաշխավորված են դիմակայելու շուրջ 100,000 P/E ցիկլերի, նախքան մաշվածությունը կսկսի վատթարացնել պահեստի ամբողջականությունը[53]։ Micron Technology-ը և Sun Microsystems-ը 2008 թվականի դեկտեմբերի 17-ին հայտարարեցին SLC NAND ֆլեշ հիշողության չիպի մասին, որը գնահատվել է 1,000,000 P/E ցիկլերի համար[54]։ Արդյունաբերական SSD-ների ավելի երկար P/E ցիկլերը խոսում են դրանց դիմացկունության մակարդակի մասին և դրանք դարձնում են ավելի հուսալի արդյունաբերական օգտագործման համար։

Երաշխավորված ցիկլի հաշվարկը կարող է կիրառվել միայն զրոյի բլոկի համար (ինչպես TSOP NAND սարքերի դեպքում) կամ բոլոր բլոկների վրա (ինչպես NOR-ում)։ Այս էֆեկտը մեղմվում է որոշ չիպերի որոնվածի կամ ֆայլային համակարգի դրայվերներում՝ հաշվելով գրությունները և դինամիկ կերպով վերարտադրելով բլոկները՝ սեկտորների միջև գրելու գործողությունները տարածելու համար։ այս տեխնիկան կոչվում է մաշվածության հարթեցում։ Մեկ այլ մոտեցում է կատարել գրավոր ստուգում և վերարտադրել պահեստային հատվածներին գրելու ձախողման դեպքում, մի տեխնիկա, որը կոչվում է վատ բլոկների կառավարում (BBM): Դյուրակիր սպառողական սարքերի համար այս մաշվածության կառավարման տեխնիկան սովորաբար երկարացնում է ֆլեշ հիշողության ժամկետը բուն սարքի ժամկետից դուրս, և տվյալների որոշակի կորուստ կարող է ընդունելի լինել այս հավելվածներում։ Բարձր հուսալիության տվյալների պահպանման համար, սակայն, նպատակահարմար չէ օգտագործել ֆլեշ հիշողություն, որը պետք է անցնի մեծ թվով ծրագրավորման ցիկլեր։ Այս սահմանափակումն անիմաստ է «միայն կարդալու» հավելվածների համար, ինչպիսիք են thin client-ները և երթուղիչները, որոնք ծրագրավորվում են միայն մեկ կամ առավելագույնը մի քանի անգամ իրենց կյանքի ընթացքում։

2012 թվականի դեկտեմբերին Macronix-ի թայվանցի ինժեներները բացահայտեցին իրենց մտադրությունը 2012 թվականի IEEE Էլեկտրոնային սարքերի միջազգային հանդիպման ժամանակ հայտարարելու, որ իրենք պարզել են, թե ինչպես բարելավել NAND ֆլեշ պահեստավորման ընթերցման/գրելու ցիկլերը 10000-ից մինչև 100 միլիոն ցիկլեր՝ օգտագործելով «ինքնավերականգնման» գործընթացը։ որը օգտագործում էր ֆլեշ չիպ «ներքին ջեռուցիչներով, որոնք կարող էին կռել հիշողության բջիջների փոքր խմբերը»[55]:Ներկառուցված ջերմային կռումը պետք է փոխարիներ ջնջման սովորական ցիկլը տեղական բարձր ջերմաստիճանի գործընթացով, որը ոչ միայն ջնջում էր կուտակված լիցքը, այլև Նաև վերականգնեց չիպի մեջ էլեկտրոնի առաջացրած լարվածությունը՝ տալով առնվազն 100 միլիոն գրելու ցիկլեր[56]։ Արդյունքը պետք է լիներ մի չիպ, որը կարող էր ջնջվել և վերագրվել նորից ու նորից, նույնիսկ երբ այն տեսականորեն պետք է փչանա։ Որքան էլ որ Macronix-ի առաջընթացը խոստումնալից լիներ շարժական արդյունաբերության համար, այնուամենայնիվ, մոտ ապագայում որևէ առևտրային արտադրանքի այս հնարավորությունը պարունակող որևէ առևտրային արտադրանք թողարկվելու պլաններ չկային[57]։

Ռենտգենյան էֆեկտներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ IC-ների մեծամասնությունը գալիս է գնդիկավոր ցանցային զանգվածով (BGA) փաթեթներով, և նույնիսկ նրանք, որոնք չունեն, հաճախ տեղադրվում են PCB-ի վրա այլ BGA փաթեթների կողքին։ PCB-ի հավաքումից հետո BGA փաթեթներով տախտակները հաճախ ենթարկվում են ռենտգենյան ճառագայթահարման՝ տեսնելու, թե արդյոք գնդիկները պատշաճ միացումներ են կատարում համապատասխան բարձիկի հետ, կամ արդյոք BGA-ին անհրաժեշտ է վերամշակում։ Այս ռենտգենյան ճառագայթները կարող են ջնջել ծրագրավորված բիթերը ֆլեշ չիպի մեջ (ծրագրավորված «0» բիթերը վերածել ջնջված «1» բիթերի)։ Ջնջված բիթերը («1» բիթ) չեն ազդում ռենտգենյան ճառագայթների վրա [58][59]։

Որոշ արտադրողներ այժմ արտադրում են ռենտգենյան SD[60] և USB[61] հիշողության սարքեր։

Ցածր մակարդակի մուտք[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության չիպերի ցածր մակարդակի ինտերֆեյսը տարբերվում է հիշողության այլ տեսակներից, ինչպիսիք են DRAM-ը, ROM-ը և EEPROM-ը, որոնք աջակցում են բիթային փոփոխականությանը (և՛ զրոյից մեկ, և՛ մեկից մինչև զրոյին) և պատահական մուտքը արտաքին հասանելի հասցեների ավտոբուսների միջոցով։

NOR հիշողությունը ունի արտաքին հասցեների ավտոբուս՝ կարդալու և ծրագրավորելու համար։ NOR հիշողության համար ընթերցումը և ծրագրավորումը պատահական հասանելիություն են, իսկ ապակողպումն ու ջնջումը բլոկի իմաստով։ NAND հիշողության համար ընթերցումը և ծրագրավորումը կատարվում են ըստ էջերի, իսկ ապակողպումն ու ջնջումը բլոկի իմաստով։

NOR հիշողություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NOR ֆլեշ Intel-ի կողմից

NOR ֆլեշ-ից կարդալը նման է պատահական մուտքի հիշողությունից կարդալուն, պայմանով, որ հասցեն և տվյալների ավտոբուսը ճիշտ են քարտեզագրված։ Դրա պատճառով միկրոպրոցեսորների մեծ մասը կարող է օգտագործել NOR ֆլեշ հիշողությունը որպես կատարողական տեղում (XIP), ինչը նշանակում է, որ NOR ֆլեշ-ում պահվող ծրագրերը կարող են իրականացվել անմիջապես NOR ֆլեշ-ից՝ առանց նախապես RAM-ում պատճենելու անհրաժեշտության։ NOR ֆլեշ-ը կարող է ծրագրավորվել պատահական մուտքի եղանակով, որը նման է ընթերցմանը։ Ծրագրավորումը բիթերը փոխում է տրամաբանական մեկից զրոյի։ Բիթերը, որոնք արդեն զրոյական են, մնում են անփոփոխ։ Ջնջումը պետք է կատարվի մեկ բլոկ, և ջնջված բլոկի բոլոր բիթերը վերականգնվի մեկին։ Բլոկի բնորոշ չափերն են 64, 128 կամ 256 ԿԲ։

Բլոկների վատ կառավարումը համեմատաբար նոր հատկություն է NOR չիպերում։ Հին NOR սարքերում, որոնք չեն աջակցում բլոկների վատ կառավարում, ծրագրաշարը կամ սարքի դրայվերը, որը վերահսկում է հիշողության չիպը, պետք է ուղղի մաշված բլոկները, հակառակ դեպքում սարքը կդադարի հուսալիորեն աշխատել։

NOR հիշողությունները կողպելու, ապակողպելու, ծրագրավորելու կամ ջնջելու համար օգտագործվող հատուկ հրամանները տարբերվում են յուրաքանչյուր արտադրողի համար։ Յուրաքանչյուր պատրաստված սարքի համար վարորդի եզակի ծրագրաշարի կարիք չունենալու համար հատուկ Common Flash Memory Interface (CFI) հրամանները թույլ են տալիս սարքին նույնականացնել իրեն և իր կարևոր գործառնական պարամետրերը։

Բացի իր օգտագործումից որպես պատահական մուտքի ROM, NOR ֆլեշ-ը կարող է օգտագործվել նաև որպես պահեստավորման սարք՝ օգտվելով պատահական մուտքի ծրագրավորումից։ Որոշ սարքեր առաջարկում են կարդալ-գրել-գրելու գործառույթ, որպեսզի կոդը շարունակի գործել նույնիսկ այն ժամանակ, երբ հետին պլանում կատարվում է ծրագիր կամ ջնջման գործողություն։ Տվյալների հաջորդական գրման համար NOR ֆլեշ չիպերը սովորաբար ունեն դանդաղ գրելու արագություն՝ համեմատած NAND ֆլեշի հետ։

Տիպիկ NOR ֆլեշ-ի համար անհրաժեշտ չէ սխալ շտկող կոդ[62]։

NAND հիշողություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

NAND ֆլեշ ճարտարապետությունը ներկայացվել է Toshiba-ի կողմից 1989 թվականին[63]։ Այս հիշողությունները հասանելի են շատ նման բլոկ սարքերի, ինչպիսիք են կոշտ սկավառակները։ Յուրաքանչյուր բլոկ բաղկացած է մի շարք էջերից։ Էջերը սովորաբար ունեն 512[64], 2048 կամ 4096 բայթ չափսեր։ Յուրաքանչյուր էջի հետ կապված են մի քանի բայթ (սովորաբար տվյալների չափի 1/32-ը), որոնք կարող են օգտագործվել սխալների ուղղման կոդը (ECC) ստուգիչ գումարի պահպանման համար։

Բլոկի բնորոշ չափերը ներառում են.

