رقائق الذاكرة STMicroelectronics. رقائق ذاكرة HYNIX NAND أنواع رقائق ذاكرة الفلاش

تستخدم الدوائر الدقيقة لأغراض مختلفة في إلكترونيات التكنولوجيا الحديثة. يتم استكمال مجموعة كبيرة ومتنوعة من هذه المكونات بشرائح الذاكرة. غالبًا ما يسمى هذا النوع من مكونات الراديو (بين مهندسي الإلكترونيات وبين الناس) ببساطة - رقائق. الغرض الرئيسي من رقائق الذاكرة هو تخزين معلومات معينة مع القدرة على إجراء (الكتابة) أو التغيير (الكتابة فوق) أو الإزالة الكاملة(محو) البرمجيات. الاهتمام العام بشرائح الذاكرة أمر مفهوم. يتمتع المعلمون الذين يعرفون كيفية برمجة الدوائر الدقيقة للذاكرة بنطاق واسع في مجال إصلاح وتخصيص الدوائر الحديثة الأجهزة الإلكترونية.

الدائرة الدقيقة للذاكرة هي مكون إلكتروني ، هيكله الداخلي قادر على تخزين (حفظ) البرامج المدخلة ، أو أي بيانات ، أو كليهما في نفس الوقت.

في الواقع ، المعلومات المحملة في الشريحة عبارة عن سلسلة من التعليمات تتكون من مجموعة من الوحدات الحسابية للمعالج الدقيق.

وتجدر الإشارة إلى أن: رقائق الذاكرة هي دائمًا مكمل لا يتجزأ من المعالجات الدقيقة - دوائر التحكم الدقيقة. في المقابل ، فإن المعالج الدقيق هو أساس الإلكترونيات لأي تقنية حديثة.

مجموعة من المكونات الإلكترونية على لوحة جهاز إلكتروني حديث. في مكان ما بين هذه الكتلة من مكونات الراديو ، هناك مكون يمكنه حفظ المعلومات.

وبالتالي ، يتحكم المعالج الدقيق ، وتقوم شريحة الذاكرة بتخزين المعلومات التي يحتاجها المعالج الدقيق.

يتم تخزين البرامج أو البيانات في شريحة ذاكرة على شكل سلسلة من الأرقام - الأصفار والآحاد (بت). يمكن تمثيل البتة الواحدة بصفر منطقي (0) أو واحد (1).

في شكل واحد ، تكون معالجة البت صعبة. لذلك ، يتم تجميع البتات معًا. ستة عشر بتًا تشكل مجموعة من "الكلمات" ، ثمانية بتات تشكل بايتًا - "جزء من كلمة" ، أربع بتات - "جزء من كلمة".

مصطلح البرمجة الأكثر شيوعًا للرقائق هو البايت. إنها مجموعة من ثمانية بتات يمكن أن تأخذ من 2 إلى 8 تغيرات رقمية ، ليصبح المجموع 256 قيمة مختلفة.

لتمثيل بايت ، يتم استخدام نظام الأرقام الست عشري ، والذي يوفر استخدام 16 قيمة من مجموعتين:

1. رقمي (0 إلى 9).
2. رمزي (أ إلى و).

لذلك ، فإن مجموعات من حرفين من النظام السداسي العشري تناسب أيضًا 256 قيمة (من 00h إلى FFh). يشير الحرف الختامي "h" إلى أنه ينتمي إلى أرقام سداسية عشرية.

تنظيم دوائر الذاكرة الدقيقة (شرائح)

بالنسبة لرقائق الذاكرة ذات 8 بتات (النوع الأكثر شيوعًا) ، يتم ربط البتات في وحدات البايت (8 بتات) وتخزينها تحت "عنوان" محدد.

يتم فتح الوصول إلى البايت على العنوان المعين. يتم إخراج وحدات البت الثمانية لعنوان الوصول من خلال منافذ البيانات الثمانية.

تنظيم هيكل جهاز التخزين. للوهلة الأولى ، خوارزمية معقدة وغير مفهومة. ولكن إذا كنت تريد معرفة ذلك ، فإن الفهم يأتي بسرعة

من حيث المبدأ ، يتم تقسيم الدوائر الدقيقة للذاكرة إلى غير متطايرة ، والتي لا تفقد المعلومات عند إيقاف تشغيل الطاقة ، ومتطايرة ، وتعتبر محتوياتها غير محددة عند كل تشغيل. تم تصميم أولها لتخزين البرامج والثوابت والجداول وغيرها من البيانات التي لا تتغير أو نادرًا ما تتغير ، وتسمى ROM (ذاكرة للقراءة فقط). هذا الأخير مخصص للتخزين المؤقت للبيانات التي تنشأ أثناء تشغيل الجهاز ، وتسمى RAM (ذاكرة الوصول العشوائي). في المقابل ، يتم تصنيف ROM من خلال طريقة إدخال المعلومات وبالطريقة التي يتم محوها ، إذا كان هذا الاحتمال موجودًا فقط في هذه الفئة من ROM. أرخص طريقة للتسجيل هي برمجة القناع أثناء عملية تصنيع الكريستال. دوائر الذاكرة الدقيقة مع<прошитой>معلومات - ROM (ذاكرة للقراءة فقط) - لا يمكن إعادة برمجتها ، ويتم استخدامها فقط للإنتاج الضخم والإنتاج التسلسلي الكبير وإدخال نص خالٍ من الأخطاء مضمون. النوع التالي من ROM - PROM (ذاكرة للقراءة فقط قابلة للبرمجة) - يأتي في<чистом>النموذج ويزود المستخدم بالقدرة على إدخال المحتوى المطلوب بشكل مستقل باستخدام المبرمج. إذا كانت هذه العملية لا رجعة فيها ، فإن هذه الدوائر الدقيقة تسمى OTP (قابلة للبرمجة مرة واحدة) - بمجرد أن تكون قابلة للبرمجة. إذا كان من الممكن مسح المحتوى مع الإدخال اللاحق لمنتج جديد ، فإن الدوائر المصغرة تسمى EPROM (ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمسح قابلة للبرمجة). وأخيرًا ، اعتمادًا على طريقة المسح ، يمكن أن تكون إما UV-EPROM ، أو قابلة للمسح فوق البنفسجي ، أو EEPROM ، قابلة للمسح كهربائيًا. ومع ذلك ، فإن المصطلحات التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة غالبًا ما تستخدم الاختصار EEPROM لنوع معين من الذاكرة ، والتي ، بمعنى ما ، يمكن اعتبارها ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة.
عادةً ما يُطلق على ذاكرة القراءة فقط مع المحو الكهربائي ذاكرة فلاش. الاختلافات بينهما كبيرة جدا. يسمح EEPROM بالوصول العشوائي إلى خلايا الذاكرة عند الكتابة ، وتفترض ذاكرة الفلاش الصفحة فقط ، أي مع التقسيم إلى قطاعات ، والوصول إليها عند المسح / الكتابة. من المستحيل الكتابة فوق محتويات خلية ذاكرة واحدة. عند القراءة ، لا يوجد فرق جوهري بينهما. بالإضافة إلى ذلك ، تعد برمجة ذاكرة الفلاش عملية كاملة تتطلب خطوات برمجة إضافية لنقل الدائرة الدقيقة إلى وضع البرمجة والتحكم في اكتمالها. ونتيجة لذلك ، فإن مجال تطبيق ذاكرة الفلاش هو نصوص البرامج والجداول والبيانات الأخرى ، والتي لا يُتوقع تغييرها على الإطلاق ، أو يُسمح به ، ولكن نادرًا جدًا. تُستخدم ذاكرة EEPROM للتخزين الحالي للبيانات أثناء التشغيل ، عند تغيير الثوابت ، والإعدادات (على سبيل المثال ، على التلفزيون) ، مع الحفظ التلقائي عند إيقاف تشغيل الطاقة. في الوقت نفسه ، تتمتع ذاكرة الفلاش بسعة أكبر وسعر أقل من حيث تكلفة تخزين بايت واحد من المعلومات.
تنقسم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أساسًا إلى نوعين: ثابت - SRAM وديناميكي - DRAM. الأول ، في وجود جهد إمداد ، يمكنه حفظ المعلومات المسجلة للمدة المطلوبة دون الرجوع إليها. خلية الذاكرة هي المشغل. الثاني يتطلب ثابت<регенерации>، أي القراءة وإعادة الكتابة إلى الخلايا المقابلة. هذا يرجع إلى الأساس المادي للتخزين ، وهو مكثف ضئيل في DRAM متصل عند تقاطع صفوف وأعمدة المصفوفة. هذا يحقق كثافة تعبئة عالية جدًا وقدرة معلومات محددة كبيرة للدائرة الصغيرة. الثمن الذي يجب دفعه هو الحاجة إلى إجراء دورة تجديد بشكل دوري. عليك أيضًا التضحية باستهلاك الطاقة. تستخدم رقائق DRAM اليوم بشكل حصري تقريبًا في أجهزة الكمبيوتر وغيرها من معدات الحوسبة.
تهمنا الدوائر المصغرة SRAM ، والتي بدورها تنقسم إلى طاقة دقيقة بسرعة منخفضة نسبيًا (55-120 نانوثانية) وسرعات عالية (7-25 نانوثانية) مع استهلاك طاقة أعلى بشكل ملحوظ.
هناك أنواع أخرى من ذاكرة الوصول العشوائي ، على سبيل المثال "Zero-Power" مع بطارية ليثيوم مدمجة أو "Dual-Port" مع نظام مختلف للوصول إلى المعلومات.

المعلمات الرئيسية لرقائق الذاكرة:

القدرة المعلوماتية.القدرة على تخزين عدد معين من بتات المعلومات الثنائية ؛ تنظيم دوائر الذاكرة الدقيقة.يمكن أن يكون مختلفًا عن نفس القدر من الذاكرة. على سبيل المثال ، قد تبدو 65.536 بت مثل 4096 × 16 أو 8192 × 8 أو مجموعة أخرى. يظل التنظيم الداخلي لمصفوفة الذاكرة دون تغيير ، وتتغير الواجهة الخارجية فقط ، وبالتالي الرقم الاستنتاجات الخارجية;

وقت الحصول على العينات.الوقت من آخر الإشارات التي تسمح بالقراءة حتى ظهور بيانات مستقرة عند الخرج ؛ استهلاك الطاقة.كالعادة ، هناك مفاضلة بين استهلاك الطاقة وسرعة الشريحة ؛ مصدر التيار.أدى الاتجاه العام نحو انخفاض جهد الإمداد إلى ظهور دوائر دقيقة للذاكرة تعمل عند 3.3 و 2.5 وحتى 1.8 فولت ؛ نطاق درجة حرارة.تجاري أو صناعي أو متقدم.

تتضمن المعلمات المحددة للذاكرة مثل: وقت التخزين(ساعات ، سنوات) ، عدد دورات إعادة الكتابة, يمحو الوقتآخر.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن أنواع EEPROM و Flash غالبًا ما يكون لها واجهة تبادل بيانات خارجية تسلسلية. هذا يقلل بشكل كبير من معدل الصرف ، ولكن في تلك التطبيقات التي لا يكون فيها ذلك حرجًا ، فإنه يسمح لك بحفظ عدد المسامير الخارجية للدوائر الدقيقة التي تشغلها لوحة الدوائر المطبوعةالمنطقة ، عدد الحصص.

في بعض الأحيان ، عند تطوير جهاز ، هناك حاجة لتخزين بعض البيانات في ذاكرة غير متطايرة. في مثل هذه الحالات ، عادة ما يتم استخدام EEPROM الداخلي للميكروكونترولر. إذا لم يكن ذلك كافيًا ، فعندئذٍ ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام رقائق EEPROM الخارجية من سلسلة 24lxx. تحظى الدوائر الدقيقة من هذه السلسلة بشعبية كبيرة. في أغلب الأحيان يمكن العثور عليها في القديم الهواتف المحمولةوبعض اللوحات الأم وخراطيش الطابعات والعديد من الأماكن الأخرى. سعر هذه الدوائر الدقيقة أيضًا جذاب للغاية. على سبيل المثال ، تكلفة 24LC16 11 روبل.
هذه الدائرة الدقيقة متوفرة في عبوات مختلفة ، أشهرها DIP و SOIC. تحتوي الدائرة المصغرة على pinout التالي:

كما ترى ، هناك عدد قليل جدًا من الاستنتاجات. لذلك دعونا نحاول معرفة ما هو.
A0 ، A1 ، A2- لا تستخدم في هذه الدائرة المصغرة. يمكن توصيلها بالأرض أو بقوة إيجابية. في بعض الدوائر الدقيقة الأخرى من سلسلة 24lxx ، يمكن لهذه المسامير تعيين عنوان الدائرة المصغرة ، بحيث يمكن توصيل 8 شرائح صغيرة من الذاكرة بحافلة i2c واحدة في وقت واحد.
Vss- الارض.
SDA- خط البيانات
SCL- خط الساعة
الفسفور الابيض- حماية الكتابة. عندما يكون هذا الدبوس منطقيًا 0 ، يُسمح بالكتابة إلى الذاكرة. إذا أعطيت وحدة منطقية ، فعندئذٍ تكون القراءة من الذاكرة فقط ممكنة.
Vcc- مصدر طاقة الدائرة المصغرة. وفقًا لورقة البيانات ، يتم تشغيله بجهد 2.5 فولت إلى 5.5 فولت.

