Abbiamo petabyte di dati nelle nostre tasche. Foto digitali, file MP3, documenti Word, file PDF. L’elenco è infinito. Tuttavia, l’unità interna del portatile potrebbe non essere adatta per memorizzare queste informazioni. Probabilmente desideri un backup esterno. Forse sei preoccupato per la sicurezza. I dispositivi di archiviazione portatili che utilizzano la memoria flash sono la risposta.
La memoria elettronica non è una panacea. Si presenta in una forma progettata per uno scopo specifico. Può essere visualizzato su computer, fotocamere digitali, console di gioco domestiche, ecc. Funziona più come un disco rigido che come una RAM. Questo è un dispositivo di archiviazione a stato solido. Ciò significa che non ci sono parti in movimento. Tutto è elettronico. Non c’è rotazione meccanica.
Questa tecnica può essere utilizzata:
-Chip del BIOS del computer
– Compact Flash (utilizzato principalmente nelle fotocamere digitali)
– Smart Media (anche per fotocamere digitali)
– Memory stick (funziona anche la fotocamera digitale)
– Schede di memoria PCMCIA Tipo I e Tipo II (dischi a stato solido nei laptop più vecchi)
– Scheda di memoria per console per videogiochi
Questa tecnologia è un chip EEPROM. Questo sta per Memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente. Dipende dalla griglia di colonne e righe. Ogni giunzione ha una cella con due transistor.
I due transistor sono separati da un sottile strato di ossido. Uno è un cancello galleggiante. La seconda è la porta di controllo. L’unico percorso da un gate mobile a una riga o linea di parola è attraverso il gate di controllo. Se il percorso è intatto, il valore della cella è 1.
Cambiare questo valore a zero richiede uno strano processo chiamato tunneling di Fowler-Nordheim.
Flash: tunneling e pulizia
Tunneling cambia la posizione degli elettroni nel gate flottante. La carica utilizzata è tipicamente di 10-13 volt. Questa carica proviene da una colonna o bit line, va a un gate flottante e quindi viene scaricata a terra.
Questa carica fa sì che il transistor a gate flottante si comporti come un cannone elettronico. Gli elettroni eccitati vengono spinti dall’altra parte del sottile strato di ossido e catturati. Hanno una carica negativa. Questi elettroni caricati negativamente agiscono come una barriera tra il gate di controllo e il gate flottante.
Un dispositivo speciale chiamato sensore cellulare monitora il livello di carica del gate flottante. Se il flusso rimane al di sopra della soglia del 50%, la lettura è 1. Quando la carica scende al di sotto di questa soglia, il valore passa a zero. Tutte le porte di una EEPROM vuota sono completamente aperte. Ogni cella inizia con il numero 1.
Quando viene applicato un campo elettrico, gli elettroni nella cella di memoria flash possono tornare alla normalità (“1”). Ciò richiede una carica a voltaggio più elevato. La memoria flash utilizza la cancellazione in situ per soddisfare questo intervallo. In alcuni casi, viene preso di mira l’intero chip, mentre in altri casi viene presa di mira una porzione predeterminata chiamata blocco. Ciò rimuove la regione di interesse. Quindi puoi riscriverlo.
La memoria flash funziona molto più velocemente della tradizionale EEPROM. Non viene rimosso un byte alla volta. Cancella un blocco o un intero chip e riscrivi l’intera sezione.
Pensa ad un’autoradio. È possibile programmare le preimpostazioni. La radio li ricorda quando spegni il motore. In realtà, tuttavia, viene utilizzata la memoria flash. Questa differenza è importante. La RAM flash richiede alimentazione per mantenere il contenuto. La memoria flash non richiede una fonte di alimentazione esterna per archiviare i dati. Anche a motore spento, l’autoradio consuma una piccola quantità di energia per conservare i dati. Queste preimpostazioni andranno perse se la batteria della tua auto è completamente scarica.
Pertanto, comprendere la differenza tra RAM volatile e memoria flash non volatile è importante per l’integrità dei dati.
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Scheda di memoria flash rimovibile
La memoria flash presenta chiari vantaggi fisici rispetto alla ruggine rotante. È tranquillo. Non ha parti mobili soggette a usura o rumore. Inoltre riduce significativamente la latenza. L’ingombro fisico è ridotto e il peso trascurabile. Non è grande anche se lo metti in tasca.
Allora perché non usare il flash per tutto?
La risposta è semplice. Prezzo per megabyte. I dischi rigidi sono molto più economici per lo spazio di archiviazione che offrono. Per la stessa somma di denaro, la sua capacità è molto più elevata. La memoria flash offre velocità e durata. I dischi rigidi vincono grazie alle economie di scala.
Questa realtà economica ha definito l’era della tecnologia portatile. Rimuovere il floppy a stato solido (SSFDC). La maggior parte delle persone lo chiama semplicemente SmartMedia. Sviluppato da Toshiba. È diventato lo standard per le fotocamere digitali e i PDA tra la fine degli anni ’90 e l’inizio degli anni 2000.
