De nombreux experts s'accordent à dire que l'une des principales raisons de la demande sans précédent de mémoire flash était le développement du marché des communications mobiles, mais pas seulement. Comme vous le savez, la mémoire flash est l'un des types de mémoire non volatile. Le fonctionnement d'une cellule de stockage de ce type de mémoire repose sur l'effet physique Fowler-Nordheim associé à l'injection de charges par avalanche dans des transistors à effet de champ. Comme dans le cas de l'EEPROM, le contenu de la mémoire flash est programmé électriquement, mais son principal avantage par rapport à la même EEPROM est une vitesse d'accès élevée et un effacement assez rapide des informations. On pense que le nom « flash » en relation avec le type de mémoire est traduit par « flash ». En fait, ce n'est pas vrai. Une version de l’apparition de ce terme est celle pour la première fois en 1989-90. Les spécialistes de Toshiba ont utilisé le mot flash pour signifier « rapide, instantané » pour décrire leurs nouvelles puces.

Actuellement, il existe deux structures principales pour construire une mémoire flash : la mémoire basée sur des cellules NOR (fonction NOR logique) et NAND (fonction NAND logique). La structure NOR est constituée de cellules de stockage d'informations élémentaires connectées en parallèle (Fig. 1). Cette organisation de cellules permet un accès aléatoire aux données et un enregistrement des informations octet par octet. La structure NAND est basée sur le principe de connexion séquentielle de cellules élémentaires qui forment des groupes (16 cellules dans un groupe), qui sont regroupées en pages, et les pages en blocs (Fig. 2). Avec cette construction d’une matrice mémoire, l’accès à des cellules individuelles est impossible. La programmation s'effectue simultanément sur une seule page et lors de l'effacement, l'accès se produit à des blocs ou à des groupes de blocs.

Une cellule de mémoire flash traditionnelle est un transistor doté de deux grilles isolées : une grille de contrôle et une grille flottante. Une caractéristique importante de ce dernier est la capacité à retenir des électrons, c’est-à-dire une charge. De plus, la cellule contient des électrodes dites « drain » et « source ». Lors de la programmation entre eux, en raison de l'influence d'un champ positif sur la porte de contrôle, un canal est créé - un flux d'électrons. Certains électrons, en raison de la présence d’une énergie plus élevée, dépassent la couche isolante et tombent sur la grille flottante. Ils peuvent y être stockés pendant plusieurs années. Une certaine plage du nombre d'électrons (charge) sur une grille flottante correspond à un nombre logique, et tout ce qui est supérieur correspond à un zéro. Lors de la lecture, ces états sont reconnus en mesurant la tension de seuil du transistor. Pour effacer les informations, une tension négative élevée est appliquée à la grille de contrôle et les électrons de la grille flottante se déplacent (tunnel) vers la source. Dans les technologies de différents fabricants, ce principe de fonctionnement peut différer dans la manière dont le courant est fourni et les données sont lues à partir de la cellule.

Les différences d'organisation structurelle entre les mémoires NOR et NAND se reflètent dans leurs caractéristiques. Lorsque vous travaillez avec des ensembles de données relativement volumineux, les processus d'écriture/effacement dans la mémoire NAND sont beaucoup plus rapides que dans la mémoire NOR. Étant donné que 16 cellules de mémoire NAND adjacentes sont connectées en série, sans espaces de contact, une densité élevée de cellules sur la puce est obtenue, ce qui permet une plus grande capacité avec les mêmes normes technologiques. L'organisation séquentielle des cellules offre un haut degré d'évolutivité, ce qui fait du flash NAND un leader dans la course à l'augmentation de la capacité de mémoire. La programmation de la mémoire flash NAND est basée sur le processus de tunneling électronique. Étant donné que le tunneling se produit sur toute la zone de canal de la cellule, le taux de capture de charge par unité de surface de la mémoire NAND est inférieur à celui des autres technologies de mémoire flash, ce qui entraîne un nombre plus élevé de cycles de programmation/effacement. Et comme le tunneling est utilisé à la fois pour la programmation et l’effacement, la consommation électrique de la puce mémoire est faible. La programmation et la lecture sont effectuées secteur par secteur ou page par page, par blocs de 512 octets, pour émuler la taille de secteur commune des lecteurs de disque.

Il convient également de prêter attention au fait que dans la structure de la mémoire flash, un seul élément (transistor) est utilisé pour stocker 1 bit d'information, alors que dans les types de mémoire volatiles, cela nécessite plusieurs transistors et un condensateur. Cela permet de réduire considérablement la taille des microcircuits produits, de simplifier le processus technologique et, par conséquent, de réduire les coûts. Mais 1 bit est loin d'être la limite. En 1992, une équipe d'ingénieurs Intel a commencé à développer un périphérique de mémoire flash dont une seule cellule stockerait plus d'un bit d'informations. Déjà en septembre 1997, une puce mémoire Intel StrataFlash d'une capacité de 64 Mbits avait été annoncée, dont une cellule pouvait stocker 2 bits de données. De plus, il existe aujourd'hui des échantillons avec des cellules de 4 bits. Cette mémoire utilise la technologie des cellules multi-niveaux. Ils ont une structure normale, mais la différence est que leur charge est divisée en plusieurs niveaux, chacun se voyant attribuer une certaine combinaison de bits. Théoriquement, plus de 4 bits peuvent être lus/écrits, mais en pratique, il existe des problèmes d'élimination du bruit et des fuites progressives d'électrons lors d'un stockage à long terme.

Les plus grands fabricants de mémoire flash sont Samsung Electronics, Toshiba, Spansion (AMD-Fujitsu), Intel et STMicroelectronics. L'un des domaines d'amélioration de leurs produits consiste à réduire la consommation d'énergie et la taille tout en augmentant simultanément le volume et la vitesse de la mémoire flash. Dans les années à venir, les fabricants de mémoires flash NAND ont l'intention d'élargir le marché de leurs puces et de les intégrer dans des appareils qui utilisent actuellement des disques durs ou d'autres types de mémoire. En conséquence, plusieurs heures de vidéo peuvent être enregistrées dans la mémoire d'un téléphone mobile et la durée de vie de la batterie des ordinateurs portables doublera, voire plus. Il est possible que d'ici la fin de la décennie, les éléments NAND, grâce à leur capacité croissante, remplacent complètement les disques durs de certains modèles de mini-ordinateurs portables.

L'évolution de la NAND suit la loi de Moore, c'est-à-dire que tous les deux ans le nombre de transistors sur une puce double. En fait, la technologie évolue encore plus rapidement. Alors qu'il y a quelques années, les cellules NAND étaient fabriquées sur des lignes de production obsolètes, les fabricants ont désormais déplacé le processus vers des équipements de pointe, accélérant ainsi le développement de produits. Désormais, leur capacité double chaque année : par exemple, les puces NAND 4 Gbits de 2005 ont été suivies par les puces NAND 8 Gbits et 16 Gbits.

Le facteur déterminant du développement de cette technologie est le coût : les éléments NAND deviennent moins chers d'environ 35 à 45 % par an. L'année dernière, 1 Go de mémoire flash a coûté aux fabricants d'appareils environ 45 dollars. Les experts estiment que cette année, le prix baissera à 30 dollars, en 2008 à 20 dollars et en 2009 à 9 dollars. Au prix de 45 dollars. être presque cent fois plus cher que la mémoire sur disques durs, que les fabricants peuvent acheter pour environ 65 cents le gigaoctet. Par conséquent, pour l'instant, même dans les conditions de comparaison les plus favorables pour la technologie flash, celle-ci perd inévitablement en coût. En revanche, cette mémoire apporte un gain notable en termes d'espace et de consommation d'énergie.

Mémoire Flash étendue

D'une manière générale, Spansion (http://www.spansion.com) est la marque mondialement connue de FASL LLC, une société créée conjointement par AMD et Fujitsu pour développer et fabriquer de la mémoire flash. Aujourd'hui, FASL LLC est le plus grand fabricant mondial de mémoire flash NOR. Les solutions de mémoire flash de Spansion sont utilisées dans les produits AMD et Fujitsu du monde entier. Les dispositifs de mémoire flash Spansion (Figure 3) couvrent un large éventail de densités et de propriétés et sont demandés dans divers secteurs, y compris les leaders du marché. appareils sans fil, téléphonie cellulaire, voitures, équipement de réseau, télécommunications et électronique grand public. Il existe de nombreux produits Spansion Flash, y compris des appareils basés sur technologie moderne MirrorBit, produits primés de lecture/écriture simultanée (SRW), dispositifs de mémoire flash ultra-basse tension 1,8 V et dispositifs de mémoire par lots et par pages. Rappelons que ce sont les spécialistes d'AMD Corporation qui ont été les premiers à développer des puces de mémoire flash permettant l'écriture et la lecture simultanées d'informations. Cela a été rendu possible en divisant le cristal en deux banques de mémoire indépendantes. Lorsque vous utilisez ce type de mémoire, vous pouvez stocker des codes de contrôle dans une banque et des données dans une autre. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'interrompre le programme si vous devez effectuer une opération d'effacement ou d'écriture dans la banque de données.

La technologie Spansion MirrorBit (Figure 4) permet de stocker deux bits de données dans une seule cellule mémoire, ce qui double la densité de la mémoire physique. Cette technologie simplifie la production, ce qui entraîne une réduction des coûts et une augmentation des rendements. Au moins 10 % du total des étapes du processus de fabrication et 40 % des étapes de fabrication critiques sont éliminées par rapport à la technologie MLC NOR.