  • 32 էջ 512 + 16 բայթ յուրաքանչյուրը բլոկի չափի համար (արդյունավետ) 16 ԿԲ
  • 64 էջ 2048+64 բայթ յուրաքանչյուրը 128 ԿԲ չափսի համար[65]
  • 64 էջ 4096+128 բայթ յուրաքանչյուրը 256 ԿԲ չափի համար[66]
  • 128 էջ 4096+128 բայթ յուրաքանչյուրը 512 ԿԲ չափի բլոկի համար։

Մինչ ընթերցումը և ծրագրավորումը կատարվում են էջի հիման վրա, ջնջումը կարող է իրականացվել միայն բլոկային հիմունքներով[67]։

NAND սարքերը նաև պահանջում են բլոկների վատ կառավարում սարքի վարորդի ծրագրաշարի կամ առանձին կարգավորիչի չիպի միջոցով։ SD քարտերը, օրինակ, ներառում են վերահսկիչի սխեմաներ՝ վատ բլոկների կառավարում և մաշվածության հարթեցում կատարելու համար։ Երբ տրամաբանական բլոկը հասանելի է բարձր մակարդակի ծրագրային ապահովման միջոցով, սարքի վարորդի կամ վերահսկիչի կողմից այն քարտեզագրվում է ֆիզիկական բլոկի վրա։ Ֆլեշ չիպի վրա մի շարք բլոկներ կարող են առանձնացվել քարտեզագրման աղյուսակները պահելու համար՝ վատ բլոկների դեմ պայքարելու համար, կամ համակարգը կարող է պարզապես ստուգել յուրաքանչյուր բլոկ միացման ժամանակ՝ RAM-ում վատ բլոկային քարտեզ ստեղծելու համար։ Հիշողության ընդհանուր հզորությունը աստիճանաբար նվազում է, քանի որ ավելի շատ բլոկներ նշվում են որպես վատ։

NAND-ը հենվում է ECC-ի վրա՝ փոխհատուցելու բիթերը, որոնք կարող են ինքնաբերաբար ձախողվել սարքի նորմալ աշխատանքի ժամանակ։ Տիպիկ ECC-ը կուղղի մեկ բիթ սխալը յուրաքանչյուր 2048 բիթում (256 բայթ)՝ օգտագործելով 22 բիթ ECC, կամ մեկ բիթ սխալ յուրաքանչյուր 4096 բիթում (512 բայթ)՝ օգտագործելով 24 բիթ ECC[68]: Եթե ​​ECC-ն չկարողանա շտկել սխալը ընթերցման ընթացքում, այն դեռ կարող է հայտնաբերել սխալը։ Ջնջման կամ ծրագրավորման գործողություններ կատարելիս սարքը կարող է հայտնաբերել բլոկներ, որոնք չեն կարողանում ծրագրավորել կամ ջնջել և նշել դրանք վատ։ Այնուհետև տվյալները գրվում են այլ, լավ բլոկում, և վատ բլոկի քարտեզը թարմացվում է։

Համինգ կոդերը SLC NAND ֆլեշ-ի համար առավել հաճախ օգտագործվող ECC-ն են։ Reed-Solomon ծածկագրերը և BCH կոդերը (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem կոդերը) սովորաբար օգտագործվում են ECC MLC NAND ֆլեշի համար։ Որոշ MLC NAND ֆլեշ չիպեր ներքուստ ստեղծում են համապատասխան BCH սխալի ուղղման կոդերը:[92]

NAND սարքերի մեծ մասը առաքվում է գործարանից որոշ վատ բլոկներով։ Դրանք սովորաբար նշվում են ըստ նշված վատ բլոկի մակնշման ռազմավարության։ Թույլ տալով որոշ վատ բլոկներ, արտադրողները հասնում են շատ ավելի բարձր եկամտաբերության, քան հնարավոր կլիներ, եթե բոլոր բլոկների լավությունը հաստատվեր։ Սա զգալիորեն նվազեցնում է NAND ֆլեշ-ի ծախսերը և միայն մի փոքր նվազեցնում է մասերի պահեստավորման հզորությունը։

NAND հիշողություններից ծրագրակազմ գործարկելիս հաճախ օգտագործվում են վիրտուալ հիշողության ռազմավարություններ. հիշողության բովանդակությունը նախ պետք է էջադրվի կամ պատճենվի հիշողության քարտեզագրված RAM-ում և այնտեղ գործարկվի (հանգեցնելով NAND + RAM-ի ընդհանուր համակցությանը)։ Համակարգում հիշողության կառավարման միավորը (MMU) օգտակար է, բայց դա կարող է իրականացվել նաև ծածկույթների միջոցով։ Այդ իսկ պատճառով որոշ համակարգեր կօգտագործեն NOR և NAND հիշողությունների համակցություն, որտեղ ավելի փոքր NOR հիշողությունն օգտագործվում է որպես ծրագրային ROM, իսկ ավելի մեծ NAND հիշողությունը բաժանվում է ֆայլային համակարգով՝ որպես անկայուն տվյալների պահպանման տարածք օգտագործելու համար։

NAND-ը զոհաբերում է NOR-ի պատահական մուտքի և տեղում կատարվող առավելությունները։ NAND-ը լավագույնս համապատասխանում է տվյալների պահպանման բարձր հզորության պահանջող համակարգերին։ Այն առաջարկում է ավելի մեծ խտություն, ավելի մեծ հզորություններ և ավելի ցածր արժեք։ Այն ունի ավելի արագ ջնջումներ, հաջորդական գրառումներ և հաջորդական ընթերցումներ։

Ստանդարտացում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI) կոչվող խումբը մշակել է ստանդարտացված ցածր մակարդակի ինտերֆեյս NAND ֆլեշ չիպերի համար։ Սա թույլ է տալիս փոխգործունակություն տարբեր վաճառողների համապատասխան NAND սարքերի միջև։ ONFI ճշգրտման տարբերակը 1.0[69]թողարկվել է 2006 թվականի դեկտեմբերի 28-ին։ Այն սահմանում է.

  • Ստանդարտ ֆիզիկական ինտերֆեյս (pinout) NAND ֆլեշի համար TSOP-48, WSOP-48, LGA-52 և BGA-63 փաթեթներում
  • Ստանդարտ հրամանների հավաքածու NAND ֆլեշ չիպերի ընթերցման, գրելու և ջնջելու համար

ONFI խմբին աջակցում են NAND ֆլեշ-ի խոշոր արտադրողները, այդ թվում՝ Hynix-ը, Intel-ը, Micron Technology-ը և Numonyx-ը, ինչպես նաև NAND ֆլեշ չիպեր պարունակող սարքերի խոշոր արտադրողները[70]։

Ֆլեշ սարքերի երկու խոշոր արտադրողներ՝ Toshiba-ն և Samsung-ը, ընտրել են օգտագործել իրենց դիզայնի ինտերֆեյսը, որը հայտնի է որպես Toggle Mode (և այժմ Toggle V2.0): Այս ինտերֆեյսը «Pin-to-Pin» համատեղելի չէ ONFI բնութագրի հետ։ Արդյունքն այն է, որ ապրանքը, որը նախատեսված է մեկ վաճառողի սարքերի համար, կարող է չկարողանալ օգտագործել մեկ այլ վաճառողի սարքերը[71]։

Վաճառողների մի խումբ, այդ թվում՝ Intel-ը, Dell-ը և Microsoft-ը, ձևավորեցին Non-Volatile Memory Host Controller Interface (NVMHCI) աշխատանքային խումբ[72]։ Խմբի նպատակն է ապահովել ստանդարտ ծրագրային և ապարատային ծրագրավորման միջերեսներ ոչ անկայուն հիշողության ենթահամակարգերի համար, ներառյալ PCI Express ավտոբուսին միացված «flash cache» սարքը։

Ֆլեշ ֆայլային համակարգեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության առանձնահատուկ բնութագրերի պատճառով այն լավագույնս օգտագործվում է կա՛մ կարգավորիչի հետ՝ մաշվածության հարթեցման և սխալի ուղղման համար, կա՛մ հատուկ նախագծված ֆլեշ ֆայլային համակարգերի հետ, որոնք տարածում են գրությունները լրատվամիջոցների վրա և լուծում NOR ֆլեշ բլոկների երկար ջնջման ժամանակները։ Ֆլեշ ֆայլային համակարգերի հիմքում ընկած հիմնական հայեցակարգը հետևյալն է. երբ ֆլեշ խանութը պետք է թարմացվի, ֆայլային համակարգը կգրի փոփոխված տվյալների նոր պատճենը թարմ բլոկի վրա, կվերափոխի ֆայլի ցուցիչները, այնուհետև կջնջի հին բլոկը, երբ այն ավելի ուշ։ ժամանակ ունի.