Formato Smartmedia
Le schede SmartMedia sono di dimensioni più piccole. 2 MB 4 MB Fino a 128 MB. Quello era il limite.
Le carte fisiche sono piccole. Lunghezza circa 45 mm. Larghezza: 37 mm. Lo spessore è inferiore a 1 mm. Sembra plastica spessa. È più leggero di un normale floppy disk.
Il design interno è molto semplice. Non ci sono circuiti complicati. Non è richiesto alcun driver complicato. Ha un solo chip di memoria flash. Gli elettrodi planari sono collegati al chip mediante fili di collegamento. Tutto è incorporato nella resina.
Questo utilizza una tecnologia chiamata Pacchetto sottile sovrastampato (OMTP). La resina può essere spruzzata attorno alle parti e agli elettrodi. Si indurisce in un unico pezzo solido. Nessuna saldatura richiesta. Non è necessario preoccuparsi della tecnologia di montaggio superficiale. Tutto ciò di cui hai bisogno è un chip, un filo e una plastica.
SmartMedia è semplice e quindi più economico da produrre. Ma questo significa anche che è fragile. Se la plastica si rompe, la scheda è difettosa.
Questa scelta progettuale ne spiega la scomparsa. Se la resina si rompe, la connessione viene interrotta. E non puoi aggiustarlo. I dischi rigidi hanno una funzione di correzione degli errori. Smartmedia non è altro che chip e fili.
Perché la semplicità fallisce
La mancanza di un chip di controllo è un difetto fatale. I moderni SSD e unità USB sono dotati di driver. Controllare il livellamento dell’usura. Gestiscono i blocchi danneggiati. Crittografa i tuoi dati se necessario. Smartmedia non lo fa. Questa è una raccolta di memoria grezza rilasciata al mondo.
Ecco perché oggigiorno le schede SmartMedia da 128 MB vengono utilizzate raramente. sono obsoleti. Questo formato è stato sostituito da SD e CompactFlash. Questi formati hanno controlli. Sono più forti. Con la diminuzione del prezzo delle memorie flash, è scomparsa la necessità di schede separate, piccole e fragili.
La memoria interna è standard. I telefoni succhiano memoria. La fotocamera ha una scheda di grandi dimensioni. Non c’è più posto dove mettere una carta spessa 1 mm.
Flash ancora acceso. Tuttavia, per l’uso all’interno del dispositivo. Non è una piastra in resina rimovibile e frangibile. Il prezzo di un megabyte è sceso così tanto che il formato più economico non è più necessario. È richiesta affidabilità. Smartmedia semplicemente non lo offre.
La scheda SmartMedia vera e propria è molto più che semplice memoria. Questo è costruito incollando il modulo NAND alla scheda base. Fai scorrere un semplice contatto nel dispositivo e da esso riceve alimentazione e dati. La tacca nell’angolo ti dice esattamente di quale voltaggio hai bisogno. Guarda la carta con i contatti rivolti verso l’alto. Se la tacca è sul lato sinistro, sono necessari 5 volt. Il lato destro rappresenta 3,3 volt.
Come SmartMedia gestisce i blocchi di dati
Le schede SmartMedia non cancellano o scrivono tutti i dati in una volta. Lavorano in piccole unità. Stiamo parlando di incrementi di 256 o 512 byte. Questo approccio consente prestazioni veloci e affidabili. È possibile determinare quali informazioni vengono archiviate. Questo è utile.
Tuttavia, sono fragili. Meno durevole rispetto ad altre opzioni di archiviazione a stato solido rimovibili. Maneggiare con cura. Tienilo al sicuro. Toshiba ha praticamente interrotto la produzione delle nuove schede più piccole a causa della loro maggiore capacità. La xD-Picture Card e la Secure Digital Card hanno preso il sopravvento. SmartMedia è molto difficile da trovare al giorno d’oggi.
In cosa differiscono le schede CompactFlash?
SanDisk ha introdotto le schede CompactFlash nel 1994. Si differenzia da SmartMedia in due modi.
- È spesso.
- Utilizza un chip controller.
All’interno della robusta custodia è presente un piccolo circuito stampato. Ha un chip di memoria flash integrato e un controller separato. Ecco perché la scheda è più spessa della SmartMedia. È largo 43 mm e lungo 36 mm. Ne esistono 2 tipi.
Tipo I Lo spessore della carta è di 3,3 mm. Tipo II Lo spessore della carta è 5,5 mm.
Perché lo spessore è importante? Adatta all’interno del dispositivo. Le schede di tipo II solitamente includono un disco rigido o un controller di memoria aggiuntivo. Il tipo I rimane sottile, rendendolo adatto a fotocamere leggere e laptop più vecchi.
Perché il chip di controllo ha cambiato tutto
Il chip controller all’interno della scheda CompactFlash è responsabile della gestione dei dati. SmartMedia si affida al dispositivo host per la gestione della memoria. Ciò significa che ci sono grossi problemi di compatibilità con i sistemi più vecchi. CompactFlash semplifica questo compito.