Au début de l'année dernière, la technologie MirrorBit de deuxième génération a été introduite, optimisée pour une utilisation dans des solutions sans fil de 1,8 V. Elle s'est positionnée comme la meilleure solution prix/performance du secteur, tout en offrant la plus large gamme de toutes les technologies flash. Fonctionnalité et les densités les plus élevées. Cette technologie permettrait la création de produits riches en fonctionnalités prenant en charge les opérations de lecture/écriture simultanées, une interface en rafale à haute vitesse, une protection avancée du secteur et une consommation d'énergie extrêmement faible.

La supériorité prix/performance de la technologie MirrorBit est obtenue grâce à ses avantages fondamentaux par rapport à la technologie MLC à grille flottante, offrant un rendement accru, une excellente qualité et un débit de ligne de production élevé. Le rendement des puces haute densité (capacité de 128 à 512 Mbits) est augmenté de près de 30 % par rapport à la technologie MLC à grille flottante, améliorant considérablement la structure de coûts des produits autonomes et multi-puces. Une réduction de 40 % du nombre de niveaux de masquage critiques réduit la sensibilité aux défauts du processus de fabrication et améliore la qualité du produit fini. Enfin, le débit des lignes de production en usine a augmenté de 10 % grâce à la simplification et à la rationalisation du processus de fabrication.

La technologie MirrorBit a été développée par Spansion spécifiquement pour les clients exigeant un rapport prix/performance maximum sur toute la gamme d'applications de mémoire flash. En conséquence, les fabricants d'appareils remplacent de plus en plus les puces à grille flottante par des cellules à un seul bit ou à plusieurs niveaux dans leurs systèmes. téléphones portables haut de gamme, PDA, appareils photo numériques, serveurs, décodeurs, imprimantes, équipements de réseautage et de télécommunications, systèmes de jeux et appareils de navigation.

Les appareils sans fil de la ligne Spansion GL avec des tensions d'alimentation de 1,8 V et 3 V sont utilisés pour stocker des données et exécuter des applications dans les téléphones mobiles d'entrée de gamme, de milieu de gamme et haut de gamme. Les appareils sans fil PL 3V sont également utilisés dans de nombreux téléphones mobiles, allant des modèles simples aux téléphones puissants dotés d'écrans couleur haute résolution.

Les appareils sans fil de la gamme WS de Spansion sont optimisés pour les téléphones mobiles haut de gamme prenant en charge les sonneries polyphoniques, les écrans couleur, les caméras haute résolution et une grande capacité de stockage. mémoire interne pour stocker des informations multimédia, des clips vidéo et des photos. La gamme WS comprend des circuits intégrés 1,8 V hautes performances avec accès en rafale, prise en charge de lecture/écriture simultanée et protection de secteur améliorée. La capacité de ces appareils varie de 64 à 256 Mbit ; ils peuvent être utilisés pour stocker des données et exécuter des applications.

La gamme Spansion GL-N combine une capacité élevée avec une haute débit et la sécurité. Ils sont idéaux pour la prochaine génération d'équipements électroniques, de communication et de réseau pour la maison et l'automobile, et appareils mobiles. La gamme GL-N est disponible en modules de 512, 256 et 128 Mbits, formant une plateforme unique pour intégrer la mémoire flash dans les applications les plus divers appareils. La compatibilité des logiciels, des empreintes et de l'interface physique réduit les coûts de développement et de mise à niveau des produits, puisqu'il n'est pas nécessaire de changer les cartes de circuits imprimés ou d'adapter le logiciel pour passer à des modules de plus grande capacité.

Spansion LLC et Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC, http://www.tsmc.com) ont conclu un accord pour commencer la production en série de puces basées sur la technologie MirrorBit 110 nm de Spansion. Selon les termes de l'accord, TSMC fournira des installations de fabrication pour fabriquer les appareils sans fil des séries GL, PL et WS de Spansion, ainsi que les appareils intégrés de la série GL. TSMC met en œuvre le processus de fabrication 110 nm de Spansion dans ses installations spécifiquement pour la fabrication de ses produits. La technologie 110 nm de Spansion MirrorBit est initialement appliquée à des tranches de silicium de 200 mm.

Au début de l'automne dernier, Spansion a annoncé qu'elle fournirait à ses clients des exemples de produits de mémoire flash Package-on-Package (PoP) pour téléphones mobiles miniatures mais riches en fonctionnalités, PDA, appareils photo numériques et lecteurs MP3. La nouvelle solution PoP de Spansion est un module de mémoire compact avec un contrôleur intégré qui présente un faible nombre de broches, une facilité d'intégration et des performances élevées. Ces appareils étaient principalement appréciés par les fabricants de téléphones portables, qui pouvaient élargir la gamme de fonctions des nouveaux modèles sans augmenter leur poids ni leur taille.

La hauteur des nouveaux appareils PoP Spansion, composés d'un module de mémoire et d'un contrôleur disposés verticalement, n'est que de 1,4 mm. Les appareils PoP sont très flexibles : il faut littéralement quelques semaines pour combiner n'importe quel module de mémoire avec n'importe quel contrôleur. Les solutions PoP vous permettent de sélectionner la combinaison mémoire et contrôleur idéale pour chaque application, et des tests simplifiés signifient des économies supplémentaires. Spansion adopte une approche systématique du développement et de la publication de mémoire flash et de la normalisation des appareils PoP, participe activement à l'association JEDEC et dirige le groupe JC11.2, responsable des lignes directrices pour le développement des appareils PoP. En outre, la société met tout en œuvre pour distribuer des appareils PoP et travaille également en étroite collaboration avec les fabricants de chipsets pour garantir la compatibilité entre eux.

L'année dernière, la capacité de production de Spansion a été conçue pour produire des modules intégrés à 8 puces avec une base de 128 broches au format 12x12 mm avec un pas de 0,65 mm. En utilisant de courtes longueurs de trace et une faible capacité de bus, les dispositifs PoP surmontent les limitations de pureté du signal et de synchronisation de la mémoire DDR à 133 MHz. L'architecture choisie par Spansion permet moins de broches et aucun transfert de données entre le module de mémoire et le contrôleur le long de la surface de la carte de circuit imprimé, ce qui simplifie grandement la structure du dispositif intégré.

Les appareils Spansion PoP utilisent également la technologie MirrorBit. L'architecture ORNAND ouvre de nouvelles opportunités pour le développement de cette technologie. Il est spécialement conçu pour les appareils sans fil et prend en charge les processeurs qui nécessitent de grandes quantités de données et les contrôleurs optimisés pour des tâches spécifiques.

Les premiers échantillons de dispositifs de mémoire flash Gigabit à module unique pour systèmes embarqués sont apparus en octobre de l'année dernière. Les modules Gigabit MirrorBit GL ont été les premiers appareils fabriqués à l'aide de la technologie MirrorBit 90 nm et, au moment de leur sortie, ils avaient une capacité spécifique record parmi les dispositifs de mémoire flash NOR à module unique. Ils peuvent être utilisés pour stocker des données et du code exécutable dans divers systèmes embarqués, tels que systèmes automobiles navigation, appareils de communication, appareils de jeux et robots industriels.

Les appareils MirrorBit GL Gigabit font partie de la même gamme de produits que les seuls modules de mémoire flash NOR 512 Mbits au monde. Le passage de la technologie MirrorBit à un processus de fabrication de 90 nm et le doublement de la densité de la mémoire flash NOR ont permis à Spansion de réduire les coûts des composants, car les concepteurs de systèmes embarqués peuvent désormais se contenter d'un seul dispositif à module unique au lieu de plusieurs dispositifs indépendants ou de dispositifs multicouches coûteux. avec plusieurs modules de faible capacité. Étant donné que le nouveau produit poursuit la gamme d'appareils existante, il est très facile pour les clients de Spansion de passer à de nouveaux modules, cela ne nécessite aucune modification dans l'architecture des systèmes embarqués déjà développés.

Les modules gigabit Spansion MirrorBit appartiennent à la famille Spansion GL, qui comprend des modules avec des capacités de 16 à 512 Mbit. Avec le lancement du périphérique Gigabit, Spansion a élargi sa gamme de produits d'une capacité de 1 Mbit à une capacité de 1 Gbit. Tous les nouveaux produits sont compatibles avec les modules des générations précédentes (jusqu'à 2 Mbit) au niveau de l'interface logicielle, de l'interface matérielle et des empreintes, ce qui permet de les installer dans d'anciennes cartes. Les modules Gigabit MirrorBit GL sont compatibles au niveau de l'interface matérielle et de l'encombrement avec tous les appareils MirrorBit GL-M (230 nm), MirrorBit GL-A (200 nm) et MirrorBit GL-N (110 nm), ainsi qu'avec les anciens appareils Fujitsu et Appareils AMD LV jusqu'à ceux produits à l'aide du processus 320 nm. La conception physique des modules répond aux exigences des normes JEDEC. La tension de fonctionnement des modules Gigabit MirrorBit GL est de 3 V, la vitesse d'accès aléatoire lors de la lecture est de 110 ns, la vitesse d'accès séquentiel lors de la lecture est de 25 ns et la capacité du tampon de page est de 8 mots.

Les modules Gigabit MirrorBit GL vous permettent soit d'exécuter du code directement à partir de la mémoire flash, soit de le copier à grande vitesse dans la RAM. Ils sont basés sur une architecture NOR qui garantit l'absence de secteurs défectueux, élimine le besoin de contrôle de parité ECC et prend en charge une interface parallèle standard. Ces modules peuvent simplifier considérablement la structure et réduire le coût des systèmes embarqués. Pour les applications qui ont des exigences de sécurité particulières, il est important que les modules mégabit MirrorBit GL prennent en charge la technologie ASP (Advanced Sector Protection). La technologie ASP permet aux développeurs de protéger de manière fiable les algorithmes et les paramètres logiciels avec une clé de 64 bits. La protection peut être réglée individuellement pour chaque secteur avec du code ou des données. De plus, les modules peuvent être attribués électroniquement Numéros de série(ESN). Les numéros ESN sont utiles pour l'identification des appareils à distance, la gestion des niveaux de service et la journalisation des accès pour la facturation ultérieure. Ces protections aident à protéger les appareils contre les codes malveillants et les virus, ainsi que contre les accès non autorisés.

