O que é a Tecnologia Memória Flash: Uma Visão Geral
A memória flash foi introduzida pela primeira vez na década de 1980 e, desde então, tem sido usada em muitos aplicativos e produtos: cartões de memória USB, cartões Compact Flash, cartões de memória SD, memória não volátil de computador, discos rígidos de estado sólido e muito mais.
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Tutorial de Memória Flash Inclui:
O que é a tecnologia de memória Flash | Como a memória Flash funciona | Vida útil e confiabilidade da memória Flash | Guia de compra de cartão de memória
Tipos de memória:
Tipos e tecnologias de memória | DRAM | EEPROM | Flash | FRAM | MRAM | Memória de mudança de fase | SDRAM | SRAM
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A tecnologia de memória flash é usada para muitas formas de armazenamento eletrônico de dados. Sua conveniência de uso fez com que nos últimos anos seu uso aumentasse significativamente e esteja disponível em vários formatos.
A memória flash é uma forma não volátil de armazenamento eletrônico de dados e, como resultado, é usada em muitas áreas onde o armazenamento de dados de curto e médio prazo é necessário.
A tecnologia de memória flash é visível de várias formas: tudo, desde os familiares cartões de memória Flash USB e cartões de memória de câmera, como cartões Compact Flash ou cartões CF e cartões de memória SD, até aplicativos como discos rígidos de estado sólido de computador, nos quais ele substitui o disco antigo tecnologias mais lentas, menos fiáveis e mais frágeis.
Com seu uso generalizado, o Flash tornou-se uma das formas mais usadas de memória semicondutora e, com seu uso estendendo-se dos amplamente vistos cartões de memória e cartões de memória de câmera, etc., a itens como discos rígidos de estado sólido para computadores, a tecnologia está sendo visto ainda mais.
O que é memória Flash?
O armazenamento em memória flash é uma forma de memória não volátil que nasceu de uma combinação das tradicionais EPROM e E2PROM. Essas duas formas de memória são vistas apenas ocasionalmente hoje em dia e outras formas de memória, incluindo o Flash, assumiram o controle.
Em essência, a memória Flash usa o mesmo método de programação da EPROM padrão e o método de apagamento da E 2 PROM.
Uma das principais vantagens da memória flash em relação à EPROM é sua capacidade de ser apagada eletricamente.
No entanto, não é possível apagar cada célula em uma memória flash individualmente, a menos que uma grande quantidade de circuitos adicionais seja adicionada ao chip. Isso aumentaria significativamente o custo e, portanto, a maioria dos fabricantes abandonou essa abordagem em favor de um sistema em que todo o chip ou grande parte dele é apagado em bloco ou flash – daí o nome.
Hoje, a maioria dos chips de memória flash possui apagamento seletivo, permitindo que partes ou setores da memória flash sejam apagados. No entanto, qualquer apagamento ainda significa que uma seção significativa do chip deve ser apagada.
Histórico de desenvolvimento da memória flash
A memória flash remonta a cerca de 1980, quando o conceito foi desenvolvido na Toshiba pelo Dr. Fujio Masuoka. Posteriormente, foi apresentado no IEEE International Electron Devices Meeting de 1984, IEDM, realizado em San Francisco, Califórnia.
O conceito básico de laboratório levou alguns anos para se transformar em um produto que pudesse ser lançado comercialmente. A Intel introduziu os primeiros chips comerciais no mercado em 1988 – eram tipos baseados em NOR.
As memórias flash NOR tinham tempos de apagamento e gravação relativamente longos. A Toshiba desenvolveu novamente sua tecnologia e foi capaz de anunciar a tecnologia NAND no IEDM de 1987. Essa tecnologia, no entanto, ainda precisava de mais desenvolvimento para levá-la ao lançamento comercial.
A vantagem do flash NAND era que ele reduzia os tempos de apagamento e gravação e tinha uma maior densidade de armazenamento.
A memória Flash desenvolveu-se significativamente nos últimos anos e é amplamente utilizada em muitas aplicações, sendo encontradas como pendrives USB, cartões compact Flash, cartões de memória SD e até mesmo como discos rígidos Flash, também chamados de unidades de estado sólido em alguns computadores.
Como funciona a memória flash
A tecnologia utilizada para fabricar as memórias flash é baseada em chips EEPROM (memória somente leitura programável apagável eletricamente), que consistem em bancos de memória formados por células armazenadoras dispostas em uma grade de colunas e linhas.