الاتصال بوحدة التحكم.
من السهل جدًا توصيل الذاكرة بـ MK. من الحزام ، لا يلزم سوى زوج من المقاومات بمقاومة حوالي 4.7 كيلو أوم.

برمجة

للعمل مع الذاكرة ، تم تطوير مكتبة تقوم بالوظائف التالية:

i2c_init- يضبط سرعة نبضات الساعة التي تسير على طول الخط SCL.

تدعم شريحة 24LC16 الترددات التي تصل إلى 400 كيلو هرتز. يمكنك حساب التردد مثل هذا:

تردد ساعة وحدة المعالجة المركزية- التردد الذي يعمل به الميكروكونترولر

TWBR- الرقم المكتوب في السجل الذي يحمل نفس الاسم.

TWPSهو بريسكالر. يتم تعيين قيم المقياس المسبق بواسطة بتات TWPS1 و TWPS0 في سجل TWSR.

بالنسبة لوحدة التحكم Atmega 32 ، الجدول التالي صالح:

i2c_start- يرسل حزمة البداية

i2c_stop- يرسل رسالة توقف

i2c_send- يرسل بايت

i2c_recive- يأخذ بايت

i2c_recive_last- يأخذ البايت الأخير. الفرق عن الوظيفة السابقة هو أنه عند استلام البايت ، لا يرسل الميكروكونترولر بت التأكيد. إذا ، عند استلام البايت الأخير ، استخدم i2c_reciveثم سيظل خط SDA مضغوطًا على الأرض.

كتابة البيانات على شريحة ذاكرة

يمكنك كتابة البيانات بأي ترتيب أو صفحة بصفحة. نظرًا لأنه يمكن أن يكون هناك العديد من الأجهزة على ناقل i2c في وقت واحد ، من أجل معالجة أي جهاز ، فأنت بحاجة إلى معرفة عنوانه المكون من سبعة بتات. يبدو العنوان الثنائي لشريحة 24LC16 كما يلي:

تُستخدم البتات A و B و C لتحديد كتلة ذاكرة. توجد 8 كتل ذاكرة في الدائرة المصغرة ، كل منها 256 بايت. وفقًا لذلك ، تأخذ بتات ABC قيمًا من 000 إلى 111.

من أجل كتابة بايت على الدائرة المصغرة ، تحتاج إلى تنفيذ التسلسل التالي من الإجراءات:

1. تهيئة واجهة i2c
2. إرسال حزمة المبتدئين
3. أرسل عنوان الدائرة المصغرة + عنوان كتلة الذاكرة
4. أرسل عنوان خلية الذاكرة التي سيتم التسجيل عليها
5. بايت إرسال البيانات
6. إرسال وقف الطرود

مثال:تحتاج إلى كتابة بايت 0xFAبالعنوان 0x101.

rcall i2c_init
rcall i2c_start
ldi درجة الحرارة ، 0 ب 1010 001 0 // عنوان الشريحة حيث:
// 1010 - عنوان الدائرة المصغرة
// 001 - عنوان كتلة الذاكرة (الخلية 0x101 تنتمي إلى الكتلة 1)
// 0
rcall i2c_send
ldi temp ، 1 // عنوان موقع الذاكرة. (الكتلة 1 ، الخلية 1)
rcall i2c_send
ldi temp ، 0xFA // قم بتحميل البايت المراد كتابته في السجل
rcall i2c_send // اكتب بايت
rcall i2c_stop

يمكنك كتابة البيانات في الذاكرة ليس فقط بايت بايت ، ولكن أيضًا عن طريق صفحة تلو الأخرى. حجم الصفحة 16 بايت. تتضمن الكتابة لكل بايت ما يلي: نرسل عنوان البايت الصفري للصفحة المطلوبة ثم نرسل البيانات المطلوبة 16 مرة. سيتم زيادة عداد العنوان بواحد تلقائيًا. إذا أرسلت البيانات للمرة السابعة عشرة ، فسيتم استبدال البايت الصفري ، وإذا أرسلت بايت للمرة الثامنة عشرة ، فسيتم استبدال البايت رقم 1 ، وما إلى ذلك.

مثال: مطلوب كتابة الصفحة الأولى من الكتلة 0.

rcall i2c_init // تهيئة واجهة i2c
rcall i2c_start // أرسل حزمة البداية
ldi درجة الحرارة ، 0 ب 1010 000 0 // عنوان الشريحة حيث:
// 1010 - عنوان الدائرة المصغرة
// 000 - عنوان كتلة الذاكرة (نحن مهتمون بالكتلة الصفرية)
// 0 - قراءة / كتابة قليلا. 0 - كتابة ، 1 - قراءة
rcall i2c_send
ldi temp ، 16 // عنوان الصفحة الأولى
rcall i2c_send
درجة حرارة ldi ، 0x01 // تحميل رقم البايت 0 في السجل
rcall i2c_send // اكتب بايت
درجة حرارة ldi ، 0x02 // تحميل رقم البايت 1 في السجل
rcall i2c_send // اكتب بايت
/// هنا نكتب باقي البايت .....
ldi temp ، 0x0E // تحميل رقم البايت 14 في التسجيل
rcall i2c_send // اكتب بايت
درجة حرارة ldi ، 0x0F // تحميل رقم البايت 15 في التسجيل
rcall i2c_send // اكتب بايت
rcall i2c_stop // إرسال طرد توقف

قراءة البيانات من دائرة كهربائية دقيقة
لقد اكتشفنا نوعًا ما التسجيل ، فلنبدأ الآن في القراءة. لقراءة بايت ، عليك القيام بما يلي:

1. قم بتهيئة واجهة i2c (إذا لم يتم تهيئتها مسبقًا)
2. إرسال حزمة المبتدئين
3. أرسل عنوان الدائرة المصغرة وعنوان كتلة الذاكرة من حيث سنقرأ
4. إرسال عنوان موقع الذاكرة
5. أعد إرسال الحزمة المبدئية
6. أرسل عنوان الدائرة المصغرة وعنوان كتلة الذاكرة مع بت "قراءة"
7. احصل على بايت
8. إرسال إيقاف الطرد

rcall i2c_init // تهيئة واجهة i2c
rcall i2c_start // أرسل حزمة البداية
ldi temp ، 0 ب 1010 011 0 // عنوان الشريحة + عنوان كتلة الذاكرة الثالثة.
// قراءة / كتابة بت لا يزال 0!
rcall i2c_send
درجة حرارة ldi ، 0x41 // عنوان موقع الذاكرة
rcall i2c_send
rcall i2c_start // إعادة إرسال حزمة البداية
ldi temp ، 0 ب 1010 011 1 // عنوان الشريحة + عنوان كتلة الذاكرة + بت القراءة / الكتابة أصبح 1
rcall i2c_send // الآن يمكنك قراءة البيانات
rcall i2c_recive_last // اقرأ بايت. أولا و أخيرا.
rcall i2c_stop // إرسال طرد توقف

يمكن إجراء القراءة بالتسلسل بايت بالبايت ، أي اتصل وحسبi2c_recive بقدر الاحتياجات. ليست هناك حاجة لإرسال الأمر لزيادة العنوان بواحد. كما أنه ليس من الضروري تبديل عناوين الحظر أثناء القراءة المتسلسلة. أولئك. يمكنك أخذ وقراءة الدائرة المصغرة بالكامل مرة واحدة دون أي مشاكل.

تم تطوير مكتبة العمل مع i2c واختبارها باستخدام متحكم Atmega32. أعتقد أنه سيعمل على العديد من وحدات التحكم الأخرى دون أي تغييرات. بطبيعة الحال ، يجب أن تحتوي وحدة التحكم على دعم الأجهزة لـ i2c ، أو كما يطلق عليها أيضًا TWI. بالطبع ، يمكنك تنفيذ برنامج i2c برمجيًا ، لكنني لم أزعج نفسي ولم تكن هناك حاجة لذلك. المثال التوضيحي هو برنامج يكتب بايت من 0 إلى 15 إلى أول 16 عنوانًا ، وبعد تسجيل المخرجات إلى المنفذ A. يمكنك مشاهدة كيف يعمل هذا ليس فقط في البث المباشر ، ولكن أيضًا في Proteus.

وأخيرًا ، أرفق مخطط الذبذبات:

هذا ما تبدو عليه الحافلة i2c من خلال عيني :-)
جميع الأسئلة والاقتراحات في انتظار التعليقات.

في هذا المقال سنتحدث معك عن أساس الإنشاء وكيف يعمل جهاز ذاكرة فلاش (لا تخلط بينه وبين محركات أقراص فلاش USB وبطاقات الذاكرة). بالإضافة إلى ذلك ، ستتعرف على مزاياها وعيوبها مقارنة بالأنواع الأخرى من ROM (أجهزة التخزين الدائمة) وستتعرف على مجموعة محركات الأقراص الأكثر شيوعًا التي تحتوي على ذاكرة فلاش.

الميزة الرئيسية لهذا الجهاز أنه غير متطاير ولا يحتاج إلى كهرباء لتخزين البيانات. يمكن قراءة جميع المعلومات المخزنة في ذاكرة الفلاش لعدد لا نهائي من المرات ، ولكن عدد دورات الكتابة الكاملة محدود للأسف.

تشير ذاكرة الفلاش إلى أشباه الموصلات للذاكرة القابلة للبرمجة كهربائيًا (EEPROM). نظرًا للحلول التقنية والتكلفة المنخفضة والحجم الكبير والاستهلاك المنخفض للطاقة وسرعة التشغيل العالية والاكتناز والقوة الميكانيكية ، فإن ذاكرة الفلاش مضمنة في الرقمية أجهزة محمولةوناقلات المعلومات.

ذاكرة فلاش أمام محركات الأقراص الأخرى ( محركات الأقراص الصلبةومحركات الأقراص الضوئية) نوع ROM له مزايا وعيوب ، والتي يمكنك التعرف عليها من الجدول أدناه.

نوع ROM	مزايا	سلبيات
HDD	كمية كبيرة من المعلومات المخزنة. سرعة عالية في العمل. رخص تخزين البيانات (لكل 1 ميغا بايت).	أبعاد كبيرة. حساسية الاهتزاز. التشتت الحراري.
الأقراص الضوئية	راحة النقل. رخص تخزين المعلومات. إمكانية التكرار.	حجم صغير. أنت بحاجة إلى قارئ. قيود على العمليات (قراءة ، كتابة). سرعة العمل المنخفضة. حساسية الاهتزاز.
ذاكرة متنقله	سرعة عالية في الوصول إلى البيانات. استهلاك اقتصادي للطاقة. مقاومة الاهتزاز. سهولة الاتصال بجهاز الكمبيوتر. أبعاد مدمجة.	عدد محدود من دورات الكتابة.

اليوم ، لا أحد يشك في أن ذاكرة الفلاش ستستمر في تعزيز مكانتها في تكنولوجيا المعلومات ، وخاصة في مجال الأجهزة المحمولة (أجهزة المساعد الرقمي الشخصي ، والأجهزة اللوحية ، والهواتف الذكية ، والمشغلات). بطاقات الذاكرة الأكثر شهرة وشعبية وقابلة للإزالة للأجهزة الإلكترونية (SD ، MMC ، miniSD ...) تعمل على أساس ذاكرة الفلاش.

لا تقف بطاقات الذاكرة ، مثل محركات أقراص USB ، جانباً ، ولكنها تجذب الانتباه شراة محتملينتنوعها. تستفيد الشركة المصنعة فقط من هذه الوفرة من أجهزة التخزين ، ويواجه المستهلك عددًا من الإزعاج. بعد كل شيء ، نحن جميعًا على دراية بالمواقف التي يحتاج فيها الهاتف إلى بطاقة واحدة ، و PDA أخرى ، وكاميرا ثالثة. هذه المجموعة المتنوعة من محركات الأقراص في أيدي الشركات المصنعة ، لأنها تستفيد من بيع حصري واسع. فيما يلي قائمة صغيرة بمحركات الأقراص المحمولة الشائعة:

• فلاش مدمج من النوع الأول (CF I) / النوع الثاني (CF II) ؛
• Memory Styck (MS Pro ، MS Duo) ؛
• تأمين رقمي (SD) ؛
• miniSD ؛
• بطاقة xD-Picture (xD) ؛
• بطاقة الوسائط المتعددة (MMC).
• محرك فلاش USB.

كتبت في إحدى المنشورات عن كيفية اختيار بطاقة بصيغة SD (microSD ، miniSD).

كيف تعمل ذاكرة الفلاش.