Mémoire flash Samsung

Ayant occupé une position de leader sur le marché de la mémoire flash NAND depuis 2002, Samsung Electronics (http://www.samsung.com) continue d'augmenter ses investissements dans ce domaine. L'objectif principal de ces investissements est de doubler chaque année la capacité des supports de stockage, ce qui nous permettra de continuer à maintenir notre position de leader et de stimuler le marché dans le sens d'une augmentation de la capacité de mémoire et d'offrir des prix de produits plus raisonnables. L'entreprise espère qu'à l'avenir, la mémoire flash NAND sera utilisée non seulement dans les appareils photo numériques, les lecteurs MP3 et les téléphones 3G, mais également dans d'autres produits mobiles et numériques. électronique grand public. Cela est dû au fait que la mémoire flash de ce type est reconnue comme le support le plus fiable pour stocker des données de grande capacité et répond aux besoins les plus larges des consommateurs. La technologie OneNAND combine des cellules de mémoire flash NAND, un tampon SRAM haute vitesse et une interface logique dans une seule puce, et constitue le seul type de mémoire NAND conçue pour s'interfacer avec la mémoire flash NOR. De plus, cette conception minimise la perte de données stockées en cas de coupure de courant.

Samsung Electronics a lancé en novembre 2004 un nouveau type de puces de mémoire flash, caractérisées par des vitesses de lecture élevées et des capacités de stockage de données étendues. La puce gigabit OneNAND Flash, produite à l'aide de la technologie 90 nm, combinait les propriétés des principales architectures de mémoire flash - NAND et NI. Le nouveau type a hérité de la vitesse élevée de lecture et d'écriture des données de la mémoire NOR. De plus, OneNAND vous permet de stocker et de copier rapidement du code exécutable dans la RAM, ce qui est typique des puces NAND. Rappelons qu'un principe similaire sous-tend les cristaux ORNAND développés par Spansion. Samsung Electronics a destiné les cristaux OneNAND aux smartphones équipés de caméras intégrées et capables d'exécuter des applications.

Au printemps dernier, la société a annoncé la création d'un module de mémoire flash OneNAND de 4 Gbits conçu pour les téléphones multimédias. En plus d'une capacité élevée, il se caractérise par des dimensions ultra-compactes, des performances élevées et une faible consommation d'énergie. La nouvelle puce OneNAND a une tension d'alimentation de 1,8 V et sa consommation électrique par rapport aux autres types de mémoire fonctionnant à 3,3 V est presque deux fois moins élevée. Les dimensions de la nouvelle puce - 11x13x1,4 mm - sont nettement inférieures à celles des appareils concurrents mémoire mobile la même capacité. Ces puces offrent des vitesses de lecture élevées de 108 Mo/s, soit quatre fois plus rapides que la mémoire NAND conventionnelle, et des vitesses d'écriture de 10 Mo/s, soit 60 fois plus rapides que la vitesse d'écriture de la mémoire flash NOR. Par exemple : un module 4 Gbits peut stocker 250 photos prises avec l'appareil photo d'un téléphone portable de 5 mégapixels, ou plus de 120 fichiers musicaux.

D'un point de vue technique, la mémoire OneNAND 4 Gbits se composait de quatre puces mémoire OneNAND d'une capacité de 1 Gbit chacune, assemblées dans un boîtier à quatre couches (Quad Die Package). Les cristaux ont été produits à l'aide d'un procédé technologique de 90 nm lancé en novembre 2004. À peu près au même moment, la société sud-coréenne a annoncé le début de l'exploitation d'une nouvelle ligne de production de puces de mémoire flash NAND. La capacité de la ligne 14, lancée avec un mois d'avance, était destinée à la production de modules 4 Gbits en technologie 70 nm, ainsi que de modules 2 Gbits en technologie 90 nm.

Selon les représentants de Samsung, la taille des cellules des puces mémoire produites à l'aide de la technologie 70 nm n'est que de 0,025 mm2. Dans le même temps, la vitesse d'écriture séquentielle est environ 50 % supérieure à celle des puces 2 Gbit fabriquées à l'aide de la technologie de traitement 90 nm. Ainsi, en théorie, les nouvelles puces de mémoire flash NAND 4 Gbit pourraient être utilisées pour enregistrer des vidéos haute définition en temps réel. Au stade initial, la nouvelle ligne permettait de produire environ 4 000 plaquettes par mois et, à la fin de l'année dernière, le volume de production mensuel était de 15 000 plaquettes. Selon Gartner Dataquest, la part des puces NAND 4 Gbits à la fin de l'année représentait environ 30 % du marché total de la mémoire NAND, estimé à 8 milliards de dollars. Il convient de noter que Samsung double chaque année la capacité des puces NAND. depuis 1999.

Le logiciel XSR (eXtended Sector Remapper), développé par Samsung Electronics, optimise les performances des dispositifs de mémoire flash OneNAND pour les téléphones 3G, les PDA, les systèmes de jeux portables et les appareils photo numériques. Cinq programmes différents ont été développés, chacun adapté à son propre environnement d'exploitation, dont trois basés sur le Samsung XSR. PocketStore II optimise l'utilisation de OneNAND dans le mobile Environnement Microsoft, Unistore est utilisé sur la plateforme Symbian et TFS4 (Transactional File System 4) est développé pour les systèmes d'exploitation en temps réel. De plus, Samsung propose le programme RFS (Robust File System) pour Linux, ainsi qu'une version de TFS-4-Light pour les lecteurs MP3. Grâce à l'utilisation du Samsung XSR, la vitesse de lecture des données atteint 30 Mo/s et la vitesse d'écriture atteint 9 Mo/s. Ce logiciel simplifie le processus de développement de systèmes multimédia portables hautes performances, peu coûteux et rentables.

L'été dernier, Samsung Electronics a achevé le développement du premier disque dur à semi-conducteurs (Solid State Disk, SSD), basé sur la mémoire flash NAND, destiné à être utilisé dans les PC personnels et mobiles (Fig. 5). Comme vous le savez, les disques SSD basés sur la mémoire flash NAND sont des supports de stockage caractérisés par une faible consommation d'énergie et un faible poids et conçus pour les ordinateurs portables, les subnotebooks et les tablettes PC. En utilisant ses propres puces de mémoire flash NAND de 8 Gbits, la densité la plus élevée produite par l'industrie des semi-conducteurs au monde à l'époque, Samsung Electronics a pu créer des disques durs à semi-conducteurs d'une capacité allant jusqu'à 16 Go (à titre de comparaison : le plus la capacité commune des disques durs à broche dans les ordinateurs portables est de 40 Go ).

La consommation électrique des SSD est inférieure à 5 % par rapport aux disques durs traditionnels, ce qui augmente la durée de vie de plus de 10 %. vie de la batterie ordinateurs portables. Il convient également de noter que les SSD basés sur la mémoire flash NAND pèsent environ la moitié du poids des disques durs conventionnels. Les performances des SSD surpassent de plus de 150 % les disques durs montés sur broche de taille comparable. La vitesse de lecture d'un tel disque est de 57 Mo/s et la vitesse d'écriture est de 32 Mo/s.

En raison de l'absence d'éléments mobiles, rigide à l'état solide Disques Samsung caractérisé par un minimum de bruit et de génération de chaleur. De plus, les disques SSD offrent une très haute fiabilité de stockage de données et ont fait leurs preuves dans des conditions de températures et d'humidité extrêmes, ce qui permet l'utilisation de tels disques dans les équipements industriels et militaires.

Pour des raisons de compatibilité, les disques durs SSD sont conçus dans des boîtiers qui ressemblent à des disques durs ordinaires. Samsung a lancé une gamme complète de disques SSD : les SSD de 2,5 pouces étaient dotés de 16 puces de mémoire flash NAND d'une capacité de 4 Gbit ou 8 Gbit et fournissaient espace disque 8 Go ou 16 Go respectivement. Les disques de 1,8 pouces ont également été commercialisés en deux versions : 4 et 8 Go. Les disques durs SSD ont ouvert de nouvelles niches dans l'industrie du stockage, en particulier pour les appareils mobiles qui ne nécessitent pas une grande capacité.

Samsung Electronics a annoncé pour la première fois la sortie d'une mémoire flash NAND de 4 Go en septembre 2003. Suivant le modèle établi de croissance de la capacité des modules de mémoire (doublement de la capacité tous les 12 mois) introduit par le Dr Chang Kyu Hwang, président et PDG de Samsung Electronics Semiconductor, cinq ont été lancés successivement. générations de mémoire flash NAND : 256 Mbits en 1999, 512 Mbits en 2000, 1 Gbits en 2001, 2 Gbits en 2002, 4 Gbits en 2003, 8 Gbits en 2004 et 16 Gbits en 2005. L'utilisation d'un procédé technologique de 70 nm dans la production de puces de mémoire flash NAND 4 Gbit, l'entreprise peut produire les plus petites cellules de mémoire - d'une superficie de 0,025 microns2. Le développement réussi de la technologie du procédé 70 nm doit son succès à l'utilisation d'équipements de lithographie, qui utilisent des sources de lumière à ondes courtes à base de fluorure d'argon (ArF), qui permettent d'obtenir la précision requise dans le placement des éléments sur la puce.