Գործնականում ֆլեշ ֆայլային համակարգերը օգտագործվում են միայն հիշողության տեխնոլոգիական սարքերի (MTD) համար, որոնք ներկառուցված ֆլեշ հիշողություններ են, որոնք չունեն կարգավորիչ։ Շարժական ֆլեշ հիշողության քարտերը, SSD-ները, eMMC/eUFS չիպերը և USB ֆլեշ կրիչները ունեն ներկառուցված կարգավորիչներ՝ մաշվածության հարթեցման և սխալների ուղղման համար, ուստի հատուկ ֆլեշ ֆայլային համակարգի օգտագործումը որևէ առավելություն չի տալիս։

Արտադրողականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բազմաթիվ չիպերը հաճախ դասավորված են կամ կուտակվում են՝ ավելի բարձր հզորություններ ձեռք բերելու համար[73]՝ սպառողական էլեկտրոնային սարքերում օգտագործելու համար, ինչպիսիք են մուլտիմեդիա նվագարկիչները կամ GPS-ները։ Մորի օրենքին հետևելու համար օգտագործվող ֆլեշ չիպերի հզորության ընդլայնումը (աճը), քանի որ դրանք արտադրված են ինտեգրված սխեմաների միևնույն տեխնիկայով և սարքավորումներով։ 3D NAND-ի ներդրումից ի վեր, մասշտաբավորումն այլևս պարտադիր չէ, որ կապված լինի Մուրի օրենքի հետ, քանի որ ավելի փոքր տրանզիստորներ (բջիջներ) այլևս չեն օգտագործվում։

Սպառողական ֆլեշ պահեստավորման սարքերը սովորաբար գովազդվում են օգտագործելի չափերով՝ արտահայտված որպես երկու (2, 4, 8 և այլն) փոքր ամբողջ հզորություն և մեգաբայթ (MB) կամ գիգաբայթ (ԳԲ) նշում; օրինակ՝ 512 ՄԲ, 8 ԳԲ։ Սա ներառում է SSD-ներ, որոնք շուկայավարվում են որպես կոշտ սկավառակի փոխարինում, համաձայն ավանդական կոշտ սկավառակների, որոնք օգտագործում են տասնորդական նախածանցներ[74]։ Այսպիսով, «64 ԳԲ» նշված SSD-ն առնվազն 64 × 10003 բայթ է (64 ԳԲ)։ Օգտատերերի մեծամասնությունը կունենա մի փոքր ավելի քիչ հզորություն, քան դա հասանելի է իրենց ֆայլերի համար՝ ֆայլային համակարգի մետատվյալների կողմից գրավված տարածության պատճառով։

Նրանց ներսում գտնվող ֆլեշ հիշողության չիպերը չափվում են խիստ երկուական բազմապատիկներով, սակայն չիպերի իրական ընդհանուր հզորությունը հնարավոր չէ օգտագործել սկավառակի միջերեսում։ Այն զգալիորեն ավելի մեծ է, քան գովազդվող հզորությունը, որպեսզի թույլ տա գրությունների բաշխում (հագուստի հարթեցում), խնայում, սխալների ուղղման կոդեր և այլ մետատվյալներ, որոնք անհրաժեշտ են սարքի ներքին որոնվածին։

2005 թվականին Toshiba-ն և SanDisk-ը մշակեցին NAND ֆլեշ չիպ, որն ի վիճակի է պահպանել 1 ԳԲ տվյալներ՝ օգտագործելով բազմամակարդակ բջջային (MLC) տեխնոլոգիան, որն ունակ է պահել երկու բիթ տվյալների յուրաքանչյուր բջջում։ 2005 թվականի սեպտեմբերին Samsung Electronics-ը հայտարարեց, որ մշակել է աշխարհում առաջին 2 ԳԲ չիպը[75]։

2006թ. մարտին Samsung-ը հայտարարեց 4 ԳԲ տարողությամբ ֆլեշ կոշտ սկավառակների մասին, ըստ էության, նույն չափի, ինչ փոքր նոութբուքերի կոշտ սկավառակները, իսկ 2006թ. սեպտեմբերին Samsung-ը հայտարարեց 8 ԳԲ չիպի մասին, որն արտադրվել է 40 նմ արտադրական գործընթացի միջոցով[76]։ 2008 թվականի հունվարին SanDisk-ը հայտարարեց իր 16 ԳԲ MicroSDHC և 32 ԳԲ SDHC Plus քարտերի հասանելիության մասին [77][78]։

Ավելի նոր ֆլեշ կրիչներ (2012 թվականի դրությամբ) շատ ավելի մեծ հզորություններ ունեն՝ 64, 128 և 256 ԳԲ պահողությամբ[79]։

Intel-ի և Micron-ի համատեղ մշակումը թույլ կտա արտադրել 32-շերտ 3,5 տերաբայթ (TB[պարզաբանում է անհրաժեշտ]) NAND ֆլեշ կրիչներ և 10 TB ստանդարտ չափսի SSD-ներ։ Սարքը ներառում է 5 փաթեթ՝ 16 × 48 ԳԲ TLC մոդուլների՝ օգտագործելով լողացող դարպասի բջիջների դիզայն[80]։

Ֆլեշ չիպերը շարունակում են արտադրվել 1 ՄԲ-ից ցածր կամ մոտ հզորությամբ (օրինակ՝ BIOS-ROM-ների և ներկառուցված հավելվածների համար)։

2016 թվականի հուլիսին Samsung-ը հայտարարեց 4 TB [պահանջվում է պարզաբանում] Samsung 850 EVO-ն, որն օգտագործում է իր 256 Գբիթանոց 48 շերտով TLC 3D V-NAND-ը[81]։ 2016 թվականի օգոստոսին Samsung-ը հայտարարեց 32 TB 2,5 դյույմանոց SAS SSD՝ հիմնված իրենց 512 Գբիթ 64-շերտ TLC 3D V-NAND-ի վրա։ Ավելին, Samsung-ն ակնկալում է մինչև 2020 թվականը ներկայացնել մինչև 100 TB պահեստով SSD-ներ[82]։

Փոխանցման դրույքաչափեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ֆլեշ հիշողության սարքերը սովորաբար շատ ավելի արագ են կարդում, քան գրում[83]։ Գործողությունը կախված է նաև պահեստավորման կարգավորիչների որակից, որոնք ավելի կարևոր են դառնում, երբ սարքերը մասամբ լի են։ Նույնիսկ այն դեպքում, երբ արտադրության միակ փոփոխությունը կրճատվելն է, համապատասխան կարգավորիչի բացակայությունը կարող է հանգեցնել արագությունների նվազմանը[84]։

Կիրառություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Սերիական ֆլեշ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Սերիական ֆլեշ՝ Silicon Storage Tech SST25VF080B

Սերիական ֆլեշ-ը փոքր, ցածր էներգիայի ֆլեշ հիշողություն է, որն ապահովում է տվյալների միայն սերիական հասանելիություն. առանձին բայթերի հասցեագրման փոխարեն օգտագործողը կարդում կամ գրում է բայթերի մեծ իրար հաջորդող խմբեր հասցեների տարածության մեջ։ Serial Peripheral Interface Bus (SPI) սարքին մուտք գործելու տիպիկ արձանագրություն է։ Ներկառուցված համակարգում ներառվելիս սերիական ֆլեշ-ն ավելի քիչ լարեր է պահանջում PCB-ում, քան զուգահեռ ֆլեշ հիշողությունները, քանի որ այն փոխանցում և ընդունում է տվյալներ մեկ բիթ։ Սա կարող է թույլ տալ նվազեցնել տախտակի տարածությունը, էներգիայի սպառումը և համակարգի ընդհանուր արժեքը։

Կան մի քանի պատճառ, թե ինչու սերիական սարքը, որն ունի ավելի քիչ արտաքին կապում, քան զուգահեռ սարքը, կարող է զգալիորեն նվազեցնել ընդհանուր արժեքը.

  • Շատ ASIC-ներ սահմանափակված են բարձիկներով, ինչը նշանակում է, որ մատիտի չափը սահմանափակվում է մետաղալարերի կապի բարձիկների քանակով, այլ ոչ թե սարքի տրամաբանության համար օգտագործվող դարպասների բարդությամբ և քանակով։ Կապակցման բարձիկները վերացնելն այսպիսով թույլ է տալիս ավելի կոմպակտ ինտեգրալ միացում՝ փոքր չափսի վրա; սա մեծացնում է ձեռագրերի քանակը, որոնք կարող են պատրաստվել վաֆլի վրա, և այդպիսով նվազեցնում է մեկ մատրոնի արժեքը։
  • Արտաքին քորոցների քանակի կրճատումը նաև նվազեցնում է հավաքման և փաթեթավորման ծախսերը։ Սերիական սարքը կարող է փաթեթավորվել ավելի փոքր և պարզ փաթեթով, քան զուգահեռ սարքը։
  • Ավելի փոքր և ավելի ցածր քորոցների քանակի փաթեթները զբաղեցնում են ավելի քիչ PCB տարածք։
  • Ավելի ցածր PIN-հաշվի սարքերը պարզեցնում են PCB-ի երթուղին։

Գոյություն ունեն SPI ֆլեշ-ի երկու հիմնական տեսակ։ Առաջին տեսակը բնութագրվում է փոքր էջերով և մեկ կամ մի քանի ներքին SRAM էջի բուֆերներով, որոնք թույլ են տալիս ամբողջական էջը կարդալ բուֆերում, մասամբ փոփոխվել և այնուհետև հետ գրել (օրինակ՝ Atmel AT45 DataFlash կամ Micron Technology Page Erase NOR Flash ): Երկրորդ տեսակն ունի ավելի մեծ հատվածներ, որտեղ SPI ֆլեշ-ի այս տեսակի մեջ հայտնաբերված ամենափոքր հատվածները 4 կԲ են, բայց դրանք կարող են լինել մինչև 64 կԲ։ Քանի որ SPI ֆլեշ-ի այս տեսակը չունի ներքին SRAM բուֆեր, ամբողջական էջը պետք է կարդալ և փոփոխել նախքան հետ գրելը, ինչը դանդաղեցնում է այն կառավարելը։ Այնուամենայնիվ, երկրորդ տեսակն ավելի էժան է, քան առաջինը և, հետևաբար, լավ ընտրություն է, երբ հավելվածը ստվերում է ծածկագիրը։

Երկու տեսակները հեշտությամբ փոխանակելի չեն, քանի որ նրանք չունեն նույն պինոտը, և հրամանների հավաքածուները անհամատեղելի են։

FPGA-ների մեծ մասը հիմնված է SRAM-ի կազմաձևման բջիջների վրա և պահանջում է արտաքին կազմաձևման սարք, հաճախ սերիական ֆլեշ չիպ, որպեսզի վերաբեռնի կոնֆիգուրացիայի բիթ հոսքը յուրաքանչյուր սնուցման ցիկլում[85]։