خلية وحدة ذاكرة الفلاش عبارة عن ترانزستور بوابة عائم. خصوصية مثل هذا الترانزستور هو أنه يمكن أن يحمل الإلكترونات (شحنة). على أساسه يتم تطوير الأنواع الرئيسية لذاكرة فلاش. ناندو ولا... لا توجد منافسة بينهما ، لأن كل نوع له مميزاته وعيوبه. بالمناسبة ، على أساسهم ، يبنون إصدارات مختلطة مثل دينورو سوبراند.

في ذاكرة الفلاش ، يستخدم المصنعون نوعين من خلايا الذاكرة ، MLC و SLC.

• تعد ذاكرة الفلاش التي تحتوي على خلايا MLC (خلايا متعددة المستويات) أكثر رحابة وأرخص تكلفة ، ولكنها تتمتع بوقت وصول أطول ودورات كتابة / محو أقل (حوالي 10000).
• تحتوي ذاكرة الفلاش ، التي تحتوي على خلايا SLC (خلايا أحادية المستوى) ، على الحد الأقصى لعدد دورات الكتابة / المسح (100000) ولها وقت وصول أقصر.

يتم إجراء التغيير في الشحنة (الكتابة / المسح) عن طريق تطبيق جهد كبير بين البوابة والمصدر بحيث يكون الجهد الحقل الكهربائيفي عازل رقيق بين قناة الترانزستور والجيب كان كافياً لظهور تأثير النفق. لتعزيز تأثير نفق الإلكترون في الجيب أثناء التسجيل ، يتم تطبيق تسريع صغير للإلكترونات عن طريق تمرير تيار عبر قناة ترانزستور تأثير المجال.

يعتمد مبدأ تشغيل ذاكرة الفلاش على التغيير والتسجيل شحنة كهربائيةفي منطقة معزولة ("جيب") من هيكل أشباه الموصلات.

تتم القراءة بواسطة ترانزستور ذو تأثير ميداني ، حيث يعمل الجيب كبوابة. تعمل إمكانات البوابة العائمة على تغيير خصائص عتبة الترانزستور ، والتي يتم تسجيلها بواسطة دوائر القراءة. يتم تزويد هذا التصميم بعناصر تسمح له بالعمل في مجموعة كبيرة من نفس الخلايا.

الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على خلايا الذاكرة مع واحد وترانزستورين ...

خلية ذاكرة مع ترانزستور واحد.

إذا تم تطبيق جهد موجب على بوابة التحكم (تهيئة خلية الذاكرة) ، فسيكون في حالة الفتح ، والذي سيتوافق مع الصفر المنطقي.

وإذا تم تشغيله مصراع عائمضع شحنة سالبة زائدة (إلكترون) وقم بتطبيق جهد موجب على بوابة التحكم، ثم يعوض المجال الكهربائي الناتج عن بوابة التحكم ولن يسمح بتكوين قناة التوصيل ، مما يعني أن الترانزستور سيكون في حالة مغلقة.

لذلك ، فإن وجود أو عدم وجود شحنة على البوابة العائمة يحدد بدقة حالة الترانزستور المفتوح أو المغلق عند تطبيق نفس الجهد الموجب على بوابة التحكم. إذا اعتبرنا إمداد الجهد لبوابة التحكم بمثابة تهيئة لخلية ذاكرة ، فعندئذٍ من خلال أي جهد كهربائي بين المصدر والصرف يمكننا الحكم على وجود أو عدم وجود شحنة على البوابة العائمة.

وبالتالي ، يتم الحصول على نوع من خلايا الذاكرة الأولية ، القادرة على تخزين بتة معلومات واحدة. بالإضافة إلى كل هذا ، من المهم جدًا تخزين الشحنة على البوابة العائمة (إن وجدت) هناك لفترة طويلة ، سواء عند تهيئة خلية الذاكرة أو في حالة عدم وجود جهد عند بوابة التحكم. فقط في هذه الحالة ستكون خلية الذاكرة غير متطايرة.

فكيف ، إذا لزم الأمر ، ضع شحنة على البوابة العائمة (اكتب محتويات خلية الذاكرة) وقم بإزالتها من هناك (امسح محتويات خلية الذاكرة) عند الضرورة.

يمكن وضع الشحنة على البوابة العائمة (عملية التسجيل) بحقن الإلكترون الساخن (الإلكترونات الساخنة لقناة CHE) أو بطريقة نفق فاولر-نوردهايم.

إذا تم استخدام طريقة حقن الإلكترونات الساخنة ، فسيتم تطبيق جهد عالي على الصرف وبوابة التحكم ، مما يمنح الإلكترونات الموجودة في القناة طاقة كافية للتغلب على الحاجز المحتمل ، والذي يتم إنشاؤه بواسطة طبقة رقيقة عازلة ، ومباشرة (نفق) إلى منطقة البوابة العائمة (أثناء القراءة على جهد منخفض يتم تطبيقه على بوابة التحكم ولا يحدث تأثير النفق).

لإزالة الشحنة من البوابة العائمة (محو خلية الذاكرة) ، يتم تطبيق جهد سلبي مرتفع (حوالي 9 فولت) على بوابة التحكم ، ويتم تطبيق جهد موجب على منطقة المصدر. هذا يؤدي إلى حقيقة أن الإلكترونات تنفق من منطقة البوابة العائمة إلى منطقة المصدر. هذه هي الطريقة التي يحدث بها نفق فاولر-نوردهايم الكمي.

ربما تكون قد اكتشفت الآن أن ترانزستور البوابة العائمة هو خلية ذاكرة فلاش أولية. لكن خلايا الترانزستور المفردة لها بعض العيوب ، أهمها ضعف قابلية التوسع.

منذ إنشاء مجموعة ذاكرة ، يتم توصيل كل خلية ذاكرة (أي الترانزستور) بحافلين متعامدين. ترتبط بوابات التحكم بحافلة تسمى Word Line ، وتتصل المصارف بالحافلة التي تسمى خط البت. نتيجة لذلك ، يوجد جهد عالٍ في الدائرة وعند التسجيل عن طريق حقن الإلكترونات الساخنة ، يجب وضع جميع الخطوط - الكلمات والبت والمصادر - على مسافة كبيرة من بعضها البعض. سيوفر هذا المستوى المطلوب من العزل ، ولكن سيكون له تأثير على الحد من حجم ذاكرة الفلاش.

عيب آخر لخلية الذاكرة هو وجود تأثير الإزالة المفرطة للشحنة من البوابة العائمة ، والتي لا يمكن تعويضها من خلال عملية التسجيل. نتيجة لذلك ، يتم تكوين شحنة موجبة على البوابة العائمة ، مما يجعل حالة الترانزستور ثابتة وتظل مفتوحة دائمًا.

خلية ذاكرة مع اثنين من الترانزستورات.

خلية ذاكرة ثنائية الترانزستور هي خلية أحادية الترانزستور معدلة تضم ترانزستور CMOS تقليدي وترانزستور بوابة عائم. في هذا الهيكل ، يعمل الترانزستور التقليدي كعازل لترانزستور البوابة العائمة من خط البت.

هل لخلية الذاكرة ثنائية الترانزستور أي مزايا؟ نعم ، لأنه يمكن استخدامه لإنشاء رقائق ذاكرة أكثر إحكاما وقابلية للتوسع ، لأنه هنا يتم عزل ترانزستور البوابة العائمة عن خط البت. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس خلية ذاكرة أحادية الترانزستور ، حيث يتم كتابة المعلومات عن طريق حقن الإلكترونات الساخنة ، تُستخدم طريقة فاولر-نوردهايم للنفق الكمي لكتابة ومحو المعلومات في خلية ذاكرة ثنائية الترانزستور. هذا النهج يجعل من الممكن تقليل الجهد المطلوب لعملية الكتابة. بالنظر إلى المستقبل ، سأقول أن خليتين من الترانزستور تستخدمان في الذاكرة بهيكل NAND.

جهاز ذاكرة فلاش بهندسة NOR.

نوع هذه الذاكرة هو المصدر ونوع من الزخم في تطوير EEPROM بالكامل. تم تطوير هندسته من قبل شركة إنتل في عام 1988. كما هو مكتوب سابقًا ، من أجل الوصول إلى محتويات خلية الذاكرة (تهيئة الخلية) ، تحتاج إلى تطبيق الجهد على بوابة التحكم.

لذلك قام مطورو الشركة بربط جميع بوابات التحكم بخط التحكم والذي يسمى Word Line. يتم إجراء تحليل معلومات خلية الذاكرة وفقًا لمستوى الإشارة عند استنزاف الترانزستور. لذلك ، قام المطورون بتوصيل جميع مصارف الترانزستورات بخط يسمى خط البت.

حصلت بنية NOR على اسمها بسبب العملية المنطقية OR - NOT (مترجمة من الإنجليزية NOR). مبدأ العملية المنطقية NOR هو أنه عبر عدة معاملات (البيانات ، وسيطة العملية ...) تعطي قيمة واحدة عندما تكون جميع المعاملات مساوية للصفر ، وقيمة صفرية في جميع العمليات الأخرى.

في حالتنا ، تعني المعاملات قيمة خلايا الذاكرة ، مما يعني أنه في هذه البنية ، سيتم ملاحظة قيمة واحدة على سطر البت فقط عندما تكون قيمة جميع الخلايا المتصلة بخط البت صفر (يتم إغلاق جميع الترانزستورات) .

يتم تنظيم الوصول العشوائي إلى الذاكرة جيدًا في هذه البنية ، لكن عملية كتابة البيانات ومسحها تكون بطيئة نسبيًا. في عملية الكتابة والمسح يتم تطبيق طريقة حقن الإلكترونات الساخنة. بالإضافة إلى ذلك ، يتضح أن الدائرة المصغرة لذاكرة الفلاش المستندة إلى NOR وحجم خليتها كبيران ، لذا فإن هذه الذاكرة لا تتسع بشكل جيد.

هيكل من ست خلايا ولا فلاش

تُستخدم ذاكرة فلاش NOR عادةً في أجهزة التخزين كود البرنامج... يمكن أن تكون هذه الهواتف وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي و BIOS للوحات الأم ...

جهاز ذاكرة فلاش NAND.

تم تطوير هذا النوع من الذاكرة بواسطة Toshiba. نظرًا لبنيتها ، تُستخدم هذه الدوائر الدقيقة في محركات الأقراص الصغيرة ، والتي تسمى NAND (عملية NAND المنطقية). عند تنفيذها ، تعطي عملية NAND قيمة صفرية فقط عندما تكون جميع المعاملات صفرية ، وقيمة واحدة في جميع الحالات الأخرى.

كما هو مكتوب سابقًا ، فإن القيمة الصفرية هي الحالة المفتوحة للترانزستور. نتيجة لذلك ، في بنية NAND ، يُفترض أن خط البت له قيمة صفرية عندما تكون جميع الترانزستورات المتصلة به قيد التشغيل ، وتكون القيمة واحدة عند إيقاف تشغيل أحد الترانزستورات على الأقل. يمكن بناء مثل هذه البنية إذا قمت بتوصيل ترانزستورات خط البت ليس واحدًا تلو الآخر (كما هو مبني في بنية NOR) ، ولكن في سلسلة (عمود من الخلايا متصل في سلسلة).

هذه البنية ، بالمقارنة مع NOR ، قابلة للتطوير بشكل جيد لأنها تسمح لك بوضع الترانزستورات بشكل مضغوط على الدائرة. بالإضافة إلى ذلك ، تكتب بنية NAND عن طريق نفق فاولر-نوردهايم ، وهذا يسمح بالكتابة بشكل أسرع مما هو عليه في بنية NOR. لزيادة سرعة القراءة ، يتم إنشاء رقائق NAND في ذاكرة تخزين مؤقت داخلية.

مثل العناقيد القرص الصلبلذلك يتم تجميع خلايا NAND في كتل صغيرة. لهذا السبب ، عند القراءة أو الكتابة بالتتابع ، ستتمتع NAND بميزة السرعة. ولكن من ناحية أخرى ، تخسر NAND الكثير في عمليات الوصول العشوائي وليس لديها القدرة على العمل مباشرة مع بايت من المعلومات. في حالة تحتاج فيها فقط إلى تغيير عدد قليل من البتات ، يضطر النظام إلى إعادة كتابة الكتلة بأكملها ، وهذا ، نظرًا للعدد المحدود لدورات الكتابة ، يؤدي إلى الكثير من التآكل والتلف في خلايا الذاكرة.

هيكل عمود واحد من NAND Flash

كانت هناك شائعات مؤخرًا بأن شركة Unity Semiconductor تقوم بتطوير ذاكرة فلاش من الجيل التالي سيتم بناؤها على تقنية CMOx. من المتوقع أن تحل الذاكرة الجديدة محل ذاكرة فلاش NAND وتتغلب على قيودها ، والتي تسببها بنية هياكل الترانزستور في ذاكرة NAND. تشمل مزايا CMOx كثافة أعلى وسرعة كتابة ، بالإضافة إلى تكلفة أكثر جاذبية. تتضمن تطبيقات الذاكرة الجديدة SSD و أجهزة محمولة... حسنًا ، ما هو صحيح أم لا ، سيخبرنا الوقت.