Les puces fabriquées en technologie 70 nm présentent des caractéristiques de vitesse élevée : leur vitesse d'écriture est de 16 Mo/s, 50 % meilleure que les puces modernes de 2 Gbit fabriquées en technologie 90 nm, ce qui permet d'utiliser ce type de mémoire pour l'enregistrement en temps réel de données élevées. signal vidéo de définition. Samsung Electronics a également annoncé la sortie de la première plaquette de silicium de 300 mm sur la nouvelle ligne de production N14, un mois avant la date prévue. La ligne est conçue pour produire des cristaux de mémoire flash NAND de 4 Gbits (technologie 70 nm) et de 2 Gbits (90 nm). Fin 2005, la société a testé le processus technologique aux normes 50 nm pour la production de cristaux de mémoire flash NAND 16 Gbit ; La production en série de ces modules est prévue pour le second semestre de cette année.

Mémoire Flash Intel

Développée par Intel en 1988, la mémoire flash NOR est une puce mémoire non volatile et réinscriptible largement utilisée dans les téléphones mobiles. En 2003, Intel a introduit nouvelle technologie mémoire flash, dont le nom complet était StrataFlash Wireless Memory System. Il a permis de réduire la taille des modules de mémoire utilisés dans les PDA et les téléphones portables, ainsi que de réduire la consommation d'énergie et le coût de la mémoire flash des appareils mentionnés. La technologie StrataFlash utilisait des éléments de deux types différents de mémoire flash : NAND et NOR. Comme vous le savez, la technologie NAND est destinée au stockage de données sur des cartes flash externes, et NOR convient au stockage de petits programmes pour appareils mobiles. La mémoire flash NOR est accessible sans vérification d’erreur car elle n’est pas nécessaire. La mémoire flash NAND n'a pas la même fiabilité que la mémoire NOR, mais elle est moins chère à fabriquer et la mémoire flash NAND lit et écrit les données beaucoup plus rapidement que la mémoire flash NOR. Ces performances sont encore renforcées par l'utilisation de modules RAM inclus avec cette mémoire. Dans StrataFlash, les ingénieurs d'Intel ont combiné deux types de mémoire flash, l'optimisant à la fois pour le stockage de données et l'enregistrement de programmes. Le premier module de mémoire StrataFlash était composé de plusieurs cristaux, dont certains étaient des modules RAM et d'autres étaient de la mémoire flash elle-même.

Au début de l'année dernière, les premiers échantillons de produits Sibley destinés au marché de la téléphonie mobile ont été présentés. A noter que, selon les prévisions d'iSuppli, les ventes annuelles de téléphones 3G atteindront d'ici 2008 240 millions d'unités avec une croissance annuelle de 87 %. Sibley est le nom de code du premier module de mémoire flash NOR MLC (Multi-Level Cell) produit à l'aide de la technologie de fabrication 90 nm d'Intel. La famille Sibley est conçue pour fournir des vitesses de lecture élevées avec un codage « attendre zéro » à 108 MHz. De plus, la vitesse d'écriture de cette mémoire atteint 500 Ko/s, ce qui est important pour sauvegarder des images multimédia sur les téléphones mobiles modernes. La nouvelle famille de produits augmente la densité de la mémoire flash NOR en utilisant un seul module de 512 Mo. La prise en charge de diverses interfaces mémoire est fournie, offrant aux fabricants de téléphones mobiles un plus grand niveau de flexibilité de conception.

La quatrième génération de mémoire flash cellulaire multiniveau d'Intel (Figure 6) est destinée aux OEM intégrés qui ont besoin de dispositifs de mémoire flash compacts et hautes performances. Cette combinaison est nécessaire pour une variété de plates-formes - des appareils photo numériques et électronique grand public aux routeurs réseau, aux commutateurs et aux PDA.

L'automne dernier, Intel a annoncé le début des livraisons massives des premiers modules de mémoire flash MLC NOR produits à l'aide de la technologie 90 nm. Les nouveaux modules de mémoire cellulaire Intel StrataFlash (M18) offrent des performances supérieures, sont plus compacts et consomment moins d'énergie que les modules précédents fabriqués à l'aide de la technologie 130 nm, répondant mieux aux besoins des développeurs de téléphones mobiles équipés d'appareils photo et d'écrans couleur prenant en charge les navigateurs Internet, vidéo lecture, etc.

Les modules M18 présentent des vitesses de lecture très élevées, leur permettant d'utiliser un bus fonctionnant à la même fréquence que les chipsets des téléphones mobiles de nouvelle génération (jusqu'à 133 MHz). Cela accélère les applications utilisateur car le chipset et la mémoire interagissent plus rapidement que les modules 130 nm. Avec des vitesses d'écriture allant jusqu'à 0,5 Mo/s, les modules M18 prennent en charge les appareils photo 3 mégapixels et la lecture vidéo MPEG4. Les OEM bénéficient de ces modules car ils peuvent être programmés en usine trois fois plus rapidement que les modules 130 nm, réduisant ainsi les coûts de fabrication. La programmation des modules M18 et l'effacement des données qui y sont stockées nécessitent respectivement trois et deux fois moins d'énergie par rapport aux modules de la génération précédente, et ils prennent également en charge nouveau mode Fonctionnement Deep Power Down, qui prolonge encore la durée de vie de l'appareil sans recharger la batterie. De plus, les modules M18 se distinguent par une densité de conditionnement accrue : Intel propose des puces mémoire d'une capacité de 256 et 512 Mbits, ainsi que des solutions de pile standard avec des capacités allant jusqu'à 1 Gbit. Les piles standard Intel combinent les technologies NOR et RAM et prennent en charge plusieurs architectures de bus, permettant aux OEM de développer de nouveaux appareils plus rapidement.

Pour aider les développeurs à accélérer l'intégration de nouveaux appareils portables, Intel fournit gratuitement la nouvelle génération du logiciel Intel Flash Data Integrator (Intel FDI). Le logiciel Intel FDI v7.1 offre une architecture ouverte qui facilite l'intégration d'un système de fichiers Flash avec un système d'exploitation en temps réel, ainsi que trois nouvelles fonctionnalités qui améliorent les capacités des développeurs : USB montable, prise en charge de plusieurs volumes et prise en charge de la mémoire tampon RAM.

Nous notons également qu'Intel a été le premier du secteur à lancer la production de puces de mémoire flash NOR multi-niveaux d'une capacité de 1 Gbit pour les appareils mobiles, en utilisant une technologie de fabrication avancée de 65 nm.

Les gens modernes aiment être mobiles et avoir avec eux divers gadgets de haute technologie (gadget anglais - appareil), ce qui rend la vie plus facile, mais qu'y a-t-il à cacher, la rendant plus riche et intéressante. Et ils sont apparus en seulement 10-15 ans ! Miniatures, légers, pratiques, numériques... Les gadgets ont réalisé tout cela grâce aux nouvelles technologies de microprocesseurs, mais une plus grande contribution a été apportée par une remarquable technologie de stockage de données, dont nous parlerons aujourd'hui. Donc, mémoire flash.

Il existe une opinion selon laquelle le nom FLASH en relation avec le type de mémoire est traduit par « flash ». En fait, ce n'est pas vrai. Une version de son apparition indique que pour la première fois en 1989-90, Toshiba a utilisé le mot Flash dans le contexte de « rapide, instantané » pour décrire ses nouvelles puces. En général, Intel est considéré comme l'inventeur, ayant introduit la mémoire flash avec l'architecture NOR en 1988. Un an plus tard, Toshiba développait l'architecture NAND, qui est encore utilisée aujourd'hui avec le même NOR dans les puces flash. En fait, nous pouvons désormais dire qu’il s’agit de deux types de mémoire différents qui ont une technologie de production quelque peu similaire. Dans cet article, nous essaierons de comprendre leur conception, leur principe de fonctionnement et envisagerons également diverses options d'utilisation pratique.

NI

Avec son aide, les tensions d'entrée sont converties en tensions de sortie correspondant à « 0 » et « 1 ». Ils sont nécessaires car différentes tensions sont utilisées pour lire/écrire des données dans une cellule mémoire. Le diagramme de cellules est présenté dans la figure ci-dessous.

Il est typique de la plupart des puces flash et est un transistor avec deux grilles isolées : de contrôle et flottante. Une caractéristique importante de ce dernier est la capacité de retenir des électrons, c'est-à-dire de les charger. Dans la cellule se trouvent également ce qu'on appelle « drain » et « source ». Lors de la programmation entre eux, en raison de l'influence d'un champ positif sur la porte de contrôle, un canal est créé - un flux d'électrons. Certains électrons, en raison de la présence d'une plus grande énergie, dépassent la couche isolante et tombent sur la grille flottante. Ils peuvent y être stockés pendant plusieurs années. Une certaine plage du nombre d'électrons (charge) sur une grille flottante correspond à un nombre logique, et tout ce qui est supérieur correspond à un zéro. Lors de la lecture, ces états sont reconnus en mesurant la tension de seuil du transistor. Pour effacer les informations, une tension négative élevée est appliquée à la grille de contrôle et les électrons de la grille flottante se déplacent (tunnel) vers la source. Dans les technologies de différents fabricants, ce principe de fonctionnement peut différer dans la manière dont le courant est fourni et les données sont lues à partir de la cellule. Je voudrais également attirer votre attention sur le fait que dans la structure de la mémoire flash, un seul élément (transistor) est utilisé pour stocker 1 bit d'information, alors que dans les mémoires volatiles, cela nécessite plusieurs transistors et un condensateur. Cela permet de réduire considérablement la taille des microcircuits produits, de simplifier le processus technologique et, par conséquent, de réduire les coûts. Mais un bit est loin d'être la limite : Intel lance déjà la mémoire StrataFlash, dont chaque cellule peut stocker 2 bits d'informations. De plus, il existe des échantillons d'essai avec des cellules de 4 et même de 9 bits ! Cette mémoire utilise la technologie des cellules multi-niveaux. Ils ont une structure normale, mais la différence est que leur charge est divisée en plusieurs niveaux, chacun se voyant attribuer une certaine combinaison de bits. Théoriquement, il est possible de lire/écrire plus de 4 bits, cependant, en pratique, des problèmes surviennent avec l'élimination du bruit et avec la fuite progressive d'électrons lors d'un stockage à long terme. De manière générale, les puces mémoire existantes pour les cellules se caractérisent par une durée de stockage des informations mesurée en années et un nombre de cycles de lecture/écriture allant de 100 mille à plusieurs millions. Parmi les inconvénients, il convient notamment de noter la mémoire flash à architecture NOR, une faible évolutivité : il est impossible de réduire la surface des puces en réduisant la taille des transistors. Cette situation est liée à la manière dont est organisée la matrice de cellules : dans l'architecture NOR, un contact individuel doit être établi avec chaque transistor. La mémoire Flash avec architecture NAND s’en sort bien mieux à cet égard.