Որոնվածի պահեստավորում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ժամանակակից պրոցեսորների աճող արագությամբ զուգահեռ ֆլեշ սարքերը հաճախ շատ ավելի դանդաղ են աշխատում, քան համակարգչի հիշողության ավտոբուսը, որին միացված են։ Ընդհակառակը, ժամանակակից SRAM-ն առաջարկում է մուտքի ժամանակ 10 ns-ից ցածր, մինչդեռ DDR2 SDRAM-ն առաջարկում է մուտքի ժամանակ 20 ns-ից ցածր։ Դրա պատճառով հաճախ ցանկալի է ստվերային ծածկագիրը, որը պահվում է ֆլեշ-ում, RAM-ում; այսինքն՝ կոդը պատճենվում է ֆլեշից RAM-ի մեջ նախքան կատարումը, որպեսզի պրոցեսորը կարողանա մուտք գործել այն ամբողջ արագությամբ։ Սարքի որոնվածը կարող է պահվել սերիական ֆլեշ չիպի մեջ, այնուհետև պատճենվել SDRAM կամ SRAM, երբ սարքը միացված է[86]։ Արտաքին սերիական ֆլեշ սարքի օգտագործումը, այլ ոչ թե չիպային ֆլեշի օգտագործումը, վերացնում է գործընթացի զգալի փոխզիջման անհրաժեշտությունը (արտադրական գործընթացը, որը լավ է բարձր արագության տրամաբանության համար, սովորաբար լավ չէ ֆլեշի համար և հակառակը)։ Երբ որոշվում է որոնվածը կարդալ որպես մեկ մեծ բլոկի, սովորական է ավելացնել սեղմում, որպեսզի թույլ տա ավելի փոքր ֆլեշ չիպ օգտագործել։ Սերիական ֆլեշ-ի տիպիկ հավելվածները ներառում են կոշտ սկավառակների, Ethernet ցանցային ինտերֆեյսի ադապտերների, DSL մոդեմների և այլնի որոնվածը պահելը։

Ֆլեշ հիշողություն՝ որպես կոշտ սկավառակների փոխարինում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Intel mSATA SSD

Ֆլեշ հիշողության ևս մեկ նոր հավելված՝ որպես կոշտ սկավառակների փոխարինում։ Ֆլեշ հիշողությունը չունի կոշտ սկավառակների մեխանիկական սահմանափակումներ և ուշացումներ, ուստի կոշտ կրիչը (SSD) գրավիչ է, երբ հաշվի ենք առնում արագությունը, աղմուկը, էներգիայի սպառումը և հուսալիությունը։ Ֆլեշ կրիչներն ավելի մեծ տարածում են գտել որպես շարժական սարքերի երկրորդային պահեստավորման սարքեր. դրանք նաև օգտագործվում են որպես կոշտ սկավառակների փոխարինիչներ բարձր արդյունավետությամբ աշխատասեղան համակարգիչներում և RAID և SAN ճարտարապետություններով որոշ սերվերներում։

Մնում են ֆլեշ վրա հիմնված SSD-ների որոշ ասպեկտներ, որոնք դրանք դարձնում են ոչ գրավիչ։ Ֆլեշ հիշողության մեկ գիգաբայթի արժեքը զգալիորեն ավելի բարձր է մնում, քան կոշտ սկավառակների արժեքը[87]։ Ֆլեշ հիշողությունը նաև ունի P/E (ծրագիր/ջնջել) ցիկլերի սահմանափակ քանակություն, բայց դա կարծես թե ներկայումս վերահսկվում է, քանի որ ֆլեշ վրա հիմնված SSD-ների երաշխիքները մոտենում են ներկայիս կոշտ սկավառակների երաշխիքներին[88]։ Բացի այդ, SSD-ների վրա ջնջված ֆայլերը կարող են մնալ անորոշ ժամանակով, նախքան թարմ տվյալների վերագրանցումը. ջնջման կամ մանրացման տեխնիկան կամ ծրագրակազմը, որը լավ է աշխատում մագնիսական կոշտ սկավառակի կրիչներում, չի ազդում SSD-ների վրա՝ վտանգելով անվտանգությունը և դատաբժշկական փորձաքննությունը։ Այնուամենայնիվ, այսպես կոչված TRIM հրամանի պատճառով, որն օգտագործվում է պինդ վիճակի կրիչների մեծ մասի կողմից, որը նշում է ջնջված ֆայլի կողմից զբաղեցրած տրամաբանական բլոկի հասցեները որպես չօգտագործված՝ աղբահանությունը հնարավոր դարձնելու համար, տվյալների վերականգնման ծրագրակազմն ի վիճակի չէ վերականգնել դրանցից ջնջված ֆայլերը։

Հարաբերական տվյալների շտեմարանների կամ այլ համակարգերի համար, որոնք պահանջում են ACID գործարքներ, նույնիսկ փոքր քանակությամբ ֆլեշ պահեստավորումը կարող է մեծ արագացումներ առաջարկել սկավառակային կրիչների զանգվածների նկատմամբ[89][90]։

2006 թվականի մայիսին Samsung Electronics-ը հայտարարեց ֆլեշ հիշողության վրա հիմնված երկու ԱՀ-ների՝ Q1-SSD-ը և Q30-SSD-ը, ակնկալվում էր, որ հասանելի դառնան 2006 թվականի հունիսին, որոնք երկուսն էլ օգտագործում էին 32 ԳԲ SSD-ներ և առնվազն սկզբում հասանելի էին միայն Հարավային Կորեայում[91]։ Q1-SSD-ի և Q30-SSD-ի գործարկումը հետաձգվեց և վերջապես առաքվեց 2006 թվականի օգոստոսի վերջին[92]։

Ֆլեշ հիշողության վրա հիմնված առաջին ԱՀ-ն, որը հասանելի դարձավ Sony Vaio UX90-ն էր, որը հայտարարվեց նախնական պատվերի համար 2006 թվականի հունիսի 27-ին և սկսեց առաքվել Ճապոնիա 2006 թվականի հուլիսի 3-ին՝ 16 Գբ ֆլեշ հիշողությամբ կոշտ սկավառակով[93]։ 2006 թվականի սեպտեմբերի վերջին Sony-ն թարմացրեց Vaio UX90-ի ֆլեշ հիշողությունը մինչև 32 Գբ[94]։

2008թ.-ին ներկայացված առաջին MacBook Air-ի հետ որպես տարբերակ առաջարկվում էր պինդ վիճակի սկավառակ, իսկ 2010թ.-ից բոլոր մոդելները առաքվում էին SSD-ով։ Սկսած 2011 թվականի վերջից, որպես IntelUltrabook նախաձեռնության մաս, աճող թվով գերբարակ նոութբուքեր են առաքվում SSD ստանդարտներով։

Կան նաև հիբրիդային տեխնիկա, ինչպիսիք են հիբրիդ սկավառակը և ReadyBoost-ը, որոնք փորձում են համատեղել երկու տեխնոլոգիաների առավելությունները՝ օգտագործելով ֆլեշը որպես արագընթաց ոչ անկայուն քեշ սկավառակի վրա գտնվող ֆայլերի համար, որոնք հաճախ հիշատակվում են, բայց հազվադեպ են փոփոխվում, ինչպիսիք են հավելվածը և օպերացիոն համակարգի գործարկվող ֆայլեր։

Ֆլեշ հիշողություն որպես RAM[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

2012 թվականի դրությամբ փորձեր են արվում օգտագործել ֆլեշ հիշողությունը որպես հիմնական համակարգչային հիշողություն՝ DRAM[95]։

Արխիվային կամ երկարաժամկետ պահպանում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Floating gate-ի տրանզիստորները ֆլեշ պահեստավորման սարքում պահում են լիցքավորում, որը ներկայացնում է տվյալներ։ Այս լիցքը ժամանակի ընթացքում աստիճանաբար արտահոսում է, ինչը հանգեցնում է տրամաբանական սխալների կուտակմանը, որը նաև հայտնի է որպես «bit rot» կամ «bit fading»:

Տվյալների պահպանում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Անհասկանալի է, թե որքան ժամանակ կպահպանվեն ֆլեշ հիշողության տվյալները արխիվային պայմաններում (այսինքն՝ բարենպաստ ջերմաստիճան և խոնավություն՝ հազվադեպ հասանելիությամբ՝ պրոֆիլակտիկ վերաշարադրմամբ կամ առանց դրա)։ Atmel-ի ֆլեշ վրա հիմնված «ATmega» միկրոկառավարիչների տվյալների թերթիկները սովորաբար խոստանում են պահպանման ժամկետներ 20 տարի 85 °C (185 °F) և 100 տարի 25 °C (77 °F) ջերմաստիճանում [96]։

Պահպանման ժամկետը տատանվում է ֆլեշ պահեստավորման տեսակների և մոդելների միջև։ Երբ սնուցվում է և անգործուն վիճակում, տվյալները պահող տրանզիստորների լիցքը պարբերաբար թարմացվում է ֆլեշ պահեստի որոնվածի միջոցով[97]։ Տվյալները պահելու ունակությունը տարբերվում է ֆլեշ պահեստավորման սարքերի միջև՝ կապված որոնվածի, տվյալների ավելորդության և սխալների ուղղման ալգորիթմների տարբերությունների հետ[98]։

CMU-ի 2015 թվականի հոդվածում ասվում է. «Այսօրվա ֆլեշ սարքերը, որոնք չեն պահանջում ֆլեշ թարմացում, ունեն տիպիկ պահպանման տարիք՝ 1 տարի սենյակային ջերմաստիճանում»։ Եվ այդ պահպանման ժամանակը աստիճանաբար նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Երևույթը կարելի է մոդելավորել Արրենիուսի հավասարմամբ[99][100]։

FPGA կոնֆիգուրացիա[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Որոշ FPGA-ներ հիմնված են ֆլեշ կազմաձևման բջիջների վրա, որոնք ուղղակիորեն օգտագործվում են որպես (ծրագրավորվող) անջատիչներ՝ ներքին տարրերը միմյանց միացնելու համար՝ օգտագործելով նույն տեսակի լողացող դարպասի տրանզիստորները, ինչ տվյալների պահպանման սարքերի ֆլեշ տվյալների պահպանման բջիջները։

Արդյունաբերություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Աղբյուրներից մեկը նշում է, որ 2008 թվականին ֆլեշ հիշողության արդյունաբերությունը ներառում է մոտ 9,1 միլիարդ ԱՄՆ դոլար արտադրություն և վաճառք։ Այլ աղբյուրներ նշում են, որ ֆլեշ հիշողության շուկան 2006թ.-ին կազմում էր ավելի քան 20 միլիարդ ԱՄՆ դոլար, ինչը կազմում էր կիսահաղորդիչների ընդհանուր շուկայի ավելի քան ութ տոկոսը և կիսահաղորդչային հիշողության ընդհանուր շուկայի ավելի քան 34 տոկոսը:[166] 2012 թվականին շուկան գնահատվում էր 26,8 միլիարդ դոլար [167] ։ Ֆլեշ հիշողության չիպի արտադրությունը կարող է տևել մինչև 10 շաբաթ։[168]

Արտադրողներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Հետևյալները NAND ֆլեշ հիշողության ամենամեծ արտադրողներն են՝ 2019 թվականի առաջին եռամսյակի տվյալներով:[169]

Առաքումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Flash memory shipments (Կաղապար:Estimation manufactured units)
Year(s) Discrete flash memory chips Flash memory data capacity (gigabytes) Floating-gate MOSFET memory cells (billions)
1992 26,000,000[101] 3[101] 24
1993 73,000,000[101] 17[101] 139
1994 112,000,000[101] 25[101] 203
1995 235,000,000[101] 38[101] 300
1996 359,000,000[101] 140[101] 1121
1997 477 200 000+[102] 317+[102] 2533+
1998 762 195 122[103] 455+[102] 3642+
1999 12,800,000,000[104] 635+[102] 5082+
2000Կաղապար:Ndash2004 134 217 728 000 (NAND)[105] 1 073 741 824 000 (NAND)[105]
2005Կաղապար:Ndash2007 ?
2008 1 226 215 645 (mobile NAND)[106]
2009 1 226 215 645+ (mobile NAND)
2010 7,280,000,000+
2011 8,700,000,000[107]
2012 5 151 515 152 (serial)[108]
2013 [[{{{1}}}|?]]
2014 [[{{{1}}}|?]] 59,000,000,000[109] 118 000 000 000+
2015 7 692 307 692 (NAND)[110] 85,000,000,000[111] 170 000 000 000+
2016 ? 100,000,000,000[112] 200 000 000 000+
2017 ? 148,200,000,000 296 400 000 000+
2018 ? 231,640,000,000 463 280 000 000+
2019 ? ? ?
2020 ? ? ?
1992Կաղապար:Ndash2020 45,358,454,134+ memory chips 758,057,729,630+ gigabytes 2,321,421,837,044 billion+ cells

Ի լրումն առանձին ֆլեշ հիշողության չիպերի, ֆլեշ հիշողությունը ներկառուցված է նաև միկրոկոնտրոլերների (MCU) չիպերի և «System-on-Chip» (SoC) սարքերում[113]։ Ֆլեշ հիշողությունը ներդրված է ARM չիպերում, որոնք 2019 թվականի դրությամբ վաճառել են 150 միլիարդ միավոր ամբողջ աշխարհում[114], և ծրագրավորվող համակարգ-չիպի վրա (PSoC) սարքերում, որոնք վաճառվել են 1,1 միլիարդ միավոր 2012 թվականի դրությամբ [115]։Սա գումարում է առնվազն 151,1 միլիարդ MCU և SoC չիպեր՝ ներկառուցված ֆլեշ հիշողությամբ, ի լրումն 45,4 միլիարդ հայտնի անհատական ֆլեշ չիպերի վաճառքի 2015 թվականի դրությամբ, ընդհանուր առմամբ առնվազն 196,5 միլիարդ չիպեր, որոնք պարունակում են ֆլեշ հիշողություն։

Flash մասշտաբայնություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Իր համեմատաբար պարզ կառուցվածքի և ավելի մեծ հզորության մեծ պահանջարկի շնորհիվ NAND ֆլեշ հիշողությունը էլեկտրոնային սարքերի մեջ ամենաագրեսիվ մասշտաբային տեխնոլոգիան է։ Լավագույն մի քանի արտադրողների միջև ծանր մրցակցությունը միայն ավելացնում է ագրեսիվությունը floating-gate-ի MOSFET-ի նախագծման կանոնի կամ գործընթացի տեխնոլոգիական հանգույցի կրճատման հարցում:Թեև ակնկալվող կրճատման ժամանակացույցը յուրաքանչյուր երեք տարին մեկ երկու գործակից է Մուրի օրենքի սկզբնական տարբերակի համար, այն վերջերս արագացվել է NAND ֆլեշ-ի դեպքում մինչև երկու անգամ երկու տարին մեկ։

ITRS or company 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
ITRS Flash Roadmap 2011[116] 32 nm 22 nm 20 nm 18 nm 16 nm
Updated ITRS Flash Roadmap[117] 17 nm 15 nm 14 nm
Samsung[116][117][118]
(Samsung 3D NAND)[117]
35–20 nm[119] 27 nm 21 nm
(MLC, TLC)
19–16 nm
19–10 nm (MLC, TLC)[120]
19–10 nm
V-NAND (24L)
16–10 nm
V-NAND (32L)
16–10 nm 12–10 nm 12–10 nm
Micron, Intel[116][117][118] 34–25 nm 25 nm 20 nm
(MLC + HKMG)
20 nm
(TLC)
16 nm 16 nm
3D NAND
16 nm
3D NAND
12 nm
3D NAND
12 nm
3D NAND
Toshiba, WD (SanDisk)[116][117][118] 43–32 nm
24 nm (Toshiba)[121]
24 nm 19 nm
(MLC, TLC)
15 nm 15 nm
3D NAND
15 nm
3D NAND
12 nm
3D NAND
12 nm
3D NAND
SK Hynix[116][117][118] 46–35 nm 26 nm 20 nm (MLC) 16 nm 16 nm 16 nm 12 nm 12 nm

Ժամանակացույց[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Date of introduction Chip name Memory Package Capacity
Megabits (Mb), Gigabits (Gb), Terabits (Tb)
Flash type Cell type Layers or
Stacks of Layers
Manufacturer(s) Process Area Ref
1984 ? ? NOR SLC 1 Toshiba ? ? [16]
1985 ? 256 kb NOR SLC 1 Toshiba 2,000 nm ? [122]
1987 ? ? NAND SLC 1 Toshiba ? ?
1989 ? 1 Mb NOR SLC 1 Seeq, Intel ? ? [122]
4 Mb NAND SLC 1 Toshiba 1,000 nm
1991 ? 16 Mb NOR SLC 1 Mitsubishi 600 nm ? [122]
1993 DD28F032SA 32 Mb NOR SLC 1 Intel ? 280 mm² [123][124]
1994 ? 64 Mb NOR SLC 1 NEC 400 nm ? [122]
1995 ? 16 Mb DINOR SLC 1 Mitsubishi, Hitachi ? ? [122][125]
NAND SLC 1 Toshiba ? ? [126]
32 Mb NAND SLC 1 Hitachi, Samsung, Toshiba ? ? [122]
34 Mb Serial SLC 1 SanDisk
1996 ? 64 Mb NAND SLC 1 Hitachi, Mitsubishi 400 nm ? [122]
QLC 1 NEC
128 Mb NAND SLC 1 Samsung, Hitachi ?
1997 ? 32 Mb NOR SLC 1 Intel, Sharp 400 nm ? [127]
NAND SLC 1 AMD, Fujitsu 350 nm
1999 ? 256 Mb NAND SLC 1 Toshiba 250 nm ? [122]
MLC 1 Hitachi 1
2000 ? 32 Mb NOR SLC 1 Toshiba 250 nm ? [122]
64 Mb NOR QLC 1 STMicroelectronics 180 nm
512 Mb NAND SLC 1 Toshiba ? ? [128]
2001 ? 512 Mb NAND MLC 1 Hitachi ? ? [122]
1 Gibit NAND MLC 1 Samsung
1 Toshiba, SanDisk 160 nm ? [129]
2002 ? 512 Mb NROM MLC 1 Saifun 170 nm ? [122]
2 Gb NAND SLC 1 Samsung, Toshiba ? ? [130][131]
2003 ? 128 Mb NOR MLC 1 Intel 130 nm ? [122]
1 Gb NAND MLC 1 Hitachi
2004 ? 8 Gb NAND SLC 1 Samsung 60 nm ? [130]
2005 ? 16 Gb NAND SLC 1 Samsung 50 nm ? [119]
2006 ? 32 Gb NAND SLC 1 Samsung 40 nm
Apr-07 THGAM 128 Gb Stacked NAND SLC Toshiba 56 nm 252 mm² [132]
Sep-07 ? 128 Gb Stacked NAND SLC Hynix ? ? [133]
2008 THGBM 256 Gb Stacked NAND SLC Toshiba 43 nm 353 mm² [134]
2009 ? 32 Gb NAND TLC Toshiba 32 nm 113 mm² [135]
64 Gb NAND QLC Toshiba, SanDisk 43 nm ? [135][136]
2010 ? 64 Gb NAND SLC Hynix 20 nm ? [137]
TLC Samsung 20 nm ? [119]
THGBM2 1 Tb Stacked NAND QLC Toshiba 32 nm 374 mm² [138]
2011 KLMCG8GE4A 512 Gb Stacked NAND MLC Samsung ? 192 mm² [139]
2013 ? ? NAND SLC SK Hynix 16 nm ? [137]
128 Gb V-NAND TLC Samsung 10 nm ?
2015 ? 256 Gb V-NAND TLC Samsung ? ? [120]
2017 eUFS 2.1 512 Gb V-NAND TLC 8 of 64 Samsung ? ? [140]
768 Gb V-NAND QLC Toshiba ? ? [141]
KLUFG8R1EM 4 Tb Stacked V-NAND TLC Samsung ? 150 mm² [140]
2018 ? 1 Tb V-NAND QLC Samsung ? ? [142]
1.33 Tb V-NAND QLC Toshiba ? 158 mm² [143][144]
2019 ? 512 Gb V-NAND QLC Samsung ? ? [145][146]
1 Tb V-NAND TLC SK Hynix ? ? [147]
eUFS 2.1 1 Tb Stacked V-NAND[148] QLC 16 of 64 Samsung ? 150 mm² [145][146][149]