من أجل أن أنقل لكم جميع المعلومات الضرورية بمزيد من التفصيل ، قمت بنشر مقطع فيديو حول الموضوع.

ملاحظة. شرح المواد التقنية بلغة بسيطة للأشخاص الذين ليس لديهم فكرة عن كيفية بناء بنية الكمبيوتر ... إنه أمر صعب للغاية ، لكنني أتمنى أن أكون قد نجحت. للحصول على معلومات كاملة وموثوقة في هذه المقالة ، استخدمت الأدب التربوي جزئيًا. آمل أن تكون هذه المقالة مفيدة ومفيدة لك. وداعا!

على الرغم من التقدم في تكنولوجيا الكمبيوتر ، منذ 3-4 سنوات فقط ، كان لدى العديد من أجهزة الكمبيوتر الجديدة (وحتى القديمة منها) محرك أقراص مرنة في تكوينها. لا يمكن أن يحل التخفيض الكبير في تكلفة محركات الأقراص الضوئية والأقراص المضغوطة محل الأقراص المرنة مقاس 3.5 بوصات. غير مريح للاستخدام الإعلام المرئيوهذا كل شيء. إذا كانت قراءة البيانات الواردة منها لا تسبب أي إزعاج معين ، فإن الكتابة والحذف مطلوبان بالفعل بعض الوقت. وعلى الرغم من أن موثوقية الأقراص ، على الرغم من أنها أعلى بعدة مرات من الأقراص المرنة ، فإنها لا تزال تبدأ في الانخفاض بعد مرور بعض الوقت ، خاصة بعد الاستخدام النشط. كما هو الحال دائمًا ، في أكثر اللحظات غير المناسبة ، "يبدأ محرك الأقراص من الشيخوخة (خاصة به أو القرص)" ويقول إن القرص غير ملحوظ في الأفق.

لذلك استمرت الأقراص المرنة لفترة طويلة. لا يزال من الممكن تمامًا حمل بعض المستندات الشبيهة بالوثائق أو الشفرات المصدرية للبرامج. ولكن الآن حتى هذا النوع من البيانات يفتقر أحيانًا إلى 1.38 ميغابايت من المساحة الحرة.

ظل حل المشكلة يلوح في الأفق لفترة طويلة. اسمه ذاكرة فلاش. تم اختراعه مرة أخرى في الثمانينيات من القرن الماضي ، لكنه وصل حقًا إلى منتجات ضخمة بحلول نهاية التسعينيات. علاوة على ذلك ، كانت متوفرة في البداية في بلدنا كبطاقات ذاكرة ، ثم في شكل مشغلات MP3 ، والتي غيرت اختصار MP3 إلى لقب "رقمي" أكثر اعتزازًا وتعميمًا.

تبع ذلك ظهور محركات أقراص فلاش USB. لم تكن عملية اختراقهم هي الأسرع في البداية. بدأت مع ظهور حلول لـ 16-64 ميغا بايت. الآن هو صغير جدًا ، ولكن منذ حوالي 8 سنوات ، مقارنة بالقرص المرن ، كان جيدًا جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، تمت إضافة راحة العمل وسرعة القراءة / الكتابة العالية وبالطبع السعر المرتفع. بعد ذلك ، كانت محركات الأقراص المحمولة هذه أغلى من محرك الأقراص الضوئية ، والتي قُدرت بحد ذاتها بنحو 100 دولار.

ومع ذلك ، كان لراحة محركات الأقراص المحمولة تأثير حاسم على اختيار المستهلك. نتيجة لذلك ، بدأت طفرة حقيقية في عام 2005. انخفضت تكلفة ذاكرة الفلاش عدة مرات ، ومعها نمت سعة التخزين. نتيجة لذلك ، مقابل 2000-2500 روبل ، يمكنك شراء محرك أقراص فلاش 32 جيجابايت ، بينما كان هذا يكلف قبل عام ضعف هذا السعر تقريبًا.

لقد كان التقدم في ذاكرة الفلاش ناجحًا للغاية لدرجة أنها بدأت الآن في التنافس مع محركات الأقراص الثابتة. حتى الآن ، فقط في مجال القراءة / الكتابة ووقت الوصول ، وكذلك في مؤشرات الطاقة والمتانة ، ولكن لا يمكن استبعاد انتصار في السعة في السنوات القادمة أيضًا. الميزة الوحيدة لمحركات الأقراص الصلبة هي السعر. غيغا بايت واحد "الصعب" يكلف أقل بكثير. لكن هذه مجرد مسألة وقت.

لذا ، تعد ذاكرة الفلاش واحدة من أكثر تقنيات الكمبيوتر الواعدة لتخزين البيانات. ولكن من أين أتت وما هي حدودها وعيوبها المحتملة؟ هذه هي جميع الأسئلة التي تهدف هذه المقالة إلى الإجابة عليها.

ماضي

بينما أفرغ المشغلون اليابانيون إحدى الشحنة الأولى من أجهزة كمبيوتر Apple التي تم إحضارها في ثلاجات للتفاحة المصورة على الصناديق ، عمل عالم ياباني يُدعى Fujio Masuoki داخل جدران مختبر أبحاث توشيبا على نوع جديد من الذاكرة. لم يتم اختراع الاسم على الفور لها ، لكن العالم كان بإمكانه رؤية آفاق الاختراع منذ البداية.

ومع ذلك ، تم تحديد الاسم بسرعة كبيرة. اقترح زميل فوجيو ، السيد شوجي أريزومي ، تسمية الذاكرة الجديدة بـ "فلاش". تعني إحدى ترجمات هذه الكلمة فلاش الكاميرا (ومن حيث المبدأ ، أي وميض ضوئي آخر). كانت هذه هي الفكرة التي طرحها شوجي حول طريقة محو البيانات.

مقدم من تكنولوجيا جديدةكان في عام 1984 في سان فرانسيسكو في الاجتماع الدولي للأجهزة الإلكترونية الذي استضافه IEEE. لاحظنا ذلك على الفور ، وشركات كبيرة جدًا. على سبيل المثال ، أصدرت إنتل أول شريحة NOR تجارية لها في عام 1988.

بعد خمس سنوات ، في عام 1989 ، قدمت Toshiba تقنية ذاكرة فلاش NAND في حدث مماثل. اليوم ، يستخدم هذا النوع في الغالبية العظمى من الأجهزة. لماذا بالضبط - سنقول في القسم التالي.

ولا و ناند

تم تقديم ذاكرة NOR قبل ذلك بقليل لأنها أسهل قليلاً في التصنيع ، وتشبه ترانزستوراتها في هيكلها MOSFET التقليدي (ترانزستور MOS أحادي القطب ذو التأثير الميداني للقناة). والفرق الوحيد هو أنه في ذاكرة NOR يحتوي الترانزستور على بوابة "عائمة" ثانية بالإضافة إلى بوابة التحكم. يمكن لهذا الأخير ، بمساعدة طبقة عازلة خاصة ، الاحتفاظ بالإلكترونات لسنوات عديدة ، مما يحافظ على عدم تفريغ الترانزستور.

بشكل عام ، حصلت ذاكرة NOR على اسمها بسبب عملها كبوابة NOR (NOR هي عملية NOT-OR منطقية ؛ تأخذ القيمة "true" فقط عندما يكون كلا المدخلين "false"). لذلك يتم ملء موقع ذاكرة NOR فارغ بقيمة منطقية "1". بالمناسبة ، الشيء نفسه ينطبق على ذاكرة NAND. ولأنه ليس من الصعب التكهن ، فقد حصل على اسمه بسبب مبدأ التشغيل المماثل مع بوابة NAND (NAND هي عملية منطقية NOT-AND ؛ لا تأخذ القيمة "false" إلا عندما يكون كلا المدخلين "صحيحين" ).

ما هي نتيجة هذه "NOT-AND" و "NOT-OR" عمليًا؟ حقيقة أنه لا يمكن مسح شريحة الذاكرة NOR بالكامل إلا. على الرغم من التجسيد الأكثر حداثة لهذه التقنية ، يتم تقسيم الشريحة إلى عدة كتل ، تشغل عادةً 64 أو 128 أو 256 كيلوبايت. لكن هذا النوع من الذاكرة له ناقل عنوان خارجي ، والذي يسمح بقراءة البايت وبرمجته (الكتابة). هذا لا يسمح فقط بالوصول إلى البيانات مباشرة بأكبر قدر ممكن من الدقة ، ولكن أيضًا لتنفيذها مباشرة "على الفور" ، دون تحميل جميع المعلومات إلى الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب... تسمى هذه الميزة XIP (eXecute In Place).

يجدر أيضًا الحديث عن وظيفة ذاكرة NOR جديدة نسبيًا تسمى BBM (إدارة كتلة سيئة). بمرور الوقت ، قد تصبح بعض الخلايا غير قابلة للاستخدام (بتعبير أدق ، سيصبح تسجيلها غير متاح) وستقوم وحدة التحكم في الشريحة ، عند ملاحظة ذلك ، بإعادة تعيين عنوان هذه الخلايا إلى وحدة أخرى لا تزال تعمل. محركات الأقراص الصلبة تفعل شيئًا مشابهًا ، كما كتبنا عنه في المقال "".

وبالتالي ، فإن ذاكرة NOR مناسبة تمامًا لتلك الحالات التي تتطلب دقة قصوى في قراءة البيانات وتغييراتها النادرة نوعًا ما. هل يمكنك تخمين ما نقود عنده؟ هذا صحيح - إلى البرامج الثابتة للأجهزة المختلفة ، لا سيما BIOS للوحات الأم وبطاقات الفيديو وما إلى ذلك. هناك يتم استخدام NOR-flash الآن في أغلب الأحيان.

أما بالنسبة إلى NAND ، فإن الموقف معها "صعب الإرضاء" بعض الشيء. يمكن قراءة البيانات فقط عن طريق الصفحة ، والكتابة - بلوك. تتكون كتلة واحدة من عدة صفحات ، وعادة ما تكون الصفحة الواحدة 512 أو 2048 أو 4096 بايت. عدد الصفحات في الكتلة يتفاوت عادة من 32 إلى 128. لذلك ليس هناك شك في أي تنفيذ "في المكان". أحد القيود الأخرى لذاكرة NAND هو أن الكتابة على كتلة لا يمكن أن تتم إلا بالتسلسل.

نتيجة لذلك ، تؤدي هذه الدقة (على الرغم من أنه سيكون من الأصح قول "عدم الدقة") أحيانًا حدوث أخطاء ، خاصة إذا كان عليك التعامل مع ذاكرة MLC (المزيد حول هذا النوع أدناه). يتم استخدام آلية ECC لتصحيحها. يمكنه إصلاح 1 إلى 22 بت في كل 2048 بت من البيانات. إذا لم يكن التصحيح ممكنًا ، فحينئذٍ يكتشف المحرك خطأً أثناء كتابة البيانات أو مسحها ويتم وضع علامة على الكتلة على أنها "سيئة".

بالمناسبة ، لمنع تكون كتل سيئة في ذاكرة الوميض ، هناك طريقة خاصة تسمى "تسوية التآكل" (حرفيا "مستوى التآكل"). إنه يعمل بكل بساطة. نظرًا لأن "حيوية" كتلة ذاكرة الفلاش تعتمد على عدد عمليات المسح والكتابة ، وهذا الرقم يختلف باختلاف الكتل ، يقوم جهاز التحكم بحساب عدد هذه العمليات للكتل ، محاولًا الكتابة إلى تلك التي يتم استخدامها أقل بمرور الوقت. وهذا هو ، أولئك الذين هم أقل "مهترئة".

حسنًا ، بالنسبة لمجال تطبيق ذاكرة NAND ، نظرًا لإمكانية وضع أكثر كثافة للترانزستورات ، وفي نفس الوقت تصنيعها الأرخص ، يتم استخدامه فقط في جميع بطاقات الذاكرة المحمولة ومحركات أقراص USB المحمولة ، وكذلك محركات أقراص الحالة الصلبة .

حسنًا ، قليلاً عن خلايا SLC (خلية أحادية المستوى) وخلايا MLC (خلية متعددة المستويات). في البداية ، كان النوع الأول فقط متاحًا. يفترض أنه يمكن تخزين حالتين فقط في خلية واحدة ، أي بت واحد من البيانات. تم اختراع رقائق MLC في وقت لاحق. قدراتها أوسع قليلاً - اعتمادًا على الجهد ، يمكن لوحدة التحكم قراءة أكثر من قيمتين منها (كقاعدة عامة ، أربعة) ، مما يسمح بتخزين 2 بت أو أكثر في خلية واحدة.