NON-ET

La conception et le principe de fonctionnement de ses cellules sont les mêmes que ceux de NOR. Bien qu'en plus de la logique, il existe encore une autre différence importante : l'architecture du placement des cellules et de leurs contacts. Contrairement au cas décrit ci-dessus, il existe ici une matrice de contacts, aux intersections des lignes et des colonnes de laquelle se trouvent les transistors. Ceci est comparable à une matrice passive dans les écrans :) (et NOR est comparable à un TFT actif). Dans le cas de la mémoire, cette organisation est un peu meilleure - la surface du microcircuit peut être considérablement réduite en raison de la taille des cellules. Les inconvénients (bien sûr) sont la vitesse de fonctionnement inférieure dans les opérations d'accès aléatoire octet par octet par rapport à NOR.

Il existe également des architectures telles que : DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi), etc. Elles ne représentent rien de fondamentalement nouveau, mais combinent seulement les meilleures propriétés de NAND et NOR.

Et pourtant, quoi qu'il en soit, NOR et NAND sont aujourd'hui produits sur un pied d'égalité et ne se font pratiquement pas concurrence, car, en raison de leurs qualités, ils sont utilisés dans différents domaines du stockage de données. Cela sera discuté plus loin...

Où la mémoire est-elle nécessaire...

Le champ d'application de tout type de mémoire flash dépend principalement de ses caractéristiques de vitesse et de la fiabilité du stockage des informations. L'espace d'adressage de la mémoire NOR vous permet de travailler avec des octets ou des mots individuels (2 octets). Dans NAND, les cellules sont regroupées en petits blocs (semblables à un cluster de disques durs). Il s'ensuit que lors de la lecture et de l'écriture séquentielles, la NAND aura un avantage en termes de vitesse. Cependant, d'un autre côté, la NAND est nettement inférieure dans les opérations d'accès aléatoire et ne permet pas de travailler directement avec des octets d'informations. Par exemple, pour modifier un octet, vous avez besoin de :

1. lire dans le tampon le bloc d'information dans lequel il se trouve
2. changer l'octet requis dans le tampon
3. écrire le bloc avec l'octet modifié

Si nous ajoutons des délais de récupération de bloc et d'accès au temps d'exécution des opérations ci-dessus, nous obtiendrons des indicateurs qui ne sont en aucun cas compétitifs avec NOR (notez que cela concerne spécifiquement le cas de l'enregistrement octet par octet). L'écriture/lecture séquentielle est une autre affaire - ici, la NAND, au contraire, présente des caractéristiques de vitesse nettement plus élevées. Par conséquent, et également en raison de la possibilité d'augmenter la capacité de la mémoire sans augmenter la taille de la puce, la mémoire flash NAND a été utilisée pour stocker de grandes quantités d'informations et pour leur transfert. Les appareils les plus courants basés désormais sur ce type de mémoire sont les lecteurs flash et les cartes mémoire. Quant au flash NOR, les puces dotées d'une telle organisation sont utilisées comme stockeurs de code de programme (BIOS, RAM des ordinateurs de poche, téléphones portables, etc.), parfois mises en œuvre sous forme de solutions intégrées (RAM, ROM et processeur sur un seul mini- carte, ou même dans une seule puce). Un bon exemple de cette utilisation est le projet Gumstix : un ordinateur monocarte de la taille d’un bâton de chewing-gum. Ce sont les puces NOR qui offrent le niveau de fiabilité de stockage des informations requis dans de tels cas et des options plus flexibles pour travailler avec celles-ci. Le volume du flash NOR est généralement mesuré en unités de mégaoctets et dépasse rarement des dizaines.

Et il y aura un flash...

Bien entendu, le flash est une technologie prometteuse. Cependant, malgré des taux de croissance élevés de la production, les périphériques de stockage basés sur celui-ci restent suffisamment chers pour rivaliser avec les disques durs des ordinateurs de bureau ou des ordinateurs portables. Fondamentalement, la sphère de domination de la mémoire flash est désormais limitée aux appareils mobiles. Comme vous l'avez compris, ce segment technologies de l'information pas si petit. De plus, selon les constructeurs, l’expansion du flash ne s’arrêtera pas là. Alors, quelles sont les principales tendances de développement dans ce domaine ?

Premièrement, comme mentionné ci-dessus, l’accent est fortement mis sur les solutions intégrées. De plus, des projets comme Gumstix ne sont que des étapes intermédiaires sur la voie de la mise en œuvre de toutes les fonctions dans une seule puce.

Jusqu'à présent, les systèmes dits sur puce (à puce unique) sont des combinaisons de mémoire flash avec un contrôleur, un processeur, une SDRAM ou un logiciel spécial dans une seule puce. Par exemple, Intel StrataFlash, associé au logiciel Persistent Storage Manager (PSM), permet d'utiliser la capacité de mémoire simultanément pour stocker des données et exécuter du code de programme. La MSP est essentiellement système de fichiers, pris en charge par Windows CE 2.1 et versions ultérieures. Tout cela vise à réduire le nombre de composants et la taille des appareils mobiles tout en augmentant leurs fonctionnalités et leurs performances. Non moins intéressant et pertinent est le développement de la société Renesas - une mémoire flash superAND avec des fonctions de gestion intégrées. Jusqu'à présent, ils étaient implémentés séparément dans le contrôleur, mais ils sont désormais intégrés directement dans la puce. Il s'agit de fonctions de surveillance des secteurs défectueux, de correction d'erreurs (ECC - vérification et correction des erreurs) et de nivellement de l'usure. Puisqu’ils sont présents dans une variante ou une autre dans la plupart des micrologiciels de contrôleurs externes d’autres marques, examinons-les brièvement. Commençons par les secteurs défectueux. Oui, on les retrouve également dans la mémoire flash : les puces sortent déjà des chaînes de montage avec en moyenne jusqu'à 2 % de cellules non fonctionnelles - c'est une norme technologique courante. Mais avec le temps, leur nombre peut augmenter (l'environnement ne doit pas être particulièrement blâmé pour cela - l'influence électromagnétique, physique (secousses, etc.) de la puce flash n'est pas terrible). Par conséquent, comme les disques durs, la mémoire flash dispose d’une capacité de réserve. Si apparaît mauvais secteur, la fonction de contrôle remplace son adresse dans la table d'allocation des fichiers par l'adresse du secteur de la zone de réserve.

En fait, l'algorithme ECC est chargé d'identifier les problèmes problématiques : il compare les informations enregistrées avec les informations réellement enregistrées. Aussi, du fait de la ressource limitée des cellules (de l'ordre de plusieurs millions de cycles de lecture/écriture pour chacune), il est important de disposer d'une fonction de prise en compte d'une usure uniforme. Permettez-moi de vous donner un cas rare mais courant : un porte-clés de 32 Mo, dont 30 Mo sont occupés, et quelque chose est constamment écrit et supprimé dans l'espace libre. Il s'avère que certaines cellules sont inactives, tandis que d'autres épuisent intensément leurs ressources. Pour éviter que cela ne se produise, dans les appareils de marque, l'espace libre est classiquement divisé en sections, pour chacune desquelles le nombre d'opérations d'écriture est surveillé et enregistré.

Des configurations tout-en-un encore plus complexes sont désormais largement représentées par des sociétés telles que, par exemple, Intel, Samsung, Hitachi, etc. Leurs produits sont des appareils multifonctionnels implémentés dans une seule puce (elle contient en standard un processeur, une mémoire flash et une SDRAM). ). Ils se concentrent sur une utilisation dans les appareils mobiles, où des performances élevées avec une taille minimale et une faible consommation d'énergie sont importantes. Ceux-ci incluent : PDA, smartphones, téléphones pour réseaux 3G. Permettez-moi de donner un exemple de tels développements : une puce de Samsung qui combine un processeur ARM (203 MHz), 256 Mo de mémoire NAND et 256 SDRAM. Il est compatible avec les systèmes d'exploitation courants : Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux et prend en charge l'USB. Ainsi, sur cette base, il est possible de créer des appareils mobiles multifonctionnels à faible consommation d'énergie, capables de fonctionner avec des applications vidéo, sonores, vocales et autres applications gourmandes en ressources.