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. «A Flash Storage Technical and Economic Primer»։ FlashStorage.com։ 30 March 2015։ Արխիվացված է օրիգինալից 20 July 2015-ին 
  2. «What is Flash Memory»։ Bitwarsoft.com։ 22 July 2020 
  3. https://www.micron.com/-/media/client/global/documents/products/technical-note/dram-modules/tn_04_42.pdf?rev=e5a1537ce3214de5b695f17c340fd023 Կաղապար:Bare URL PDF
  4. «What is serial presence detect (SPD)? - Definition from WhatIs.com»։ WhatIs.com 
  5. Shilov Anton։ «Samsung Starts Production of 1 TB eUFS 2.1 Storage for Smartphones»։ AnandTech.com 
  6. Shilov Anton։ «Samsung Starts Production of 512 GB UFS NAND Flash Memory: 64-Layer V-NAND, 860 MB/s Reads»։ AnandTech.com 
  7. Kim Chulbum, Cho Ji-Ho, Jeong Woopyo, Park Il-han, Park Hyun-Wook, Kim Doo-Hyun, Kang Daewoon, Lee Sunghoon, Lee Ji-Sang, Kim Wontae, Park Jiyoon, Ahn Yang-lo, Lee Jiyoung, Lee Jong-Hoon, Kim Seungbum, Yoon Hyun-Jun, Yu Jaedoeg, Choi Nayoung, Kwon Yelim, Kim Nahyun, Jang Hwajun, Park Jonghoon, Song Seunghwan, Park Yongha, Bang Jinbae, Hong Sangki, Jeong Byunghoon, Kim Hyun-Jin, Lee Chunan և այլք: (2017)։ «11.4 a 512Gb 3b/Cell 64-stacked WL 3D V-NAND flash memory»։ 2017 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)։ էջեր 202–203։ ISBN 978-1-5090-3758-2։ doi:10.1109/ISSCC.2017.7870331 
  8. «Samsung enables 1TB eUFS 2.1 smartphones - Storage - News - HEXUS.net»։ m.hexus.net 
  9. «Not just a flash in the pan»։ The Economist։ 11 March 2006։ Վերցված է 10 September 2019 
  10. Bez R., Pirovano A. (2019)։ Advances in Non-Volatile Memory and Storage Technology։ Woodhead Publishing։ ISBN 9780081025857 
  11. «1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated»։ The Silicon Engine (Computer History Museum) 
  12. «1971: Reusable semiconductor ROM introduced»։ Computer History Museum։ Վերցված է 19 June 2019 
  13. Fulford Adel (24 June 2002)։ «Unsung hero»։ Forbes։ Արխիվացված է օրիգինալից 3 March 2008-ին։ Վերցված է 18 March 2008 
  14. «How ROM Works»։ HowStuffWorks։ 29 August 2000։ Վերցված է 10 September 2019 
  15. «NAND Flash Memory: 25 Years of Invention, Development - Data Storage - News & Reviews - eWeek.com»։ eweek.com 
  16. 16,0 16,1 «Toshiba: Inventor of Flash Memory»։ Toshiba։ Վերցված է 20 June 2019 
  17. Masuoka F., Asano M., Iwahashi H., Komuro T., Tanaka S. (December 1984)։ «A new flash E2PROM cell using triple polysilicon technology»։ 1984 International Electron Devices Meeting: 464–467։ doi:10.1109/IEDM.1984.190752 
  18. Masuoka F., Momodomi M., Iwata Y., Shirota R. (1987)։ «New ultra high density EPROM and flash EEPROM with NAND structure cell»։ Electron Devices Meeting, 1987 International։ IEDM 1987։ IEEE։ doi:10.1109/IEDM.1987.191485 
  19. «1987: Toshiba Launches NAND Flash»։ eWeek։ 11 April 2012։ Վերցված է 20 June 2019 
  20. Tal Arie (February 2002)։ «NAND vs. NOR flash technology: The designer should weigh the options when using flash memory»։ Արխիվացված է օրիգինալից 28 July 2010-ին։ Վերցված է 31 July 2010 
  21. «H8S/2357 Group, H8S/2357F-ZTATTM, H8S/2398F-ZTATTM Hardware Manual, Section 19.6.1»։ Renesas։ October 2004։ Վերցված է 23 January 2012։ «The flash memory can be reprogrammed up to 100 times.» 
  22. «AMD DL160 and DL320 Series Flash: New Densities, New Features»։ AMD։ July 2003։ Արխիվացված է օրիգինալից 24 September 2015-ին։ Վերցված է 13 November 2014։ «The devices offer single-power-supply operation (2.7 V to 3.6 V), sector architecture, Embedded Algorithms, high performance, and a 1,000,000 program/erase cycle endurance guarantee.» 
  23. James Dick (2014)։ «3D ICs in the real world»։ 25th Annual SEMI Advanced Semiconductor Manufacturing Conference (ASMC 2014): 113–119։ ISBN 978-1-4799-3944-2։ doi:10.1109/ASMC.2014.6846988 
  24. «NEC: News Release 97/10/28-01»։ www.nec.co.jp 
  25. Basinger, Matt (18 January 2007), PSoC Designer Device Selection Guide, AN2209, արխիվացված օրիգինալից 31 October 2009-ին, https://web.archive.org/web/20091031121330/http://www.psocdeveloper.com/uploads/tx_piapappnote/an2209_03.pdf, վերցված է 19 May 2022, «The PSoC ... utilizes a unique Flash process: SONOS» 
  26. «2.1.1 Flash Memory»։ www.iue.tuwien.ac.at 
  27. «Floating Gate MOS Memory»։ www.princeton.edu 
  28. «Flash Memory Reliability, Life & Wear » Electronics Notes» 
  29. https://www.hyperstone.com/en/Solid-State-bit-density-and-the-Flash-Memory-Controller-1235,12728.html, Solid State bit density, and the Flash Memory Controller, Retrieved 29. May 2018
  30. Yasufuku, Tadashi; Ishida, Koichi; Miyamoto, Shinji; Nakai, Hiroto; Takamiya, Makoto; Sakurai, Takayasu; Takeuchi, Ken (2009), Proceedings of the 14th ACM/IEEE international symposium on Low power electronics and design - ISLPED '09, pp. 87–92, doi:10.1145/1594233.1594253, ISBN 9781605586847, http://www.computer.org/csdl/proceedings/islped/2009/8684/00/86840087-abs.html  (abstract).
  31. Micheloni, Rino; Marelli, Alessia; Eshghi, Kam (2012), Inside Solid State Drives (SSDs), ISBN 9789400751460, https://books.google.com/books?id=8LS3egzcBG4C&pg=PA188 
  32. Micheloni, Rino; Crippa, Luca (2010), Inside NAND Flash Memories, ISBN 9789048194315, https://books.google.com/books?id=vaq11vKwo_kC&pg=PA530  In particular, pp 515-536: K. Takeuchi. "Low power 3D-integrated SSD"
  33. Mozel, Tracey (2009), CMOSET Fall 2009 Circuits and Memories Track Presentation Slides, ISBN 9781927500217, https://books.google.com/books?id=XlbOf-m8fdYC&pg=RA5-PA3 
  34. Tadashi Yasufuku et al., "Inductor and TSV Design of 20-V Boost Converter for Low Power 3D Solid State Drive with NAND Flash Memories" Archived 4 February 2016 at the Wayback Machine.. 2010.
  35. Hatanaka, T. and Takeuchi, K. "4-times faster rising VPASS (10V), 15% lower power VPGM (20V), wide output voltage range voltage generator system for 4-times faster 3D-integrated solid-state drives". 2011.
  36. Takeuchi, K., "Low power 3D-integrated Solid-State Drive (SSD) with adaptive voltage generator". 2010.
  37. Ishida, K. et al., "1.8 V Low-Transient-Energy Adaptive Program-Voltage Generator Based on Boost Converter for 3D-Integrated NAND Flash SSD". 2011.
  38. A. H. Johnston, "Space Radiation Effects in Advanced Flash Memories" Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine.. NASA Electronic Parts and Packaging Program (NEPP). 2001. "... internal transistors used for the charge pump and erase/write control have much thicker oxides because of the requirement for high voltage. This causes flash devices to be considerably more sensitive to total dose damage compared to other ULSI technologies. It also implies that write and erase functions will be the first parameters to fail from total dose. ... Flash memories will work at much higher radiation levels in the read mode. ... The charge pumps that are required to generate the high voltage for erasing and writing are usually the most sensitive circuit functions, usually failing below 10 krad(SI)."
  39. Zitlaw Cliff։ «The Future of NOR Flash Memory»։ Memory Designline։ UBM Media։ Վերցված է 3 May 2011 
  40. Shimpi Anand Lal։ «The Intel SSD 710 (200GB) Review»։ www.anandtech.com 
  41. https://www.hyperstone.com/en/NAND-Flash-controllers-The-key-to-endurance-and-reliability-1256,12728.html NAND Flash Controllers - The key to endurance and reliability, Retrieved 7. June 2018
  42. «Samsung moves into mass production of 3D flash memory»։ Gizmag.com։ 27 August 2013։ Արխիվացված է օրիգինալից 27 August 2013-ին։ Վերցված է 2013-08-27 
  43. «Toshiba announces new "3D" NAND flash technology»։ Engadget։ 2007-06-12։ Վերցված է 10 July 2019 
  44. «Samsung Introduces World's First 3D V-NAND Based SSD for Enterprise Applications | Samsung | Samsung Semiconductor Global Website»։ Samsung.com 
  45. Clarke Peter։ «Samsung Confirms 24 Layers in 3D NAND»։ EETimes 
  46. «Samsung Electronics Starts Mass Production of Industry First 3-bit 3D V-NAND Flash Memory»։ news.samsung.com 