مزايا MLC على الوجه - مع نفس الشيء قياس فيزيائيخلية واحدة تتسع لضعف البيانات. ومع ذلك ، فإن العيوب ليست أقل أهمية. بادئ ذي بدء ، هذه هي سرعة القراءة - وهي أقل بطبيعة الحال من سرعة SLC. بعد كل شيء ، من الضروري خلق توتر أكثر دقة ، وبعد ذلك من الضروري فك شفرة المعلومات الواردة بشكل صحيح. ثم ينشأ العيب الثاني - أخطاء لا مفر منها عند قراءة البيانات وكتابتها. لا ، البيانات غير معطوبة ولكنها تؤثر على سرعة العمل.

عيب كبير إلى حد ما في ذاكرة الفلاش هو العدد المحدود لدورات كتابة البيانات ومسحها. في هذا الصدد ، لا يمكنها حتى الآن المنافسة بشكل جيد مع محركات الأقراص الثابتة ، ولكن الوضع يتحسن بشكل عام كل عام. فيما يلي البيانات المتعلقة بعمر الأنواع المختلفة من ذاكرة الفلاش:

• SLC NAND - ما يصل إلى 100 ألف دورة ؛
• MLC NAND - ما يصل إلى 10 آلاف دورة ؛
• SLC NOR - من 100 إلى 1000 ألف دورة ؛
• MLC NOR - ما يصل إلى 100 ألف دورة.

إليك عيب آخر لذاكرة MLC - إنها أقل متانة. حسنًا ، NOR-flash بشكل عام خارج المنافسة. صحيح أن هذا لا يفيد الرجل العادي في الشارع - على أي حال ، من المرجح أن يكون محرك الأقراص المحمول الخاص به مبنيًا على أساس فلاش NAND ، وحتى على رقائق MLC. ومع ذلك ، فإن التقنيات لا تقف مكتوفة الأيدي و NAND-flash مع الدورة المليون من كتابة ومحو البيانات تأتي تدريجياً إلى الجماهير. لذلك ، بمرور الوقت ، ستصبح هذه المعايير ذات أهمية قليلة بالنسبة لنا.

"البطاقات"

بعد أن تعاملنا مع أنواع ذاكرة الفلاش ، دعنا الآن ننتقل إلى المنتجات الحقيقية القائمة عليها. سنحذف وصف دوائر BIOS الدقيقة ، لأن معظم القراء لا يهتمون بها كثيرًا. أيضًا ، ليس من المنطقي التحدث عن أجهزة USB. معهم ، كل شيء بسيط للغاية: إنهم متصلون عبر واجهة USB ، والشرائح المثبتة بالداخل تعتمد كليًا على الشركة المصنعة. لا توجد معايير لهذه الوسائط ، باستثناء الحاجة إلى التوافق مع USB.

لكن المعايير مطلوبة لبطاقات الفلاش ، والتي تُستخدم اليوم في الكاميرات الرقمية وأجهزة iPod والهواتف المحمولة والأجهزة المحمولة الأخرى. يتوفر قارئ بطاقات لهم في معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، ويمكنك أيضًا العثور عليه في مشغلات DVD (أو Blu-ray) أو راديو السيارة.

هناك خاصية عالمية واحدة لهذه الأجهزة - عدد بطاقات الذاكرة المدعومة. في بعض الأحيان ، يمكنك رؤية نقوش فخور "20 في 1" أو حتى "30 في 1" على قارئات البطاقات ، تشير إلى عدد التنسيقات المدعومة. ولكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه لا يوجد سوى 6 تنسيقات جماعية مختلفة اختلافًا جوهريًا ، وكل ما تبقى هو تعديلاتها. سوف نتعمق في هذه المعايير الستة أكثر.

كومباكت فلاش

يحتل تنسيق CompactFlash مكانًا خاصًا بين جميع تنسيقات بطاقات الذاكرة المحمولة الأخرى. بادئ ذي بدء ، لأنه كان أول معيار جماعي. تم تقديمه بواسطة SanDisk في عام 1994. وحتى الآن ، يتم استخدامه بنشاط في الكاميرات الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة (SLR) ، بالإضافة إلى أجهزة توجيه أجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة المتخصصة للغاية.

الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن بطاقات CF الأولى كانت تعتمد على رقائق Intel NOR. ولكن بعد ذلك تحولوا بسرعة إلى NAND-flash ، مما أدى إلى خفض التكلفة وزيادة السعة.

تم إنشاء CompactFlash كتنسيق لتخزين البيانات الخارجية. ولكن نظرًا لعدم وجود قارئات للبطاقات منذ 15 عامًا ، وكان USB قيد التصميم للتو ، تم إنشاء بطاقات CF بناءً على مواصفات واجهة ATA (IDE). وبالتالي ، يمكن توصيل هذه البطاقة بموصل IDE عادي أو إدخالها في فتحة بطاقة الكمبيوتر الشخصي من خلال محول سلبي. هذا هو السبب في أن CompactFlash مناسب جدًا للاستخدام في أجهزة التوجيه والأجهزة المماثلة - السرعة والحجم الكبير غير مطلوبين هناك ، ولكن الأبعاد ومقاومة الصدمات والتدفئة المنخفضة أكثر صلة.

بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الصعب إنشاء محول لواجهة USB أو FireWire. والأكثر إثارة للاهتمام ، أن معظم أجهزة قراءة البطاقات تستخدم نظام CompactFlash I / O لتبادل البيانات بين الكمبيوتر والتنسيقات الأخرى: SD / MMC و Memoty Stick و xD و SmartMedia.

الآن حول التعديلات المختلفة لمعيار CompactFlash. في البداية ، تم إنتاج هذه البطاقات في "خرطوشة" واحدة بقياس 43x36x3.3 ملم. انها لا تزال تستخدم حتى اليوم. ولكن عندما تم تقديم IBM Microdrive بقياس بوصة واحدة ، تمت إضافة عامل الشكل الثاني بأبعاد 43x36x5.0 ملم. وهكذا ، أصبح الأول يعرف باسم CF Type I ، والثاني - CF Type II. بعد إيقاف إصدار Microdrive (ونظائره) ، تلاشت أهمية CF Type II.

يحتوي CompactFlash على العديد من المراجعات. نشأت حاجتهم مع نمو سرعات القراءة / الكتابة ، وكذلك الحجم. لذا زادت المراجعة 2.0 السرعة القصوى إلى 16 ميجا بايت / ثانية. في وقت لاحق ، ظهرت المراجعة 3.0 ، والتي زادت هذه القيمة إلى 66 ميجابايت / ثانية. حسنًا ، أحدث إصدار 4.0 / 4.1 يسمح بتبادل البيانات بسرعات تصل إلى 133 ميجابايت / ثانية. تتوافق القيمة الأخيرة مع معيار UDMA133 ، والذي يفقد أهميته أيضًا.

نحن نستعد بالفعل لاستبدال المراجعة الرابعة ... لا ، ليست مراجعة جديدة - صيغة جديدة- كفاست. الاختلاف الأساسي الرئيسي هو استخدام واجهة SerialATA بدلاً من IDE. بالطبع ، هذا يتداخل تمامًا مع التوافق العكسي مع النوع السابق للموصل ، لكنه يزيد السرعة القصوى إلى 300 ميجابايت / ثانية والقدرة على توسيع الحجم إلى أكثر من 137 جيجابايت. لاحظ أن CFast يستخدم سبعة دبابيس لتبادل البيانات ، تمامًا مثل واجهة SATA العادية. ولكن يتم توفير الطاقة من خلال 17 دبوسًا ، بينما تحتوي أجهزة SATA على 15 منفذًا ، لذلك لن تتمكن من توصيل بطاقة CFast باللوحة الأم مباشرةً ، فسيتعين عليك استخدام محول. يجب أن تظهر هذه البطاقات هذا العام. في يناير ، في CES 2009 ، تم بالفعل عرض العينات الأولى بسعة 32 جيجا بايت.

الآن يبقى الحديث عن سرعة تبادل البيانات وأحجام بطاقات CompactFlash المتوفرة اليوم. يتم قياس سرعة بطاقات CF (ومحركات أقراص الذاكرة المحمولة الأخرى ، باستثناء محركات أقراص الحالة الثابتة أيضًا) بنفس طريقة قياس الأقراص المضغوطة. أي أن 1x يتوافق مع 150 كيلوبايت / ثانية. على أسرع الممثلين ، النقوش 300x تتباهى ، والتي تتوافق مع 45 ميغا بايت / ثانية. من حيث المبدأ ، ليس قليلا ، ولكن حتى محركات الأقراص الصلبةإلى جانب SSD الآن. لكن مع مرور الوقت ، ستزداد السرعة فقط.

حسنًا ، بالنسبة إلى الحجم ، فقد تم إصدار بطاقات CompactFlash بسعات تتراوح من 2 ميجابايت إلى 100 جيجابايت على مر السنين. اليوم ، الخيارات الأكثر شيوعًا هي من 1 إلى 32 جيجا بايت. ومع ذلك ، فإن الإصدارات لـ 48 و 64 و 100 جيجابايت متاحة بالفعل للبيع ، على الرغم من أنها لا تزال نادرة جدًا. حتى الآن ، يوفر تنسيق CompactFlash بطاقات ذاكرة فلاش الأكثر سعة. لكن قد يقدم البعض الآخر فوائد مختلفة. نقرأ عنها أكثر.

سمارت ميديا

أصبحت SmartMedia ثاني تنسيق رئيسي لبطاقات الفلاش. تم تقديمه بعد عام من CompactFlash - في صيف عام 1995. في الواقع ، تم إنشاؤه كمنافس لـ CF. ماذا قدمت سمارت ميديا؟ بادئ ذي بدء ، الحجم الأصغر. ولكي نكون أكثر دقة ، سمك أقل فقط - 0.76 مم فقط ؛ كان عرض وطول هذه البطاقات 45 × 37 مم ، في حين أن بطاقات CompactFlash هي نفسها تقريبًا - 43 × 36 مم. وتجدر الإشارة إلى أنه من حيث السماكة ، لم يتجاوز SM أي تنسيق آخر. حتى بطاقات microSD فائقة الصغر "أكثر بدانة" - 1 مم.

تم تحقيق رقم مماثل بفضل إزالة شريحة جهاز التحكم. تم نقله إلى قارئ بطاقة. نعم ، وداخل بطاقة SM نفسها ، في البداية ، يمكن وضع شريحة NAND واحدة ، ولكن بعد ذلك ، مع تحسن التكنولوجيا ، كان هناك المزيد منها.

لكن عدم وجود وحدة تحكم داخل البطاقة له عيوب معينة. أولاً ، مع زيادة الحجم وإصدار طرز جديدة من شركات النقل ، كان من الضروري تحديث البرنامج الثابت لقارئ البطاقات. ولم تكن هذه العملية متاحة دائمًا إذا كان قارئ البطاقات قديمًا جدًا. أيضًا ، بمرور الوقت ، بدأ الالتباس بجهد تشغيل بطاقات SmartMedia. في البداية ، كان 5.0 فولت ، ثم 3.3 فولت ، وإذا لم يدعم قارئ البطاقة أحدهما ، فلن يتمكن من العمل مع هذه البطاقات. علاوة على ذلك ، فإن إدخال بطاقة 3.3 فولت في قارئ بطاقات بقوة 5.0 فولت قد يؤدي إلى تلف البطاقة أو حرقها.

ثانيًا ، بالنسبة لتنسيق SmartMedia ، من المستحيل استخدام طريقة حساب تسوية اهتراء كتل ذاكرة الفلاش (وصفنا طريقة تسوية التآكل في القسم الأخير). هذا من المحتمل أن يهدد بتقصير العمر الافتراضي لبطاقة الذاكرة.

ومع ذلك ، كل هذا لم يمنع استخدام SmartMedia كتنسيق رئيسي للكاميرات الرقمية لفترة طويلة - في عام 2001 ، كان مدعومًا بما يصل إلى نصف هذه الأجهزة في السوق ، على الرغم من أن هذا السوق كان في ذلك الوقت أكثر تواضعًا من اليوم. لم تجد SmartMedia نفسها في الأجهزة الرقمية الأخرى مثل iPod أو PDA أو الهواتف المحمولة. وبدأت شركات تصنيع الكاميرات في التخلي عن SM. أصبحت الكاميرات أصغر ولم يعد نحافة هذه البطاقات كافية. حسنًا ، العيب الثاني المهم هو الحاجة المتزايدة إلى المزيد من السعة. وصل حجم بطاقات SmartMedia إلى 128 ميجابايت فقط. تم التخطيط لمتغيرات 256 ميغا بايت ، لكن لم يتم إصدارها مطلقًا.

بشكل عام ، تم تصميم SmartMedia كبديل للأقراص المرنة مقاس 3.5 بوصة. تم إصدار محول خاص يسمى FlashPath لهم. تم تقديمه في مايو 1998 وبعد عام باع مليون وحدة. تم تطويره بواسطة SmartDisk ، والذي ، بالمناسبة ، أنتج محولات مماثلة لبطاقات MemoryStick و SD / MMC.