A célula de memória Flash básica consiste em um canal de cerca de 1 µm de comprimento com os eletrodos de fonte e dreno em cada extremidade. Acima do canal na célula de memória Flash há um portão flutuante que é separado do canal por uma camada de óxido extremamente fina que normalmente tem apenas 100 Å de espessura. É a qualidade dessa camada que é crucial para a operação confiável da memória.
É o armazenamento de carga no portão flutuante que é a chave para a operação da célula de memória Flash.
Leia mais sobre . . . . como funciona a memória Flash.
Confiabilidade e vida útil da memória flash
Quando a memória Flash foi introduzida pela primeira vez, ela tinha uma vida útil relativamente curta. O uso repetido das células causou a degradação da memória. Como tal, a memória Flash era usada apenas para um número restrito de ciclos de leitura/gravação.
Hoje em dia, a tecnologia de memória Flash foi significativamente melhorada e a confiabilidade não é o problema que era. No entanto, as memórias Flash incorporam um esquema do que é chamado de nivelamento de desgaste para reduzir o impacto nas células ou áreas da memória que podem estar sujeitas a alto uso.
O nivelamento de desgaste monitora o uso de diferentes áreas da memória geral e busca usar todas as áreas igualmente, nivelando assim o uso.
Leia mais sobre . . . . Vida útil e confiabilidade da memória flash.
Vantagens e desvantagens da memória flash
Como acontece com qualquer tecnologia, existem várias vantagens e desvantagens. É necessário considerar tudo isso ao determinar o tipo ideal de memória a ser usado.
Vantagens da Memória Flash
- Memória não volátil
- Facilmente portátil (por exemplo, sticks de memória USB, cartões flash de câmera, etc.)
- Mecanicamente robusto
Desvantagens da Memória Flash
- Custo por bit mais alto do que os discos rígidos
- Mais lento do que outras formas de memória
- Número limitado de ciclos de gravação/apagamento
- Os dados devem ser apagados antes que novos dados possam ser gravados
- Dados normalmente apagados e escritos em blocos
Obviamente, ao considerar o uso da memória Flash em qualquer aplicativo específico, é necessário pesar as vantagens e desvantagens.
Tipos de memória flash
Existem dois tipos básicos de memória Flash. Apesar de utilizarem a mesma tecnologia básica, a forma como são endereçados para leitura e escrita é um pouco diferente. Os dois tipos de memória flash são:
- Memória NAND Flash: As memórias NAND Flash têm uma estrutura diferente das memórias NOR. Esse tipo de memória flash é acessado da mesma forma que dispositivos de bloco, como discos rígidos. Quando as memórias Flash NAND devem ser lidas, o conteúdo deve primeiro ser paginado na RAM mapeada na memória. Isso torna essencial a presença de uma unidade de gerenciamento de memória.
- NOR Flash memory: A memória NOR Flash é capaz de ler células de memória flash individuais e, como tal, se comporta como uma ROM tradicional neste modo. Para as funções apagar e escrever, os comandos são escritos na primeira página da memória mapeada, conforme definido na “interface flash comum” criada pela Intel.
NAND / NOR tradeoff: as memórias NAND Flash e as memórias NOR Flash podem ser usadas para diferentes aplicações. No entanto, alguns sistemas usarão uma combinação de ambos os tipos de memória Flash. O tipo de memória NOR é usado como ROM e a memória NAND é particionada com um sistema de arquivos e usada como uma área de armazenamento de acesso aleatório.
A memória flash é uma forma particularmente importante de memória semicondutora. Agora é amplamente utilizado e é possivelmente uma das formas mais importantes de armazenamento de médio prazo.
Como mencionado, a memória Flash pode ser vista em uma variedade de formas e usos, desde cartões de memória USB até cartões Compact Flash usados para câmeras, cartões SD em câmeras, cartões micro SD em telefones. Além disso, muitos outros itens eletrônicos podem ser vistos usando a memória Flash. Também está fazendo incursões significativas no mercado de discos rígidos de computador, onde os discos rígidos de estado sólido são amplamente usados.
Em vista de todas as suas aplicações, a tecnologia de memória Flash é uma das principais formas de tecnologia de memória semicondutora em uso atualmente.
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