Une autre direction pour améliorer le flash consiste à réduire la consommation d'énergie et la taille tout en augmentant simultanément la taille et la vitesse de la mémoire. Cela s'applique davantage aux microcircuits à architecture NOR, puisqu'avec le développement ordinateurs portables, soutenant le travail dans réseaux sans fil, NOR flash, en raison de sa petite taille et de sa faible consommation d'énergie, deviendra une solution universelle pour stocker et exécuter du code de programme. Des puces NOR de 512 Mbits du même Renesas seront bientôt mises en production en série. Leur tension d'alimentation sera de 3,3 V (je vous le rappelle, ils peuvent stocker des informations sans fournir de courant) et la vitesse des opérations d'écriture sera de 4 Mo/s. Dans le même temps, Intel présente déjà son développement du StrataFlash Wireless Memory System (LV18/LV30) - un système de mémoire flash universel pour technologies sans fil. Sa capacité de mémoire peut atteindre 1 Gbit et la tension de fonctionnement est de 1,8 V. La technologie de fabrication des puces est de 0,13 nm, et il est prévu de passer à une technologie de traitement de 0,09 nm. Parmi les innovations de cette société, il convient également de noter l'organisation d'un mode de fonctionnement batch avec mémoire NOR. Il permet de lire les informations non pas un octet à la fois, mais par blocs de 16 octets : grâce à un bus de données à 66 MHz, la vitesse d'échange d'informations avec le processeur atteint 92 Mbit/s !

Eh bien, comme vous pouvez le constater, la technologie évolue rapidement. Il est fort possible qu’au moment de la publication de cet article, quelque chose de nouveau apparaisse. Donc, si quelque chose arrive, ne me blâmez pas :) J'espère que le matériel vous a intéressé.

Les technologies modernes se développent assez rapidement, et ce qui semblait hier le summum de la perfection ne nous convient pas du tout. Cela s'applique particulièrement aux types modernes de mémoire informatique. Il n'y a constamment pas assez de mémoire ou la vitesse du support est très faible, par rapport aux normes modernes.

La mémoire flash est apparue relativement récemment, mais présentant de nombreux avantages, elle évince assez sérieusement les autres types de mémoire.

La mémoire flash est un type de mémoire solide, non volatile et réinscriptible. Contrairement à un disque dur, une clé USB a une vitesse de lecture élevée, pouvant atteindre jusqu'à 100 Mo/s, et est de très petite taille. Il peut être facilement transporté car il est connecté via port USB.

Elle peut être utilisée comme RAM, mais contrairement à la RAM, la mémoire flash stocke les données lorsque l'alimentation est coupée, de manière autonome.

Aujourd'hui, des clés USB d'une capacité allant de 256 mégaoctets à 16 gigaoctets sont disponibles sur le marché. Mais il existe des médias avec un volume plus important.

À fonctions supplémentaires La mémoire Flash comprend une protection contre la copie, un scanner d'empreintes digitales, un module de cryptage et bien plus encore. Également si carte mère prend en charge le démarrage via le port USB, il peut être utilisé comme périphérique de démarrage.

Les nouvelles technologies flash incluent UЗ. Ce support est reconnu par l'ordinateur comme deux disques, sur lesquels les données sont stockées sur l'un, et l'ordinateur démarre à partir du second. Les avantages de cette technologie sont évidents : vous pouvez travailler sur n’importe quel ordinateur.

La taille plutôt réduite permet une utilisation très large de ce type de mémoire. Il s'agit notamment des téléphones portables, des appareils photo, des caméras vidéo, des enregistreurs vocaux et d'autres équipements.

En description caractéristiques techniques Pour tout appareil mobile, le type de mémoire flash est indiqué, et ce n'est pas un hasard, puisque tous les types ne sont pas compatibles. Sur cette base, vous devez choisir des clés USB assez courantes sur le marché afin de n'avoir de problèmes avec aucun appareil.
Pour certains types de cartes flash, il existe des adaptateurs qui étendent ses capacités.

Types existants de mémoire flash

Les cartes flash modernes peuvent être divisées en six types principaux.

Le premier type et le plus courant est CompactFlash (CF), il existe deux types CF type I et CF type II. A une bonne vitesse, capacité et prix.
Les inconvénients incluent la taille 42*36*4 mm. Il est assez polyvalent et est utilisé dans de nombreux appareils.

IBM Microdrive-bon marché, mais moins fiable et consomme plus d'énergie que d'habitude, ce qui explique ses limites.

Médias intelligents- fin et bon marché, mais pas de haute protection contre l'abrasion.

Carte multimédia (MMC)- petite taille (24x32x1,4 mm), faible consommation d'énergie, utilisée dans les appareils miniatures. L'inconvénient est la faible vitesse.

Numérique sécurisé (SD) avec des dimensions comparables à la carte multimédia, elle a une plus grande capacité et une plus grande vitesse. Mais plus cher.

Clé USB- Il a bonne protection information, rapidité, mais pas très grande capacité.

Aujourd'hui, CompactFlash et SD/MMC sont considérés comme les plus courants, mais
En plus des cartes répertoriées, il existe d'autres types de cartes flash

Vous devez choisir une carte flash en fonction de vos besoins, en tenant compte du fait que plus la capacité et la vitesse sont grandes, plus la carte flash est chère.

La mémoire flash est un type de mémoire longue durée pour ordinateurs dans laquelle le contenu peut être reprogrammé ou effacé électriquement. Par rapport à la mémoire morte programmable effaçable électriquement, les opérations sur celle-ci peuvent être effectuées dans des blocs situés à différents endroits. La mémoire Flash coûte beaucoup moins cher que l’EEPROM, c’est pourquoi elle est devenue la technologie dominante. Particulièrement dans les situations où un stockage de données stable et à long terme est requis. Son utilisation est autorisée dans une grande variété de cas : dans les lecteurs audio numériques, les appareils photo et vidéo, les téléphones portables et les smartphones, où il existe des applications Android spéciales pour la carte mémoire. De plus, il est également utilisé dans les clés USB, traditionnellement utilisées pour sauvegarder des informations et les transférer entre ordinateurs. Il a acquis une certaine renommée dans le monde des joueurs, où il est souvent utilisé pour stocker les données de progression du jeu.

description générale

La mémoire flash est un type capable de stocker des informations sur sa carte pendant une longue période sans consommer d'énergie. De plus, on peut noter la vitesse d'accès aux données la plus élevée, ainsi qu'une meilleure résistance aux chocs cinétiques par rapport aux disques durs. C’est grâce à ces caractéristiques qu’il est devenu si populaire pour les appareils alimentés par piles et batteries rechargeables. Un autre avantage indéniable est que lorsque la mémoire flash est compressée en une carte solide, il est presque impossible de la détruire par des moyens physiques standards, elle peut donc résister à l'eau bouillante et aux hautes pressions.

Accès aux données de bas niveau

La manière d'accéder aux données résidant dans la mémoire flash est très différente de celle des types conventionnels. L'accès de bas niveau est fourni via le pilote. La RAM conventionnelle répond immédiatement aux appels de lecture et d'écriture d'informations, renvoyant les résultats de ces opérations, mais la conception de la mémoire flash est telle qu'il faut du temps pour y réfléchir.

Conception et principe de fonctionnement

À l'heure actuelle, la mémoire flash est très répandue, créée sur des éléments à transistor unique avec une grille « flottante ». Cela permet de fournir une plus grande densité de stockage de données par rapport à la RAM dynamique, qui nécessite une paire de transistors et un élément condensateur. À l'heure actuelle, le marché regorge de diverses technologies permettant de construire des éléments de base pour ce type de support, développées par les principaux fabricants. Ils se distinguent par le nombre de couches, les méthodes d'enregistrement et d'effacement des informations, ainsi que par l'organisation de la structure, qui est généralement indiquée dans le nom.

Actuellement, il existe plusieurs types de puces les plus courantes : NOR et NAND. Dans les deux cas, les transistors de stockage sont connectés aux bus de bits - respectivement en parallèle et en série. Le premier type a des cellules de taille assez grande et permet un accès aléatoire rapide, permettant aux programmes d'être exécutés directement à partir de la mémoire. La seconde se caractérise par des tailles de cellules plus petites, ainsi que par un accès séquentiel rapide, ce qui est beaucoup plus pratique lorsqu'il est nécessaire de construire des dispositifs de type bloc dans lesquels de grandes quantités d'informations seront stockées.

Dans la plupart des appareils portables, le SSD utilise le type de mémoire NOR. Cependant, désormais, les appareils dotés interface USB. Ils utilisent la mémoire NAND. Petit à petit, il déplace le premier.

Le principal problème est la fragilité

Les premiers échantillons de lecteurs flash produits en série n'ont pas plu aux utilisateurs ayant des vitesses élevées. Cependant, la vitesse d'écriture et de lecture des informations est désormais telle que vous pouvez regarder un long métrage ou l'exécuter sur un ordinateur. système opérateur. Un certain nombre de fabricants ont déjà présenté des machines dans lesquelles le disque dur est remplacé par une mémoire flash. Mais cette technologie présente un inconvénient très important, qui devient un obstacle au remplacement de celles existantes par ce support. disques magnétiques. Grâce à la conception de la mémoire flash, elle permet l'effacement et l'écriture d'informations en un nombre limité de cycles, ce qui est réalisable même pour les petits appareils portables, sans parler de la fréquence à laquelle cela est effectué sur les ordinateurs. Si vous utilisez ce type de support comme disque SSD sur un PC, alors une situation critique surviendra très rapidement.

Cela est dû au fait qu'un tel variateur repose sur la propriété des transistors à effet de champ de stocker dans une grille « flottante » dont l'absence ou la présence dans le transistor est considérée comme un un logique ou un zéro dans Écriture binaire et l'effacement des données dans la mémoire NAND est effectué à l'aide d'électrons tunnelés en utilisant la méthode Fowler-Nordheim avec la participation d'un diélectrique. Cela ne nécessite pas ce qui permet de réaliser des cellules de tailles minimales. Mais c'est ce processus qui conduit aux cellules, puisque le courant électrique force dans ce cas les électrons à pénétrer dans la grille, surmontant ainsi la barrière diélectrique. Cependant, la durée de conservation garantie d'une telle mémoire est de dix ans. L'usure du microcircuit n'est pas due à la lecture d'informations, mais à des opérations d'effacement et d'écriture, puisque la lecture ne nécessite pas de modification de la structure des cellules, mais laisse uniquement passer un courant électrique.