الأمر الأكثر روعة هو أن FlashPath يمكنه العمل مع أي محرك أقراص مرنة بشعار "HD" (عالي الكثافة) ممتاز. باختصار ، أي شخص يقرأ قرصًا مرنًا بحجم 1.44 ميغا بايت لا بأس به. ولكن هناك واحد "لكن". لا يمكنك الاستغناء عنها. ثم هناك اثنان منهم. أولاً ، يلزم وجود برنامج تشغيل خاص للتعرف على محول FlashPath والبطاقة الموجودة بداخله. وإذا لم يكن متاحًا لنظام التشغيل المطلوب ، فهو في حالة طيران. لذلك لن يعمل التمهيد من مثل هذا القرص المرن بعد الآن. الثانية "لكن" هي سرعة العمل. لا يتجاوز ذلك عند العمل مع قرص مرن عادي. وإذا أمكن نسخ 1.44 ميغابايت أو كتابتها في أكثر من دقيقة بقليل ، فسيستغرق 64 ميغابايت أكثر من ساعة.

اليوم ، يمكن تسمية تنسيق SmartMedia ميت. لا تزال بعض أجهزة قراءة البطاقات تدعم العمل معها (خاصةً أكثرها قوة في كل الإمكانات) ، ولكن هذا التوافق ببساطة غير مناسب. على الرغم من أن هذا المعيار قدم بالطبع مساهمة معينة في تطوير تقنيات الفلاش.

تم تقديم تنسيق MMC الثالث على التوالي في عام 1997. تم تطويره بواسطة SanDisk و Siemens AG. يشير الاختصار MMC إلى MultiMediaCard ، والذي يشير على الفور إلى الغرض من المعيار - أجهزة الوسائط المتعددة الرقمية. هذا هو المكان الذي يتم فيه استخدام MMC غالبًا.

بشكل أساسي ، ترتبط MMC بشدة بـ SD ، خاصةً إصداراتها الأولى. ومع ذلك ، فقد تباعدوا في تطورهم واليوم الثاني هو الأكثر شيوعًا. لذلك سنتحدث عنها في القسم الفرعي التالي.

MMC ، على عكس CompactFlash و SmartMedia ، لديها حجم أكثر إحكاما. من حيث الطول والعرض: 24x32 ملم. يبلغ سمك بطاقات MMC 1.4 مم ، أي ضعف سمك بطاقات SM. لكن هذه المعلمة ليست حرجة مثل البعدين الآخرين.

خلال فترة وجود MMC بالكامل ، تم تقديم ما يصل إلى ثمانية تعديلات مختلفة لبطاقاتها. يستخدم الأول (ببساطة MMC) واجهة تسلسلية من بت واحد لنقل البيانات ، ويعمل جهاز التحكم الخاص به بتردد يصل إلى 20 ميجاهرتز. هذا يعني أن السرعة القصوى لا تزيد عن 20 ميجابت في الثانية (2.5 ميجابت / ثانية أو 17x تقريبًا). من حيث المبدأ ، متواضع جدًا وفقًا للمعايير الحديثة ، لكن قبل 12 عامًا كان ذلك كافياً.

في عام 2004 ، تم تقديم عامل الشكل RS-MMC. تشير بادئة RS إلى الحجم المصغر أو "الحجم المصغر". أبعاده كالتالي: 24x18x1.4 ملم. يمكنك أن ترى أن الارتفاع قد انخفض إلى النصف تقريبًا. خلاف ذلك ، كانت بالضبط نفس بطاقة ذاكرة MMC. ولكن لتثبيته في قارئ البطاقات ، فأنت بحاجة إلى استخدام محول ميكانيكي.

تبين أن تنسيق DV-MMC (DV تعني الجهد المزدوج) قصير العمر. يمكن أن تعمل هذه البطاقات بجهد قياسي يبلغ 3.3 فولت وبجهد منخفض يبلغ 1.8 فولت ، وهذا ضروري لتوفير الطاقة. هناك تركيز واضح على الأجهزة المحمولة. ولكن تم التخلص التدريجي من بطاقات DV-MMC بسرعة بسبب ظهور تنسيقات MMC + (أو MMCplus) و MMCmobile.

كانت MMC + و MMCmobile مختلفة تمامًا عن مواصفات MMC الأصلية وتمثل نسختها الرابعة. ومع ذلك ، فإن هذا لم يمنعهم من الحفاظ على التوافق الكامل مع الإصدارات السابقة مع أجهزة قراءة البطاقات والأجهزة القديمة ، ولكن كان من الضروري تحديث البرنامج الثابت لاستخدام قدراتهم الجديدة. وكانت هذه الاحتمالات على النحو التالي. تمت إضافة 4 و 8 بت إلى واجهة تبادل البيانات ذات بت واحد. يمكن أن يكون تردد جهاز التحكم من 26 إلى 52 ميجا هرتز. كل هذا رفع السرعة القصوى إلى 416 ميجابت / ثانية (52 ميجابايت / ثانية). يعمل كلا التنسيقين المدعومين بجهد 1.8 أو 3.3 فولت ، ولم يختلفا في الحجم عن MMC و RS-MMC ، على التوالي MMCplus و MMCmobile.

في وقت لاحق ، ظهر أصغر MMC - MMCmicro. كانت أبعاد البطاقة 14x12x1.1 ملم. استند هذا التنسيق إلى MMC + مع بعض القيود. على وجه الخصوص ، نظرًا لعدم وجود جهات اتصال إضافية (يحتوي MMC على 7 و MMC + يحتوي على 13) ، لم تدعم واجهة تبادل البيانات نقل البيانات 8 بت.

هناك أيضًا تنسيق غير عادي مثل miCard. تم تقديمه في صيف عام 2007 بهدف إنشاء بطاقة عالمية يمكن إدخالها في قارئ بطاقة SD / MMC وفي موصل USB. كان من المفترض أن تبلغ سعة البطاقات الأولى 8 جيجا بايت. الحد الأقصى يصل إلى 2048 جيجا بايت.

وآخرها هو SecureMMC. يعتمد أيضًا على مواصفات الإصدار 4.x المستخدمة في MMC +. ميزته الرئيسية هي دعم حماية DRM. بالمناسبة ، هذا ما اختلف في الأصل بين تنسيق SD عن تنسيق MMC. SecureMMC هي محاولة للتنافس مع SD. لذلك دعنا ننتقل إلى هذا المعيار.

يعد تنسيق SD (Secure Digital) هو الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد. يتم استخدامه وتعديلاته في كل مكان: في المشغلات الرقمية والكاميرات (حتى في DSLRs) ، في أجهزة المساعد الرقمي الشخصي والهواتف المحمولة. ربما يكمن السبب في ذلك في دعمها المستمر وتطويرها من العديد من الشركات.

تم تقديم SD في 1999 بواسطة Matsushita و Toshiba. بطاقة Secure Digital بالحجم الكامل هي نفس حجم بطاقة MMC - 32x24x2.1 ملم. السماكة الأكبر ناتجة عن وجود مفتاح حظر الكتابة. ومع ذلك ، تتيح لك مواصفات SD إنشاء بطاقات بدونها (يطلق عليها اسم Thin SD) ، ثم يتم تقليل السماكة إلى 1.4 مم.

في البداية ، يهدف إصدار SD إلى التنافس مع MemoryStick (الموضح أدناه) ، والذي يدعم حماية DRM لملفات الوسائط. ثم افترضت شركات البرمجيات عن طريق الخطأ أن عمالقة صناعة الوسائط سيكونون راسخين في المتاجر عبر الإنترنت بحيث ستتم حماية جميع الملفات بواسطة إدارة الحقوق الرقمية. لذلك قررنا الإسراع.

يعتمد Secure Digital على مواصفات MMC. هذا هو السبب في أن قارئات بطاقة SD تعمل بسهولة مع MMC. لماذا لا العكس؟ لحماية جهات الاتصال من البلى على بطاقات SD ، فقد تم غرقها إلى حد ما في العلبة. لذلك ، فإن جهات اتصال قارئ البطاقة ، التي تهدف فقط إلى العمل مع MMC ، لا تصل ببساطة إلى جهات اتصال بطاقة SD.

من حيث تنوع التنسيقات ، SD ليست أقل "متواضعة" من سابقتها. بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى أنه تم تقديم عاملين آخرين للشكل: miniSD (20x21.5x1.4 مم) و microSD (11x15x1). تم إنشاء هذا الأخير في الأصل بواسطة SanDisk وتمت الإشارة إليه باسم T-Flash ولاحقًا باسم TransFlash. وبعد ذلك تم تكييفه كمعيار من قبل جمعية بطاقة SD.

بقية الاختلافات تتعلق بسعة البطاقات. وهناك بعض الالتباس هنا. بدأت بالجيل الأول من البطاقات التي وصل حجمها إلى 2 جيجا بايت. يتم التعرف على بطاقة SD بواسطة مفتاح 128 بت. من بين هذه ، يتم استخدام 12 بت للإشارة إلى عدد مجموعات الذاكرة و 3 بتات أخرى للإشارة إلى عدد الكتل في الكتلة (4 أو 8 أو 16 أو 32 أو 64 أو 128 أو 256 أو 512 - بإجمالي 8 قيم ، والذي يتوافق مع ثلاث بتات للذاكرة). حسنًا ، كان حجم الكتلة القياسي للإصدارات الأولى 512 بايت. إجمالي 4096-512-512 يعطي 1 غيغابايت من البيانات. أبحروا.

عندما بدأ نقص السعة "الأعلى" في الضغط ، ظهر الإصدار 1.01 من المواصفات ، والذي سمح باستخدام بت إضافي لتحديد حجم الكتلة بشكل إضافي - الآن يمكن أن يكون 1024 أو 2048 بايت ، وزيادة السعة القصوى ، على التوالي ، إلى 2 و 4 جيجا بايت. ولكن هذا هو الحظ السيئ - يمكن للأجهزة القديمة تحديد حجم بطاقات الذاكرة الجديدة بشكل غير صحيح.

في يونيو 2006 ، ظهرت نسخة جديدة من المعيار - SD 2.0. حتى أنه تم إعطاؤه اسمًا جديدًا - SDHC أو Secure Digital High Capacity (رقمي آمن ذو سعة عالية). الاسم يتحدث عن نفسه. الابتكار الرئيسي لـ SDHC هو القدرة على إنشاء بطاقات تصل إلى 2 تيرابايت (2048 جيجابايت). الحد الأدنى من الحدود غير محدود من حيث المبدأ ، ولكن من الناحية العملية ، يبلغ حجم بطاقات SDHC 4 جيجابايت أو أكثر. من الجدير بالذكر أن الحد الأقصى محدود بشكل مصطنع - 32 جيجا بايت. بالنسبة للبطاقات الأكبر حجمًا ، يُقترح استخدام معيار SDXC (المزيد عنه أدناه) ، على الرغم من أن العديد من الشركات المصنعة قد أدخلت 64 جيجابايت SDHC.

يستخدم معيار SD 2.0 22 بت بيانات لتحديد الحجم ، ولكن أربعة منها محجوزة للاستخدام في المستقبل. لذا فإن قارئات البطاقات غير المصممة أصلاً لـ SDHC لن تتمكن من التعرف على بطاقات الذاكرة الجديدة. لكن البطاقات القديمة يمكنها التعرف بسهولة على الأجهزة الجديدة.

إلى جانب الإعلان عن تنسيق SDHC ، ظهر تحديد حسب فئة السرعة. هناك ثلاثة خيارات: SD Class 2 و 4 و 6. تشير هذه الأرقام إلى الحد الأدنى لسعر تبادل البيانات للبطاقة. أي أن البطاقة ذات فئة SD 6 ستوفر سرعة لا تقل عن 6 ميجابايت / ثانية. حسنًا ، الحد الأعلى غير محدود بطبيعة الحال ، على الرغم من أن الوضع مع بطاقات SD حتى الآن هو نفسه كما هو الحال مع CompactFlash - فقد وصل أسرع الممثلين إلى سرعات 300x أو 45 ميجابايت / ثانية.

تجدر الإشارة إلى أن عوامل الشكل المصغرة قد خضعت أيضًا للتحديث. لا أحد ينسى miniSDHC و microSDHC. ومع ذلك ، غالبًا ما يتم عرض البطاقات الأولى للبيع. اليوم ، وصل الحد الأقصى لحجمها بالفعل إلى 16 جيجا بايت ، وخيارات 32 جيجا بايت في الطريق.

حسنًا ، أحدث حداثة هو المعيار. سواء كان يطلق عليه الإصدار 3.0 أم لا ، لم نتمكن من معرفة ذلك. ومع ذلك ، فإنه لا يختلف كثيرا عن SDHC. بادئ ذي بدء ، تمت إزالة القيد المصطنع على الحجم الأقصى ، والذي يمكن أن يصل الآن إلى 2 تيرابايت ، بالنسبة له. تمت زيادة الحد الأقصى لسعر تبادل البيانات إلى 104 ميجابايت / ثانية ، وفي المستقبل يعدون برفعه إلى 300 ميجابايت / ثانية. حسنًا ، تم اختيار exFAT كنظام ملفات رئيسي (موصوف أدناه) ، بينما SDHC محتوى في معظم الحالات مع FAT32. تم بالفعل الإعلان عن بطاقات SDXC الأولى وهي متوفرة بسعة 32 جيجا بايت أو 64 جيجا بايت. لكن المنتجات التي تدعمها ستظل بحاجة إلى الانتظار لبعض الوقت.