  47. «Samsung V-NAND technology»։ Samsung Electronics։ September 2014։ Արխիվացված է օրիգինալից 2016-03-27-ին։ Վերցված է 2016-03-27 
  48. Tallis Billy։ «Micron Announces 176-layer 3D NAND»։ www.anandtech.com 
  49. «Samsung said to be developing industry's first 160-layer NAND flash memory chip»։ TechSpot 
  50. «Toshiba's Cost Model for 3D NAND»։ www.linkedin.com 
  51. Calculating the Maximum Density and Equivalent 2D Design Rule of 3D NAND Flash https://www.linkedin.com/pulse/calculating-maximum-density-equivalent-2d-design-rule-frederick-chen https://semiwiki.com/lithography/296121-calculating-the-maximum-density-and-equivalent-2d-design-rule-of-3d-nand-flash/
  52. "AVR105: Power Efficient High Endurance Parameter Storage in Flash Memory". p. 3
  53. Jonathan Thatcher, Fusion-io; Tom Coughlin, Coughlin Associates; Jim Handy, Objective-Analysis; Neal Ekker, Texas Memory Systems (April 2009)։ «NAND Flash Solid State Storage for the Enterprise, An In-depth Look at Reliability»։ Solid State Storage Initiative (SSSI) of the Storage Network Industry Association (SNIA)։ Արխիվացված է օրիգինալից 14 October 2011-ին։ Վերցված է 6 December 2011 
  54. «Micron Collaborates with Sun Microsystems to Extend Lifespan of Flash-Based Storage, Achieves One Million Write Cycles» (Press release)։ Micron Technology, Inc.։ 17 December 2008։ Արխիվացված է օրիգինալից 4 March 2016-ին 
  55. «Taiwan engineers defeat limits of flash memory»։ phys.org։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 February 2016-ին 
  56. «Flash memory made immortal by fiery heat»։ theregister.co.uk։ Արխիվացված է օրիգինալից 13 September 2017-ին 
  57. «Flash memory breakthrough could lead to even more reliable data storage»։ news.yahoo.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 21 December 2012-ին 
  58. Richard Blish. "Dose Minimization During X-ray Inspection of Surface-Mounted Flash ICs" Archived 20 February 2016 at the Wayback Machine.. p. 1.
  59. Richard Blish. "Impact of X-Ray Inspection on Spansion Flash Memory" Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine.
  60. «SanDisk Extreme PRO SDHC/SDXC UHS-I Memory Card»։ Արխիվացված է օրիգինալից 27 January 2016-ին։ Վերցված է 2016-02-03 
  61. «Samsung 32GB USB 3.0 Flash Drive FIT MUF-32BB/AM»։ Արխիվացված է օրիգինալից 3 February 2016-ին։ Վերցված է 2016-02-03 
  62. Spansion. "What Types of ECC Should Be Used on Flash Memory?" Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine.. 2011.
  63. «DSstar: TOSHIBA ANNOUNCES 0.13 MICRON 1GB MONOLITHIC NAND»։ Tgc.com։ 2002-04-23։ Արխիվացված է օրիգինալից 27 December 2012-ին։ Վերցված է 2013-08-27 
  64. Kim Jesung, Kim John Min, Noh Sam H., Min Sang Lyul, Cho Yookun (May 2002)։ «A Space-Efficient Flash Translation Layer for CompactFlash Systems»։ Proceedings of the IEEE 48 (2)։ էջեր 366–375։ doi:10.1109/TCE.2002.1010143 
  65. TN-29-07: Small-Block vs. Large-Block NAND flash Devices Archived 8 June 2013 at the Wayback Machine. Explains 512+16 and 2048+64-byte blocks
  66. AN10860 LPC313x NAND flash data and bad block management Archived 3 March 2016 at the Wayback Machine. Explains 4096+128-byte blocks.
  67. Thatcher Jonathan (18 August 2009)։ «NAND Flash Solid State Storage Performance and Capability – an In-depth Look»։ SNIA։ Արխիվացված է օրիգինալից 7 September 2012-ին։ Վերցված է 2012-08-28 
  68. «Samsung ECC algorithm»։ Samsung։ June 2008։ Արխիվացված է օրիգինալից 12 October 2008-ին։ Վերցված է 15 August 2008 
  69. «Open NAND Flash Interface Specification»։ Open NAND Flash Interface։ 28 December 2006։ Արխիվացված է օրիգինալից 27 July 2011-ին։ Վերցված է 31 July 2010 
  70. A list of ONFi members is available at «Membership - ONFi»։ Արխիվացված է օրիգինալից 29 August 2009-ին։ Վերցված է 2009-09-21 
  71. «Toshiba Introduces Double Data Rate Toggle Mode NAND in MLC And SLC Configurations»։ toshiba.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 25 December 2015-ին 
  72. «Dell, Intel And Microsoft Join Forces To Increase Adoption of NAND-Based Flash Memory in PC Platforms»։ REDMOND, Wash: Microsoft։ 30 May 2007։ Արխիվացված է օրիգինալից 12 August 2014-ին։ Վերցված է 12 August 2014 
  73. «Flash vs DRAM follow-up: chip stacking»։ The Daily Circuit։ 22 April 2012։ Արխիվացված է օրիգինալից 24 November 2012-ին։ Վերցված է 22 April 2012 
  74. «Computer data storage unit conversion - non-SI quantity»։ Արխիվացված է օրիգինալից 8 May 2015-ին։ Վերցված է 2015-05-20 
  75. Shilov Anton (12 September 2005)։ «Samsung Unveils 2GB Flash Memory Chip»։ X-bit labs։ Արխիվացված է օրիգինալից 24 December 2008-ին։ Վերցված է 30 November 2008 
  76. Gruener Wolfgang (11 September 2006)։ «Samsung announces 40 nm Flash, predicts 20 nm devices»։ TG Daily։ Արխիվացված է օրիգինալից 23 March 2008-ին։ Վերցված է 30 November 2008 
  77. «SanDisk Media Center»։ sandisk.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 19 December 2008-ին 
  78. «SanDisk Media Center»։ sandisk.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 19 December 2008-ին 
  79. https://www.pcworld.com/article/225370/look_out_for_the_256gb_thumb_drive_and_the_128gb_tablet.html(չաշխատող հղում); «Kingston outs the first 256GB flash drive»։ Արխիվացված է օրիգինալից 8 July 2017-ին։ Վերցված է 2017-08-28  20 July 2009, Kingston DataTraveler 300 is 256 GB.
  80. Borghino Dario (31 March 2015)։ «3D flash technology moves forward with 10 TB SSDs and the first 48-layer memory cells»։ Gizmag։ Արխիվացված է օրիգինալից 18 May 2015-ին։ Վերցված է 31 March 2015 
  81. «Samsung Launches Monster 4TB 850 EVO SSD Priced at $1,499 | Custom PC Review»։ Custom PC Review։ 2016-07-13։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 October 2016-ին։ Վերցված է 2016-10-08 
  82. «Samsung Unveils 32TB SSD Leveraging 4th Gen 64-Layer 3D V-NAND | Custom PC Review»։ Custom PC Review։ 2016-08-11։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 October 2016-ին։ Վերցված է 2016-10-08 
  83. Master Neal, Andrews Mathew, Hick Jason, Canon Shane, Wright Nicholas (2010)։ «Performance analysis of commodity and enterprise class flash devices»։ IEEE Petascale Data Storage Workshop։ Արխիվացված է օրիգինալից 6 May 2016-ին 
  84. «DailyTech - Samsung Confirms 32nm Flash Problems, Working on New SSD Controller»։ dailytech.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 4 March 2016-ին։ Վերցված է 3 October 2009 
  85. Clive Maxfield. "Bebop to the Boolean Boogie: An Unconventional Guide to Electronics". p. 232.
  86. Many serial flash devices implement a bulk read mode and incorporate an internal address counter, so that it is trivial to configure them to transfer their entire contents to RAM on power-up. When clocked at 50 MHz, for example, a serial flash could transfer a 64 Mbit firmware image in less than two seconds.
  87. Lyth0s (17 March 2011)։ «SSD vs. HDD»։ elitepcbuilding.com։ Արխիվացված է օրիգինալից 20 August 2011-ին։ Վերցված է 11 July 2011 
  88. «Flash Solid State Disks – Inferior Technology or Closet Superstar?»։ STORAGEsearch։ Արխիվացված է օրիգինալից 24 December 2008-ին։ Վերցված է 30 November 2008 
  89. Vadim Tkachenko (2012-09-12)։ «Intel SSD 910 vs HDD RAID in tpcc-mysql benchmark»։ MySQL Performance Blog 
  90. Matsunobu, Yoshinori. "SSD Deployment Strategies for MySQL." Archived 3 March 2016 at the Wayback Machine. Sun Microsystems, 15 April 2010.
  91. «Samsung Electronics Launches the World's First PCs with NAND Flash-based Solid State Disk»։ Press Release։ Samsung։ 24 May 2006։ Արխիվացված է օրիգինալից 20 December 2008-ին։ Վերցված է 30 November 2008 
  92. «Samsung's SSD Notebook» 
  93. «文庫本サイズのVAIO「type U」 フラッシュメモリー搭載モデル発売»։ Sony.jp (ճապոներեն) 
  94. «Sony Vaio UX UMPC – now with 32 GB Flash memory | NBnews.info. Laptop and notebook news, reviews, test, specs, price | Каталог ноутбуков, ультрабуков и планшетов, новости, обзоры» 
  95. Douglas Perry (2012) Princeton: Replacing RAM with Flash Can Save Massive Power.