Naturellement, les fabricants de mémoire travaillent activement à augmenter la durée de vie des disques SSD de ce type : ils s'efforcent d'assurer l'uniformité des processus d'écriture/effacement à travers les cellules de la matrice, afin que certaines ne s'usent pas plus que d'autres. Pour répartir la charge uniformément, les chemins logiciels sont principalement utilisés. Par exemple, pour éliminer ce phénomène, la technologie « wear leveling » est utilisée. Dans ce cas, les données souvent sujettes à modifications sont déplacées vers l'espace d'adressage de la mémoire flash, de sorte que l'enregistrement est effectué à différentes adresses physiques. Chaque contrôleur est équipé de son propre algorithme d'alignement. Il est donc très difficile de comparer l'efficacité des différents modèles, car les détails de mise en œuvre ne sont pas divulgués. Le volume de clés USB augmentant chaque année, il est nécessaire d'utiliser des algorithmes de fonctionnement de plus en plus efficaces pour garantir le fonctionnement stable des appareils.

Dépannage

L'un des moyens les plus efficaces de lutter contre ce phénomène a été de réserver une certaine quantité de mémoire, ce qui garantit l'uniformité de la charge et la correction des erreurs grâce à des algorithmes de redirection logique spéciaux pour remplacer les blocs physiques résultant d'un travail intensif avec un lecteur flash. Et pour éviter la perte d'informations, les cellules défaillantes sont bloquées ou remplacées par des cellules de sauvegarde. Cette répartition logicielle des blocs permet d'assurer l'uniformité de la charge, en augmentant le nombre de cycles de 3 à 5 fois, mais cela ne suffit pas.

Et d'autres types de lecteurs similaires se caractérisent par le fait qu'une table avec un système de fichiers est entrée dans leur zone de service. Il évite les échecs de lecture des informations sur niveau logique, par exemple, en cas d'arrêt incorrect ou lorsque arrêt soudain approvisionnement en énergie électrique. Et comme le système ne fournit pas de mise en cache lors de l'utilisation de périphériques amovibles, la réécriture fréquente a l'effet le plus néfaste sur la table d'allocation de fichiers et la table des matières du répertoire. Et même les programmes spéciaux pour cartes mémoire ne sont pas en mesure d'aider dans cette situation. Par exemple, lors d'une requête unique, l'utilisateur a écrasé un millier de fichiers. Et, semble-t-il, je n'ai utilisé qu'une seule fois les blocs où ils se trouvaient pour enregistrer. Mais les zones de service étaient réécrites à chaque mise à jour d'un fichier, c'est-à-dire que les tables d'allocation subissaient cette procédure mille fois. Pour cette raison, les blocs occupés par ces données échoueront en premier. La technologie de nivellement de l’usure fonctionne également avec de tels blocs, mais son efficacité est très limitée. Et quel que soit le type d’ordinateur que vous utilisez, la clé USB tombera en panne exactement au moment où son créateur l’avait prévu.

Il convient de noter que l'augmentation de la capacité des microcircuits de tels dispositifs a seulement conduit au fait que le nombre total de cycles d'écriture a diminué, car les cellules deviennent plus petites, donc de moins en moins de tension est nécessaire pour dissiper l'oxyde. cloisons qui isolent le « portail flottant ». Et ici, la situation est telle qu'avec l'augmentation de la capacité des appareils utilisés, le problème de leur fiabilité a commencé à s'aggraver de plus en plus, et la classe de la carte mémoire dépend désormais de nombreux facteurs. La fiabilité d'une telle solution est déterminée par ses caractéristiques techniques ainsi que par la situation actuelle du marché. En raison d’une concurrence féroce, les fabricants sont contraints de réduire leurs coûts de production par tous les moyens. Y compris en raison d'une conception simplifiée, de l'utilisation de composants provenant d'un ensemble moins cher, affaiblissant le contrôle sur la production et d'autres méthodes. Par exemple, une carte mémoire Samsung coûtera plus cher que ses homologues moins connues, mais sa fiabilité soulève beaucoup moins de questions. Mais même ici, il est difficile de parler d'une absence totale de problèmes, et il est difficile d'attendre plus d'appareils de fabricants totalement inconnus.

Perspectives de développement

Bien qu'il existe des avantages évidents, la carte mémoire SD présente un certain nombre d'inconvénients qui empêchent d'étendre davantage sa portée. C'est pourquoi on recherche constamment des solutions alternatives dans ce domaine. Bien sûr, ils essaient avant tout d'améliorer types existants mémoire flash, ce qui n'entraînera aucun changement fondamental dans le processus de production existant. Il n'y a donc aucun doute sur une seule chose : les entreprises engagées dans la fabrication de ces types de variateurs tenteront d'utiliser tout leur potentiel avant de passer à un autre type, en continuant à améliorer la technologie traditionnelle. Par exemple, la carte mémoire Sony est actuellement disponible dans une large gamme de volumes, on suppose donc qu'elle continuera à être activement épuisée.

Cependant, aujourd'hui, au seuil de la mise en œuvre industrielle, il existe toute une gamme de technologies de stockage alternatif des données, dont certaines peuvent être mises en œuvre dès l'apparition d'une situation de marché favorable.

RAM ferroélectrique (FRAM)

La technologie du principe ferroélectrique de stockage d'informations (Ferroelectric RAM, FRAM) est proposée pour augmenter le potentiel de la mémoire non volatile. Il est généralement admis que le mécanisme de fonctionnement des technologies existantes, qui consiste à réécrire les données lors du processus de lecture avec toutes les modifications des composants de base, conduit à une certaine restriction du potentiel de vitesse des appareils. Et FRAM est une mémoire caractérisée par sa simplicité, sa grande fiabilité et sa rapidité de fonctionnement. Ces propriétés sont désormais caractéristiques de la DRAM - non volatile mémoire vive existant à l'heure actuelle. Mais ici nous ajouterons également la possibilité de stockage de données à long terme, qui se caractérise par : Parmi les avantages d'une telle technologie, nous pouvons souligner la résistance à différents types rayonnement pénétrant, qui peut être demandé dans des appareils spéciaux utilisés pour travailler dans des conditions de radioactivité accrue ou dans la recherche spatiale. Le mécanisme de stockage d’informations est ici mis en œuvre grâce à l’utilisation de l’effet ferroélectrique. Cela implique que le matériau est capable de maintenir la polarisation en l'absence de champ électrique externe. Chaque cellule mémoire FRAM est formée en prenant en sandwich un film ultra-mince de matériau ferroélectrique sous forme de cristaux entre une paire d'électrodes métalliques plates, formant un condensateur. Dans ce cas, les données sont stockées à l’intérieur de la structure cristalline. Et cela évite l’effet de fuite de charge, qui provoque la perte d’informations. Les données dans la mémoire FRAM sont conservées même lorsque l'alimentation est coupée.

RAM magnétique (MRAM)

Un autre type de mémoire considéré aujourd’hui comme très prometteur est la MRAM. Il se caractérise par des performances de vitesse assez élevées et une indépendance énergétique. dans ce cas, on utilise un film magnétique mince posé sur un substrat de silicium. La MRAM est une mémoire statique. Il ne nécessite pas de réécriture périodique et les informations ne seront pas perdues lors de la mise hors tension. À l'heure actuelle, la plupart des experts s'accordent à dire que ce type de mémoire peut être qualifié de technologie de nouvelle génération, puisque le prototype existant démontre des performances à vitesse assez élevée. Un autre avantage de cette solution est le faible coût des puces. La mémoire Flash est fabriquée à l'aide d'un processus CMOS spécialisé. Et les puces MRAM peuvent être produites selon la norme processus technologique. De plus, les matériaux peuvent être ceux utilisés dans les supports magnétiques. Il est beaucoup moins coûteux de produire de grandes quantités de tels microcircuits que tous les autres. Une propriété importante de la mémoire MRAM est la capacité instantané. Et ceci est particulièrement utile pour les appareils mobiles. En effet, dans ce type, la valeur de la cellule est déterminée par la charge magnétique, et non par la charge électrique, comme dans les mémoires flash traditionnelles.

Mémoire unifiée ovonique (OUM)

Un autre type de mémoire sur lequel de nombreuses entreprises travaillent activement est un disque SSD basé sur des semi-conducteurs amorphes. Il est basé sur une technologie de transition de phase, qui s'apparente au principe de l'enregistrement sur disques réguliers. Ici, l’état de phase d’une substance dans un champ électrique passe de cristallin à amorphe. Et ce changement persiste même en l’absence de tension. Du traditionnel disques optiques De tels dispositifs diffèrent en ce que le chauffage est dû à l'action du courant électrique et non à celle d'un laser. Dans ce cas, la lecture est effectuée en raison de la différence de réflectivité de la substance dans différents états, perçue par le capteur du lecteur de disque. Théoriquement, une telle solution présente une densité de stockage de données élevée et une fiabilité maximale, ainsi que des performances accrues. Le nombre maximum de cycles de réécriture pour lesquels un ordinateur est utilisé est ici élevé, un lecteur flash dans ce cas est en retard de plusieurs ordres de grandeur.

Chalcogénure RAM (CRAM) et mémoire à changement de phase (PRAM)

Cette technologie est également basée sur les transitions de phase, lorsque dans une phase la substance utilisée dans le support agit comme un matériau amorphe non conducteur et dans la seconde, elle sert de conducteur cristallin. Le passage d'une cellule mémoire d'un état à un autre s'effectue grâce aux champs électriques et à l'échauffement. Ces puces se caractérisent par leur résistance aux rayonnements ionisants.