في الواقع ، كل شيء يتعلق ببطاقات SD. ولكن في إطار هذا المعيار ، تم إصدار بعض الأشياء الأكثر إثارة للاهتمام. على سبيل المثال ، مواصفات SDIO (إخراج الإدخال الرقمي الآمن). وفقًا لذلك ، باستخدام عامل الشكل وواجهة بطاقة SD ، يمكنك إنشاء أجهزة مثل مستقبلات GPS ووحدات تحكم Wi-Fi و Bluetooth وأجهزة المودم وموالفات FM ومحولات Ethernet وما إلى ذلك ، أي أن فتحة SD في هذه الحالة تعمل بمثابة نوع من التناظرية USB.

تفوقت SanDisk في استخدام بطاقات SD Plus ، التي تدمج على الفور موصل USB. Eye-Fi هو تطور مثير للاهتمام. هذه بطاقة ذاكرة مزودة بجهاز تحكم Wi-Fi مدمج. يمكن لهذا الأخير نقل البيانات من البطاقة إلى أي جهاز كمبيوتر. وبالتالي ، لا داعي حتى لإزالته من الكاميرا أو الهاتف.

في المجموع ، يعد تنسيق Secure Digital اليوم هو الأكثر شيوعًا والأسرع نموًا. حتى الآن ، يحاول مقاومة Sony باستخدام شريحة الذاكرة Memory Stick الخاصة بها ، لكنها خرجت بشكل سيئ.

شريحة ذاكرة

تشتهر شركة Sony بكراهية معظم التنسيقات والمعايير التي لم تطورها. هذا أمر مفهوم - لن تتلقى عائدات منهم. نتيجة لذلك ، ظهرت بطاقات DVD + R / RW و Blu-ray و Memory Stick. تم طرحها في أكتوبر 1998 ، ولا تزال تقتصر على منتجات سوني. وعلى العموم ، فإن Sony وقليل من SanDisk هم فقط منخرطون في إطلاقها. والنتيجة منطقية: انتشار منخفض نسبيًا وسعر أعلى من بطاقات الفلاش الأخرى من نفس الحجم.

خلال فترة وجود شريحة الذاكرة Memory Stick بالكامل ، أصدرت سوني ما يصل إلى سبعة تعديلات. علاوة على ذلك ، على عكس MMC ، فهي كلها قيد الاستخدام. نتيجة لذلك ، هناك ارتباك طبيعي ، وفي الوقت نفسه ، يمكن لمصنعي أجهزة قراءة البطاقات زيادة عدد المعايير التي تتعرف عليها منتجاتهم.

بدأ كل شيء بشريحة ذاكرة Memory Stick فقط. هذه بطاقة ذاكرة مطولة بقياس 50x21.5x2.8 ملم. شكله يذكرنا إلى حد ما بقطعة من العلكة. لقد اختلف ، كما كتبنا أعلاه ، في دعم إدارة الحقوق الرقمية ، والذي لم يكن مطلوبًا أبدًا. تراوحت السعات من 4 إلى 128 ميجا بايت.

بمرور الوقت ، لم يعد هذا كافيًا ، وبما أن المعيار المحدث لم يتم تطويره بعد ، فقد تم الإعلان عن تنسيق Memory Stick Select. هذه بطاقة ذاكرة عادية ، لكن بداخلها كانت هناك شريحتان للذاكرة بسعة 128 ميجابايت لكل منهما. وكان من الممكن التبديل بينهما باستخدام مفتاح خاص على الخريطة نفسها. ليس حلا مناسبا جدا. لذلك ، كانت مؤقتة ومتوسطة.

تمكنوا من التعامل مع السعة المنخفضة مع إصدار Memory Stick PRO في عام 2003. من الناحية النظرية ، يمكن لبطاقة الذاكرة هذه تخزين ما يصل إلى 32 جيجابايت من البيانات ، ولكن من الناحية العملية ، لم يتم تصنيع أكثر من 4 جيجابايت. بالطبع ، لا تتعرف معظم الأجهزة القديمة على إصدار PRO ، لكن الأجهزة الجديدة ستتعرف بسهولة على الجيل الأول من Memory Stick. يقدم البديل الفرعي لمعيار High Speed ​​Memory Stick PRO مزيدًا من الالتباس. كانت هذه كلها عمليات PROs لشريحة الذاكرة Memory Stick بسعة 1 غيغابايت أو أكثر. من الواضح أنها يمكن أن تعمل في وضع خاص عالي السرعة. وأنا سعيد جدًا لأنهم جميعًا متوافقون مع الأجهزة القديمة ، فقط لأن السرعة انخفضت إلى المعدل الطبيعي.

بمرور الوقت ، أصبح من الواضح أنه سيكون من الضروري اتباع مسار تقليل عدد البطاقات ، وإلا فإن "أقراص" Memory Stick بعيدة كل البعد عن كونها ملائمة للاستخدام في كل مكان. هكذا ظهرت شريحة الذاكرة Memory Stick Duo بأبعاد 31x20x1.6 ملم - أصغر بقليل من Secure Digital. ولكن هذا هو الحظ السيئ ، فقد استندت هذه البطاقات إلى الإصدار الأول من معيار Memory Stick ، ​​ومعها القيود المفروضة على الحجم الأقصى. 128 ميغا بايت لعام 2002 ليست صلبة إلى حد ما على الإطلاق. هكذا ظهرت شريحة الذاكرة Memory Stick PRO Duo في عام 2003. وهذا هو المعيار الذي يتم تطويره أكثر من أي وقت مضى - هناك بالفعل بطاقات 16 جيجابايت ، وخيارات 32 جيجابايت في الطريق ، لكن الحد النظري ، وفقًا لسوني ، هو 2 تيرابايت.

في ديسمبر 2006 ، أعلنت شركة Sony بالتعاون مع SanDisk عن إصدار جديد من بطاقات الذاكرة المحمولة - Memory Stick PRO-HG Duo. الفرق الرئيسي بين الخيارات الأخرى هو سرعة العمل العالية. بالإضافة إلى واجهة الاتصال 4 بت ، تمت إضافة 8 بت واحد. وزاد تردد جهاز التحكم من 40 إلى 60 ميجا هرتز. نتيجة لذلك ، زاد حد السرعة النظري إلى 480 ميجابت في الثانية أو 60 ميجابت في الثانية.

حسنًا ، وفقًا لأحدث اتجاهات الموضة ، في فبراير 2006 ظهر تنسيق Memory Stick Micro (أو يُطلق عليه أيضًا M2) ، بأبعاد 15x12.5x1.2 ملم - وهذا أكثر بقليل من microSD. تتراوح سعتها من 128 إلى 16 جيجا بايت ، ونظريًا يمكن أن تكون 32 جيجا بايت. من خلال مهايئ ، يمكن إدخال بطاقة ذاكرة M2 في فتحة Memory Stick PRO ، ولكن إذا كانت سعتها أكثر من 4 جيجابايت ، فقد تظهر مشكلات معينة في التعرف.

هنا مثل هذا التمايل. إذا اكتشفت ذلك ، إذن ، من حيث المبدأ ، ليس بالأمر الصعب: Memory Stick هو التنسيق الأصلي للأحجام الأصغر حجمًا ، و Memory Stick PRO هو إصدار ذو سعة وسرعة تشغيل أعلى ، Memory Stick (PRO) Duo هي نسخة أصغر من البطاقات ، Memory Stick PRO-HG Duo هي نسخة سريعة من Memory Stick PRO Duo و Memory Stick Micro (M2) - أصغر شريحة ذاكرة. الآن يمكنك الانتقال إلى أحدث معيار - xD.

بطاقة xD-Picture

شعر أوليمبوس وفوجي فيلم أن تنسيقات بطاقات الفلاش التي كانت موجودة في السنوات الأولى من هذا القرن لا تتوافق مع أفكارهم حول التخزين المثالي للبيانات للكاميرات. كيف تشرح تطوير بطاقة xD-Picture القياسية الخاصة بك؟

يتبع من اسم التنسيق أنه تم إنشاؤه لتخزين الصور. لكن شركة Olympus تصنع مسجلات صوت رقمية بناءً عليها ، وتقوم شركة Fujitsu بتصنيع مشغلات MP3. ومع ذلك ، فإن أحدث الأجهزة أصغر بكثير من الكاميرات التي تدعم xD. ومع ذلك ، إذا قارنا إجمالي مبيعات الكاميرات الرقمية من Fujitsu و Olympus ، فلن تتفوق بأي حال من الأحوال على أداء رواد السوق - Canon و Nikon. ويستخدم القادة بهدوء CompactFlash في كاميرات SLR متوسطة وعالية الجودة ، وفي البقية ، ترسخ معيار Secure Digital. حسنًا ، نظرًا لأن توزيع بطاقات xD ليس كبيرًا جدًا ، فعند تطويرها تتخلف عن أكثر التنسيقات شيوعًا ، بالإضافة إلى أنها أغلى منها. حوالي 2-3 مرات إذا أخذت بطاقات من نفس السعة.

من الواضح أن الاتجاه الرئيسي لمطوري تنسيق xD (بالمناسبة ، تعمل Toshiba و Samsung في إنتاج البطاقات القائمة على ذلك) هو تقليل حجم بطاقة الذاكرة. أبعادها كما يلي - 20x25x1.78 مم. مثل شريحتين من نوع Memory Stick Micro.

تتراوح سعات الإصدار الأول من بطاقات xD من 16 إلى 512 ميجا بايت. تم تقديمها في يوليو 2002. ومع ذلك ، في فبراير 2005 ، ظهر التحديث الأول ، والذي سمح بزيادة الحجم الأقصى إلى 8 جيجا بايت. كان يسمى المعيار الجديد xD Type M. كانت الزيادة في الحجم ممكنة بسبب استخدام ذاكرة MLC ، والتي تبين في نفس الوقت أنها أبطأ. وصلت بطاقات نوع M xD إلى 2 جيجابايت. وحتى الآن ، لم يتم التغلب على هذا الحد من خلال النوع M أو المعايير الأحدث.

لحل مشكلة السرعة ، تم تقديم xD Type H في نوفمبر 2005. واستند هذا التنسيق إلى ذاكرة SLC ، حيث تقرر إيقاف إصداره في عام 2008 بسبب ارتفاع سعر التكلفة. ولكن تم استبداله في أبريل 2008 بنوع M +. البطاقات من هذا التنسيق أسرع بنحو 1.5 مرة من النوع M.

التوافق مع الإصدارات السابقة للإصدارات المختلفة من تنسيقات xD صحيح فقط للأجهزة الأحدث - فهي تتعرف بسهولة على الإصدارات القديمة من البطاقات. من ناحية أخرى ، لا تتعرف الأجهزة القديمة بالضرورة على البطاقات الجديدة. الوضع هنا هو نفسه كما هو الحال مع المعايير الأخرى.

من حيث السرعة ، كما هو الحال من حيث الحجم ، لا يتألق xD على الإطلاق. اليوم ، متوسط ​​سرعة القراءة لـ Type M + هو 6.00 ميجابايت / ثانية (40x) ، ويكتب - 3.75 ميجابايت / ثانية (25x).

بشكل عام ، تعد بطاقات xD-Picture أكثر تكلفة للبيع بالتجزئة من بطاقات SD و CF. بطاقات الذاكرة مضغوطة تمامًا ، لكن سعتها لم تعد محدثة. الشيء نفسه ينطبق على سرعة العمل. لتصوير الفيديو بدقة 640 × 480 بمعدل 30 إطارًا في الثانية ، لا يزال النوع M + كافيًا. ولكن بالنسبة لكاميرات SLR اليوم التي تصور إطارات 12-24 ميجابكسل وفيديو بتنسيقات 720p و 1080 p ، فمن الواضح أن هذا لا يكفي. ليس سيئًا على الإطلاق أن يكون لديك بطاقة 200-300x. لذلك لا نرى جدوى في الاستمرار في دعم وتطوير xD. لن نتفاجأ إذا قرروا التستر عليها فجأة ، وسيتم نقل الجيل التالي من الكاميرات إلى SD و / أو CF.

بدأ اختصار SSD في الظهور في مواجز الأخبار وعناوين المقالات مؤخرًا نسبيًا - منذ عامين. والسبب في ذلك أن هذه التقنية بدأت تنتشر على نطاق واسع فقط عندما بدأ استخدام ذاكرة الفلاش أكثر فأكثر لتخزين البيانات ، وتكررت عناوين الأخبار (والنصوص) المذكورة حول النمو السريع الوشيك لهذا السوق ، على في نفس الوقت يعد بإزاحة HDD. على الأقل من قطاع أجهزة الكمبيوتر المحمولة والنتبووك.