  96. «8-Bit AVR Microcontroller ATmega32A Datasheet Complete»։ 2016-02-19։ էջ 18։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 April 2016-ին։ Վերցված է 2016-05-29։ «Reliability Qualification results show that the projected data retention failure rate is much less than 1 PPM over 20 years at 85 °C or 100 years at 25 °C» 
  97. «Understanding Life Expectancy of Flash Storage»։ www.ni.com (անգլերեն)։ 2020-07-23։ Վերցված է 2020-12-19 
  98. «On Hacking MicroSD Cards « bunnie's blog» 
  99. «Data Retention in MLC NAND Flash Memory: Characterization, Optimization, and Recovery»։ 2015-01-27։ էջ 10։ Արխիվացված է օրիգինալից 7 October 2016-ին։ Վերցված է 2016-04-27 
  100. «JEDEC SSD Specifications Explained»։ p. 27 
  101. 101,0 101,1 101,2 101,3 101,4 101,5 101,6 101,7 101,8 101,9 «The Flash Memory Market»։ Integrated Circuit Engineering Corporation։ Smithsonian Institution։ 1997։ էջ 4։ Վերցված է 16 October 2019 
  102. 102,0 102,1 102,2 102,3 Cappelletti Paulo, Golla Carla, Olivo Piero, Zanoni Enrico (2013)։ Flash Memories։ Springer Science & Business Media։ էջ 32։ ISBN 9781461550150 
  103. «Not Flashing Quite As Fast»։ Electronic Business (Cahners Publishing Company) 26 (7–13): 504։ 2000։ «Unit shipments increased 64% in 1999 from the prior year, and are forecast to increase 44% to 1.8 billion units in 2000.» 
  104. Sze Simon Min։ «EVOLUTION OF NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY: From Invention to Nanocrystal Memory»։ CERN։ National Yang Ming Chiao Tung University։ էջ 41։ Վերցված է 22 October 2019 
  105. 105,0 105,1 Handy Jim (26 May 2014)։ «How Many Transistors Have Ever Shipped?»։ Forbes։ Վերցված է 21 October 2019 
  106. «【Market View】Major events in the 2008 DRAM industry; End application demand remains weak, 2009 NAND Flash demand bit growth being revised down to 81%»։ DRAMeXchange։ 30 December 2008։ Վերցված է 16 October 2019 
  107. «Samsung to unveil new mass-storage memory cards»։ The Korea Times։ 29 August 2012։ Վերցված է 16 October 2019 
  108. «Winbond Top Serial Flash Memory Supplier Worldwide, Ships 1.7 Billion Units in 2012, Ramps 58nm Production»։ Business Wire (Winbond)։ 10 April 2013։ Վերցված է 16 October 2019 
  109. Shilov Anton (1 October 2015)։ «Samsung: NAND flash industry will triple output to 253EB by 2020»։ KitGuru։ Վերցված է 16 October 2019 
  110. «Flash memory prices rebound as makers introduce larger-capacity chips»։ Nikkei Asian Review (Nikkei, Inc.)։ 21 July 2016։ Վերցված է 16 October 2019 
  111. Tidwell William (30 August 2016)։ «Data 9, Storage 1 - NAND Production Falls Behind in the Age of Hyperscale»։ Seeking Alpha։ Վերցված է 17 October 2019 
  112. Coughlin Thomas M. (2017)։ Digital Storage in Consumer Electronics: The Essential Guide։ Springer։ էջ 217։ ISBN 9783319699073 
  113. Yiu Joseph (February 2015)։ «Embedded Processors»։ ARM։ Embedded World 2015։ Վերցված է 23 October 2019 
  114. Smith Ryan (8 October 2019)։ «Arm TechCon 2019 Keynote Live Blog (Starts at 10am PT/17:00 UTC)»։ AnandTech։ Վերցված է 15 October 2019 
  115. «2011 Annual Report»։ Cypress Semiconductor։ 2012։ Արխիվացված է օրիգինալից 16 October 2019-ին։ Վերցված է 16 October 2019 
  116. 116,0 116,1 116,2 116,3 116,4 «Technology Roadmap for NAND Flash Memory»։ techinsights։ April 2013։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 January 2015-ին։ Վերցված է 9 January 2015 
  117. 117,0 117,1 117,2 117,3 117,4 117,5 «Technology Roadmap for NAND Flash Memory»։ techinsights։ April 2014։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 January 2015-ին։ Վերցված է 9 January 2015 
  118. 118,0 118,1 118,2 118,3 «NAND Flash Memory Roadmap»։ TechInsights։ June 2016։ Արխիվացված է օրիգինալից 25 June 2018-ին։ Վերցված է 25 June 2018 
  119. 119,0 119,1 119,2 «History»։ Samsung Electronics։ Samsung։ Վերցված է 19 June 2019 
  120. 120,0 120,1 «Samsung Mass Producing 128Gb 3-bit MLC NAND Flash»։ Tom's Hardware։ 11 April 2013։ Արխիվացված է օրիգինալից 21 June 2019-ին։ Վերցված է 21 June 2019 
  121. «Toshiba : News Release (31 Aug, 2010): Toshiba launches 24nm process NAND flash memory»։ Toshiba.co.jp 
  122. 122,00 122,01 122,02 122,03 122,04 122,05 122,06 122,07 122,08 122,09 122,10 122,11 «Memory»։ STOL (Semiconductor Technology Online)։ Վերցված է 25 June 2019 
  123. «A chronological list of Intel products. The products are sorted by date.»։ Intel museum։ Intel Corporation։ July 2005։ Արխիվացված է օրիգինալից 9 August 2007-ին։ Վերցված է 31 July 2007 
  124. «DD28F032SA Datasheet»։ Intel։ Վերցված է 27 June 2019 
  125. «Japanese Company Profiles»։ Smithsonian Institution։ 1996։ Վերցված է 27 June 2019 
  126. «Toshiba to Introduce Flash Memory Cards»։ Toshiba։ 2 March 1995։ Վերցված է 20 June 2019 
  127. «WORLDWIDE IC MANUFACTURERS»։ Smithsonian Institution։ 1997։ Վերցված է 10 July 2019 
  128. «TOSHIBA ANNOUNCES 0.13 MICRON 1Gb MONOLITHIC NAND FEATURING LARGE BLOCK SIZE FOR IMPROVED WRITE/ERASE SPEED PERFORMANCE»։ Toshiba։ 9 September 2002։ Արխիվացված է օրիգինալից 11 March 2006-ին։ Վերցված է 11 March 2006 
  129. «TOSHIBA AND SANDISK INTRODUCE A ONE GIGABIT NAND FLASH MEMORY CHIP, DOUBLING CAPACITY OF FUTURE FLASH PRODUCTS»։ Toshiba։ 12 November 2001։ Վերցված է 20 June 2019 
  130. 130,0 130,1 «Our Proud Heritage from 2000 to 2009»։ Samsung Semiconductor։ Samsung։ Վերցված է 25 June 2019 
  131. «TOSHIBA ANNOUNCES 1 GIGABYTE COMPACTFLASH™CARD»։ Toshiba։ 9 September 2002։ Արխիվացված է օրիգինալից 11 March 2006-ին։ Վերցված է 11 March 2006 
  132. «TOSHIBA COMMERCIALIZES INDUSTRY'S HIGHEST CAPACITY EMBEDDED NAND FLASH MEMORY FOR MOBILE CONSUMER PRODUCTS»։ Toshiba։ 17 April 2007։ Արխիվացված է օրիգինալից 23 November 2010-ին։ Վերցված է 23 November 2010 
  133. «Hynix Surprises NAND Chip Industry»։ The Korea Times։ 5 September 2007։ Վերցված է 8 July 2019 
  134. «Toshiba Launches the Largest Density Embedded NAND Flash Memory Devices»։ Toshiba։ 7 August 2008։ Վերցված է 21 June 2019 
  135. 135,0 135,1 «Toshiba Makes Major Advances in NAND Flash Memory with 3-bit-per-cell 32nm generation and with 4-bit-per-cell 43nm technology»։ Toshiba։ 11 February 2009։ Վերցված է 21 June 2019 
  136. «SanDisk ships world's first memory cards with 64 gigabit X4 NAND flash»։ SlashGear։ 13 October 2009։ Վերցված է 20 June 2019 
  137. 137,0 137,1 «History: 2010s»։ SK Hynix։ Արխիվացված է օրիգինալից 17 May 2021-ին։ Վերցված է 8 July 2019 
  138. «Toshiba Launches Industry's Largest Embedded NAND Flash Memory Modules»։ Toshiba։ 17 June 2010։ Վերցված է 21 June 2019 
  139. «Samsung e·MMC Product family»։ Samsung Electronics։ December 2011։ Վերցված է 15 July 2019 
  140. 140,0 140,1 Shilov Anton (5 December 2017)։ «Samsung Starts Production of 512 GB UFS NAND Flash Memory: 64-Layer V-NAND, 860 MB/s Reads»։ AnandTech։ Վերցված է 23 June 2019 
  141. «Toshiba Develops World's First 4-bit Per Cell QLC NAND Flash Memory»։ TechPowerUp։ 28 June 2017։ Վերցված է 20 June 2019 
  142. Shilov Anton (6 August 2018)։ «Samsung Starts Mass Production of QLC V-NAND-Based SSDs»։ AnandTech։ Վերցված է 23 June 2019 
  143. «Toshiba's flash chips could boost SSD capacity by 500 percent»։ Engadget։ 20 July 2018։ Վերցված է 23 June 2019 
  144. McGrath Dylan (20 February 2019)։ «Toshiba Claims Highest-Capacity NAND»։ EE Times։ Վերցված է 23 June 2019 
  145. 145,0 145,1 Manners David (30 January 2019)։ «Samsung makes 1TB flash eUFS module»։ Electronics Weekly։ Վերցված է 23 June 2019 
  146. 146,0 146,1 Tallis Billy (17 October 2018)։ «Samsung Shares SSD Roadmap for QLC NAND And 96-layer 3D NAND»։ AnandTech։ Վերցված է 27 June 2019 
  147. Shilov Anton (26 June 2019)։ «SK Hynix Starts Production of 128-Layer 4D NAND, 176-Layer Being Developed»։ AnandTech։ Վերցված է 8 July 2019 
  148. Mu-Hyun Cho։ «Samsung produces 1TB eUFS memory for smartphones»։ ZDNet 
  149. «Samsung Breaks Terabyte Threshold for Smartphone Storage with Industry's First 1TB Embedded Universal Flash Storage»։ Samsung։ 30 January 2019։ Վերցված է 13 July 2019