Carte imprimée multicouche d'informations (Info-MICA)

Le fonctionnement des appareils construits sur la base de cette technologie est réalisé selon le principe de l'holographie en couche mince. Les informations sont enregistrées comme suit : premièrement, une image bidimensionnelle est formée et transférée vers un hologramme à l'aide de la technologie CGH. Les données sont lues en fixant le faisceau laser sur le bord d'une des couches enregistrées, qui servent de guides d'ondes optiques. La lumière se propage le long d'un axe parallèle au plan de la couche, formant une image de sortie correspondant aux informations enregistrées précédemment. Les données initiales peuvent être obtenues à tout moment grâce à l'algorithme de codage inverse.

Ce type de mémoire se compare avantageusement à la mémoire à semi-conducteurs car elle offre une densité d'enregistrement élevée, une faible consommation d'énergie, ainsi qu'un faible coût des supports de stockage, une sécurité environnementale et une protection contre toute utilisation non autorisée. Mais une telle carte mémoire ne permet pas la réécriture des informations, elle ne peut donc servir que de stockage à long terme, de remplacement des supports papier, ou d'alternative disques optiques pour la distribution de contenu multimédia.

Ce n’est un secret pour personne : dans le monde moderne, l’information est l’un des biens les plus importants. Et comme tout autre produit, il doit être stocké et transféré. Des périphériques de stockage portables ont été créés à cet effet. Dans un passé récent, ce rôle était joué par les disquettes et les CD, capables de stocker une très petite quantité d'informations malgré leur grande taille. Avec le développement de la technologie informatique, la taille des supports de stockage a progressivement diminué, mais le volume de données qui y sont stockées a augmenté plusieurs fois. Cela a conduit à l’émergence d’un nouveau périphérique de stockage portable : la clé USB.

Mémoire flash- un type spécial de mémoire à semi-conducteur non volatile et réinscriptible.

Examinons de plus près : non volatile - qui ne nécessite pas d'énergie supplémentaire pour stocker les données (l'énergie n'est nécessaire que pour l'enregistrement), réinscriptible - permettant de modifier (réécrire) les données qui y sont stockées et semi-conducteur (à l'état solide ), c'est-à-dire ne contenant pas de pièces mécaniquement mobiles (comme les disques durs ou CD), construits sur la base de circuits intégrés (IC-Chip).

Littéralement sous nos yeux, la mémoire flash est passée d'un moyen de stockage de données exotique et coûteux à l'un des supports de stockage les plus populaires. La mémoire à semi-conducteurs de ce type est largement utilisée dans lecteurs portables et des ordinateurs de poche, des appareils photo et des clés USB miniatures. Les premiers échantillons de production fonctionnaient à faible vitesse, mais aujourd'hui, la vitesse de lecture et d'écriture des données sur la mémoire flash vous permet de regarder un long métrage stocké dans une puce miniature ou d'exécuter un système d'exploitation « lourd » de classe Windows XP.

En raison de sa faible consommation d'énergie, de sa compacité, de sa durabilité et de ses performances relativement élevées, la mémoire flash est idéale pour être utilisée comme stockage dans des appareils portables tels que des appareils photo et vidéo numériques, Téléphones portables, ordinateurs portables, lecteurs MP3, enregistreurs vocaux numériques, etc.

Histoire

Initialement, les disques durs SSD ont été développés pour les serveurs à haute vitesse et ont été utilisés à des fins militaires, mais comme c'est généralement le cas, au fil du temps, ils ont commencé à être utilisés pour des ordinateurs et des serveurs civils.

Deux classes d'appareils ont émergé : dans un cas, ils sacrifiaient les circuits d'effacement pour obtenir une mémoire haute densité, et dans l'autre cas, ils fabriquaient un appareil entièrement fonctionnel avec une capacité beaucoup plus petite.

En conséquence, les efforts des ingénieurs visaient à résoudre le problème de la densité des circuits d'effacement. Ils furent couronnés de succès par l’invention de l’ingénieur Toshiba Fujio Masuoka en 1984. Fujio a présenté son développement lors de l'International Electron Devices Meeting à San Francisco, en Californie. Intel s'est intéressé à cette invention et quatre ans plus tard, en 1988, a lancé le premier processeur flash commercial de type NOR. L'architecture de mémoire flash NAND a été annoncée un an plus tard par Toshiba en 1989 lors de la conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs. La puce NAND avait une vitesse d'écriture plus rapide et une zone de circuit plus petite.

On prétend parfois que le nom Flash en relation avec le type de mémoire est traduit par « flash ». En fait, ce n'est pas vrai. Une version de son apparition indique que pour la première fois en 1989-90, Toshiba a utilisé le mot Flash dans le contexte de « rapide, instantané » pour décrire ses nouvelles puces. En général, Intel est considéré comme l'inventeur, ayant introduit la mémoire flash avec l'architecture NOR en 1988.

Les avantages des cartes flash USB par rapport aux autres lecteurs sont évidents :

petites dimensions,

très léger,

fonctionnement silencieux,

possibilité de réécriture,

bonne résistance aux contraintes mécaniques, contrairement aux CD et disquettes (5 à 10 fois supérieure au maximum autorisé pour les disques durs classiques),

résiste aux changements de température sévères,

pas de pièces mobiles, ce qui réduit la consommation d'énergie au minimum,

aucun problème de connexion - les sorties USB sont disponibles sur presque tous les ordinateurs,

grande quantité de mémoire,

enregistrer des informations dans des cellules mémoire,

La période de stockage des informations peut aller jusqu'à 100 ans.

La mémoire flash consomme beaucoup (environ 10 à 20 fois ou plus) moins d'énergie pendant le fonctionnement.

Il convient également de noter que pour travailler avec une clé USB, vous n'avez besoin d'aucun programme tiers, adaptateur, etc. L'appareil est reconnu automatiquement.

Si vous écrivez sur une clé USB 10 fois par jour, elle durera environ 30 ans.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de la technologie de mémoire flash à semi-conducteurs est basé sur le changement et l'enregistrement charge électrique dans une région isolée (poche) de la structure semi-conductrice.

Le changement de charge (« écriture » et « effacement ») est réalisé en appliquant un potentiel élevé entre la grille et la source de sorte que l'intensité du champ électrique dans le mince diélectrique entre le canal du transistor et la poche soit suffisante pour provoquer un effet tunnel. Pour renforcer l'effet tunnel des électrons dans la poche pendant l'écriture, une légère accélération des électrons est appliquée en faisant passer un courant à travers le canal du transistor à effet de champ.

Représentation schématique d'un transistor à grille flottante.

Entre la grille de contrôle et le canal par lequel le courant circule de la source au drain, on place la même grille flottante, entourée d'une fine couche de diélectrique. En conséquence, lorsque le courant circule à travers un tel transistor à effet de champ « modifié », certains électrons de haute énergie traversent le diélectrique et se retrouvent à l’intérieur de la grille flottante. Il est clair que pendant que les électrons creusaient un tunnel et erraient à l'intérieur de cette porte, ils ont perdu une partie de leur énergie et ne peuvent pratiquement pas revenir en arrière. Appareils SLC et MLC

Il existe des dispositifs dans lesquels la cellule élémentaire stocke un bit d'information et plusieurs. Dans les cellules monobit, il n’y a que deux niveaux de charge sur la grille flottante. De telles cellules sont appelées cellules à un seul niveau. cellule à un seul niveau SLC). Dans les cellules multi-bits, on distingue davantage de niveaux de charge ; on les appelle multi-niveaux. cellule multi-niveaux, MLC). Les appareils MLC sont moins chers et plus volumineux que les appareils SLC, mais le temps d'accès et le nombre de réécritures sont pires.

Mémoire audio

Un développement naturel de l'idée des cellules MLC a été l'idée d'enregistrer un signal analogique dans la cellule. Ces puces flash analogiques sont les plus largement utilisées dans la reproduction sonore. De tels microcircuits sont largement utilisés dans toutes sortes de jouets, cartes son, etc.

Ni mémoire flash

Conception NI utilise une matrice bidimensionnelle classique de conducteurs (« lignes » et « colonnes ») dans laquelle une cellule est installée à l'intersection. Dans ce cas, le conducteur des lignes était connecté au drain du transistor, et le conducteur des colonnes à la deuxième grille. La source était reliée à un substrat commun à tous. Avec cette conception, il était facile de lire l’état d’un transistor particulier en appliquant une tension positive à une colonne et une ligne.

Ce type de mémoire flash est basé sur l'algorithme NOR, car dans un transistor à grille flottante, une tension de grille trop faible en signifie un. Ce type de transistor est constitué de deux grilles : flottante et de contrôle. La première porte est complètement isolée et a la capacité de retenir les électrons jusqu’à dix ans. La cellule est également constituée d'un drain et d'une source. Lorsqu'une tension est appliquée à la grille de commande, un champ électrique est généré et ce que l'on appelle l'effet tunnel se produit. La plupart des électrons sont transférés (tunnels) à travers la couche isolante et pénètrent dans la grille flottante. La charge sur la grille flottante du transistor modifie la "largeur" ​​drain-source et la conductivité du canal utilisé pour la lecture. Les cellules d'écriture et de lecture sont très différentes en termes de consommation électrique : par exemple, les clés USB consomment plus de courant lors de l'écriture que lors de la lecture (consommant très peu d'énergie). Pour supprimer (effacer) des données, une tension négative suffisamment élevée est appliquée à la grille de contrôle, ce qui conduit à l'effet inverse (les électrons de la grille flottante sont transférés à la source par effet tunnel). Dans l'architecture NOR, il est nécessaire de connecter un contact à chaque transistor, ce qui augmente considérablement la taille du processeur. Ce problème est résolu grâce à la nouvelle architecture NAND.