أفضل ما في الأمر ، أن SSD ليس بالضرورة أن يكون محرك أقراص فلاش. SSD أو محرك الحالة الصلبة يعني أقراص الحالة الصلبة... وهذا يعني أن المبدأ أكثر أهمية هنا من النوع - الذاكرة "الصلبة" المستخدمة لتخزين البيانات. ذاكرة لا تدور ولا تقفز. لذا فإن SSD ليس لمدة عامين على الإطلاق ، ولكن رسميًا لمدة خمسين عامًا. ثم تم استدعاء هذه التكنولوجيا بشكل مختلف ، ولكن مرة أخرى - المبدأ مهم هنا. وقد تم الحفاظ على المبدأ.

اليوم ، هناك نوعان من محركات الأقراص ذات الصلة: يعتمدان على الذاكرة المتقلبة ويعتمدان على الذاكرة غير المتطايرة. الأولى هي تلك التي تستخدم ذاكرة SRAM أو DRAM كأساس لها. وتسمى أيضًا محركات أقراص RAM. بشكل دوري ، يتم الإعلان عن محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) من قبل الشركات المصنعة كوسائط تخزين فائقة السرعة. حتى أن بعضها يسمح لك بتوسيع مستوى الصوت بنفسك ، عندما تحتوي اللوحة الرئيسية على مآخذ توصيل لوحدات الذاكرة العادية (DDR أو DDR2 أو DDR3 في أحدث إصدار).

حسنًا ، الذاكرة غير المتطايرة هي بالطبع فلاش. كان من الممكن إنشاء SSD بناءً عليه لفترة طويلة ، لكن أحجام محركات الأقراص هذه كانت بعيدة كل البعد عن قدرات محركات الأقراص الثابتة ، وكان سعر التكلفة أعلى بكثير. والسرعة لم تتألق. ولكن اليوم يتم القضاء على أوجه القصور هذه تدريجياً.

كانت سعات الجيل الأول من محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة تتراوح من 16 إلى 64 جيجابايت ، وتكلف "محركات الأقراص المحمولة" مئات وآلاف الدولارات. كان ذلك قبل نحو عامين. اليوم ، تتوفر إصدارات 64-512 غيغابايت بسعر 200-1500 دولار. Winchesters بعيدون ، لكن أفضل بكثير. خلف محرك أقراص الحالة الصلبة SSD سعة 1 تيرابايت بتنسيق 2.5 بوصة. تذكر أن محركات الأقراص الثابتة المحمولة لم تتجاوز 500 جيجا بايت حتى الآن. وقد وصل سطح المكتب للتو إلى علامة 2 تيرابايت. لذا فإن SSD يتحرك للأمام بسرعة فائقة.

أما بالنسبة لسرعة العمل ، فهي أيضًا تتزايد باستمرار. لقد تخلف الجيل الأول من SSD إلى حد ما عن محركات الأقراص الثابتة المحمولة ، لكن محركات الأقراص اليوم قد تجاوزتها بالفعل. يكفي أن نتذكر Intel X25-M SSD الذي تم تقديمه العام الماضي ، والذي تبلغ سرعته قراءة 250 ميجابايت / ثانية ، وسرعة كتابة تبلغ 70 ميجابايت / ثانية. وهي لا تكلف مثل رحلة إلى محطة الفضاء الدولية - حوالي 350 دولارًا بحجم 80 جيجابايت.

بالطبع ، هناك نماذج عالية السرعة بشكل خاص من Fusion-IO بسرعات قراءة / كتابة تبلغ 800/694 ميجابايت / ثانية أو PhotoFast G-Monster PCIe SSD بسعة 1000/1000 ميجابايت / ثانية ، ولكن يتم تسعيرها مثل طائرة صغيرة. وبالطبع ، لا يستخدمون SerialATA لتبادل البيانات ، لكنهم عاديون بي سي اي اكسبريس x8 - لا يزال هذا المعيار قادرًا على توفير ملفات الإنتاجية... بالمناسبة ، يتم استخدام PCI Express x1 بنشاط اتصالات SSDفي نتبووكس. بهذا التنسيق يتم إنشاء مخازن البيانات الخاصة بهم - في شكل بطاقة PCI-E x1 صغيرة.

تم تحقيق هذا الأداء عالي السرعة لمحركات أقراص SSD بسبب القراءة المتوازية للبيانات من عدة شرائح في وقت واحد. على سبيل المثال ، تعمل Intel X25-M المذكورة أعلاه على مبدأ مصفوفة RAID 0. أي ، يتم كتابة بت واحد على الشريحة الأولى ، والثاني إلى الثانية ، وهكذا. من الصعب للغاية تنظيم مثل هذه الآلية لمحرك أقراص USB محمول عادي أو بطاقة ذاكرة ، حيث يتم دائمًا تثبيت شريحة ذاكرة فلاش واحدة فقط فيها.

لزيادة السعة وتقليل التكلفة ، غالبًا ما تُستخدم ذاكرة MLC في محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة (بما في ذلك في X25-M). الموديلات الأكثر تكلفة مجهزة برقائق SLC. ولكن إذا قمت بكتابة البيانات إلى محرك أقراص فلاش USB أو بعض بطاقات SD بشكل نادر نسبيًا ، فإنه يتم تسجيلها باستمرار أثناء التشغيل على SSD. وفي معظم الحالات ، لا تعرف ذلك حتى. تحتفظ البرامج الحديثة بسجلات مختلفة باستمرار ؛ يقوم نظام التشغيل بنقل البيانات قليلة الاستخدام إلى ملف المبادلة ، وبالتالي تحرير ذاكرة الوصول العشوائي ؛ حتى الوصول الأساسي للملف يتطلب سجلاً لوقت الوصول.

لذلك على أي حال ، يجب عليك تثبيت رقاقات أكثر متانة في محركات أقراص الحالة الصلبة. عليك أيضًا أن تقلق بشأن الخوارزميات الخاصة بحساب مستوى التآكل والتلف وإعادة توزيع البيانات - يجب أن تكون أكثر مثالية من تلك الخاصة بمحركات الأقراص المحمولة التقليدية. تحتوي محركات أقراص الحالة الثابتة SSD على شريحة ذاكرة تخزين مؤقت إضافية متقلبة مثل محرك الأقراص الثابتة العادي. تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت على بيانات حول عناوين الحظر وبيانات حول مستوى التآكل. عند إيقاف التشغيل ، يتم حفظ الأخير في ذاكرة فلاش.

على أي حال ، في الوقت الحالي ، تستمر تقنية SSD القائمة على الفلاش في الانفجار. يوفر العديد من المزايا التي لا يمكن إنكارها على الأقراص الصلبة:

• وقت الوصول إلى البيانات أقصر بشكل ملحوظ ؛
• سرعة قراءة البيانات الثابتة ؛
• مستوى صفر ضوضاء
• استهلاك أقل للطاقة.

في الوقت الحالي ، يبقى إحضار عدد دورات إعادة الكتابة إلى هذا الرقم بحيث لا تقلق بشأنه على الإطلاق. سوف تنمو القدرة بدون ذلك. من المحتمل أنه في غضون 2-3 سنوات القادمة سوف يلحق بالركب بل ويتجاوز محركات الأقراص الصلبة. حسنًا ، ينخفض ​​السعر من تلقاء نفسه ، إذا كانت التكنولوجيا واعدة ، ويتم الترويج لها بنشاط ومستوى المبيعات ينمو باستمرار. لا نعرف ما إذا كان SSD سيكون قادرًا على استبدال الأقراص الصلبة في سوق سطح المكتب ، لكنهم يستهدفون بالفعل أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

مستقبل

في الواقع ، لقد وصلنا إلى النهاية. والخلاصة مما ورد أعلاه هي أن ذاكرة الفلاش ستصبح أكثر انتشارًا وستتحسن في المستقبل. ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كانت ستتمكن من استبدال محركات الأقراص الثابتة ، لكن لديها ما يؤهلها لذلك. ولكن هناك مشكلة أخرى - نظام الملفات.

تم تحسين أنظمة الملفات الحديثة للاستخدام مع محركات الأقراص الثابتة. لكن HDD ليس SSD على الإطلاق في هيكله. بادئ ذي بدء ، يتم الوصول إلى البيانات الموجودة على القرص الصلب باستخدام عنونة LBA. تسمح لك كتلة هذا العنوان بحساب أي لوحة وعلى أي مسار وفي أي قطاع توجد المعلومات المطلوبة. ولكن هذا هو الحظ السيئ - لا يحتوي الفلاش على لوحات ومسارات وقطاعات. لكن هناك كتل مقسمة إلى صفحات. يتم حل هذه المشكلة اليوم عن طريق ترجمة العناوين من تنسيق إلى آخر ، ولكن سيكون الأمر أكثر ملاءمة إذا حدث كل هذا بشكل مباشر.

ميزة أخرى لذاكرة فلاش هي أنه لا يمكن كتابتها إلا على الكتل التي تم مسحها مسبقًا. وتستغرق هذه العملية قدرًا معينًا من الوقت. لذلك سيكون من الجيد تنظيف الكتل غير المستخدمة تمامًا أثناء وقت الخمول.

تم تحسين أنظمة ملفات القرص الحديثة لتقليل وقت الوصول إلى البيانات - فهي تحاول العثور عليها بأسرع ما يمكن عبر القرص. ولكن بالنسبة لذاكرة فلاش ، هذا ببساطة غير ذي صلة - يتم الوصول إلى جميع الكتل بسرعة متساوية. حسنًا ، لن يضر دعم حساب مستوى تآكل رقائق الفلاش من نظام الملفات.

لذا فإن المستقبل القريب سيكون إطلاق أنظمة ملفات جديدة محسّنة للعمل مع ذاكرة فلاش. هذه ، مع ذلك ، موجودة بالفعل ، لكن أنظمة التشغيل الحديثة لا تدعمها بشكل جيد. من الجدير بالذكر أن أولها كان FFS2 من Microsoft ، والذي تم إصداره مرة أخرى في أوائل التسعينيات.

نظام التشغيل Linux يواكب التقدم. تم إنشاء أنظمة الملفات JFFS و JFFS2 و YAFFS و LogFS و UBIFS لها. تميزت صن أيضًا بتطويرها ZFS ، والذي تم مؤخرًا. تم تحسينه ليس فقط لمحركات الأقراص الثابتة ولكن أيضًا لمحركات الأقراص المحمولة. علاوة على ذلك ، لاستخدامها كوحدة تخزين رئيسية وكذاكرة تخزين مؤقت.

ومع ذلك ، اليوم الأكثر شعبية نظام الملفاتبالنسبة لمحركات الأقراص المحمولة (باستثناء SSD) ، تبقى FAT و FAT32. إنه فقط الأكثر ملاءمة. يتم دعمها من قبل جميع أنظمة التشغيل ولا تتطلب برامج تشغيل. لكنها لم تعد كافية للعمل. على سبيل المثال ، أصبح تحديد الحد الأقصى لحجم الملف (4 جيجابايت) غير مقبول بالفعل.

ومع ذلك ، لدى Microsoft بديل - exFAT ، المعروف سابقًا باسم FAT64. كما كتبنا بالفعل ، تم اختياره باعتباره FS الرئيسي لبطاقات SDXC. بالإضافة إلى كونه محسنًا لذاكرة فلاش ، فإنه يدعم ملفات تصل إلى 16 إكسابايت (16.7 مليون تيرابايت) ، ويمكن تخزين أكثر من 65536 ملفًا في مجلد واحد.

بدعم من exFAT اليوم من خلال أنظمة التشغيل ويندوز موبايلالإصدار 6.0 والأحدث ، Windows XP SP2 والإصدارات الأحدث ، Windows Vista SP1 ، مشغل برامج وندوز 2008 و Windows 7 build 6801. لاحظ أنه في نظام التشغيل Windows Vista ، لا يمكن استخدام محرك الأقراص المحمول المستند إلى exFAT كذاكرة تخزين مؤقت في وظيفة ReadyBoost. سيظهر الدعم المقابل في Windows 7. أما بالنسبة لأنظمة التشغيل الأخرى ، فإن وحدة kernel المجانية متاحة لنظام Linux ، مما يسمح لك باستخدام exFAT للقراءة فقط.

لذا فإن أكثر أنظمة التشغيل الواعدة لمحركات الأقراص المحمولة اليوم تبدو مثل ZFS و exFAT. لكن كلاهما موزع بشكل سيء للغاية ، على الرغم من أن الأخير لديه فرصة أفضل في أن يصبح شعبيًا. لقد تم بالفعل اختياره كقاعدة لأحدث جيل من بطاقات SD وأكثرها شهرة إصدارات Windowsهي "معروفة".

بالنسبة للباقي ، سننتظر زيادة أخرى في سعة محركات أقراص فلاش وانخفاض تكلفتها. هذه التكنولوجيا جيدة جدًا ، لذلك نتمنى لها النجاح فقط.