Questa modifica migliora le prestazioni. Puoi anche aumentare la capacità nel tempo. Gli utenti possono salvare più foto senza preoccuparsi della potenza di elaborazione del proprio dispositivo.
Dove vengono applicati oggi questi vecchi standard?
Questi non si trovano nei nuovi prodotti. Tuttavia, dominano il mercato dell’usato. I collezionisti lo vogliono. I giocatori retrò lo stanno cercando. L’archivista sta cercando una vecchia macchina fotografica digitale.
Se hai ancora una scheda SmartMedia, controlla la tacca. Assicurati che la tensione del tuo dispositivo corrisponda. Non piegarti. Non buttarlo via. Il chip interno è esposto.
Le schede CompactFlash sono facili da trovare. Molti adattatori li convertono in slot SD. Con qualche modifica, puoi usarlo su dispositivi moderni.
Passare da SmartMedia a CompactFlash non è solo una questione di dimensioni. Si tratta di controllo. I chip controller offrono ai produttori maggiore flessibilità. Ciò aumenta anche il costo di produzione delle carte. Smartmedia è ancora economico. Ecco perché è morto.
Tuttavia, la logica si applica. Più piccolo non è necessariamente migliore. In alcuni casi, potrebbero essere necessarie dimensioni fisiche aggiuntive. A volte vuoi la semplicità senza parti mobili.
Quale ti manca di più? Piccola SmartMedia o grande CompactFlash? La risposta può dipendere dalla fotocamera utilizzata
Vantaggi della CompactFlash
CompactFlash non si preoccupa del consumo energetico. Può gestire livelli logici da 3,3 V e 5 V. Questa flessibilità a doppia tensione facilita l’integrazione con i dispositivi più vecchi. Non devi preoccuparti se la scheda madre del tuo dispositivo è nuova o vecchia standard. La scheda funziona bene.
Più grande di SmartMedia
Le dimensioni contano qui. Le schede CompactFlash sono più spesse delle SmartMedia. Questo spazio extra non è solo plastica. Ciò consente di utilizzare più chip flash NAND. In questo modo ottieni una maggiore capacità di archiviazione. Mentre SmartMedia ha raggiunto presto i suoi limiti, CompactFlash si è espansa in modo significativo. Puoi trovare schede con capacità che vanno da 8 MB a 100 GB.
Differenze tra i controller
È qui che la tecnologia diventa interessante. CompactFlash contiene un driver interno. Smartmedia non è così. Questo piccolo chip fa il lavoro pesante. Gestisce il debug. Controllare il livellamento dell’usura. Traduci i comandi.
Questo è molto importante per i dispositivi con processori lenti. Il controller carica il lavoro del processore principale. Fotocamere e scanner non richiedono processori potenti per scrivere rapidamente i dati. La carta comunica con l’host, ma il controller gestisce i dettagli complessi.
Compromessi per la complessità
I chip del controller aggiungono complessità. Aggiunge dimensione. Aggiungi peso. Confrontate questo con la natura basilare degli smart media. Quest’ultima è solo la memoria del tablet. Non ci sono parti in movimento. Nessun silicone aggiuntivo. La compact flash è più grande. La situazione è ancora più complicata. Ma a questa complessità si accompagnano prestazioni e capacità. Paga in base al volume e al peso. Puoi capirlo in pratica.
Il paesaggio dei magazzini rimovibili è definito da un tiro alla fune tra standard aperti e giardini privati recintati. Se si osserva l’hardware utilizzato nelle prime fotocamere digitali e nei dispositivi mobili, è possibile notare l’influenza della PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). La gestione degli slot PCMCIA Tipo I e Tipo II e gli standard come CompactFlash e SmartMedia si basano su queste regole specifiche. risultato? Condizioni di parità in cui non sei legato a un unico ecosistema per le tue esigenze di archiviazione di base.
Questa interoperabilità rappresenta un punto di svolta. Puoi anche inserire una scheda CompactFlash nella fotocamera, estrarla e inserirla in un normale slot per schede PCMCIA sul tuo laptop o in un adattatore collegato a una porta USB. Alcuni adattatori possono leggere queste schede anche tramite un’unità floppy. Sembra antiquato, ma è una scelta intelligente per gli utenti di macchine più vecchie.
“La memoria rimovibile standardizzata mette il mondo a portata di mano.”
Ma siamo chiari: gli standard non vincono ogni battaglia. La Memory Stick di Sony è un eccellente esempio di un formato che ha avuto origine in un giardino recintato unico. È strettamente integrato nell’ecosistema Sony, ma alla fine arriverà anche ai dispositivi di terze parti. Le schede di memoria per le console per videogiochi sono ancora più isolate. Questi tendono ad essere completamente unici. Prendi come esempio la PlayStation e la PlayStation 2 originali. Utilizza una scheda di memoria specifica per salvare i progressi del gioco. Quando venne lanciata la PlayStation 3, offriva la retrocompatibilità per i giochi stessi, ma rimuoveva lo slot hardware dalle schede di memoria più vecchie.
Hai bisogno di trasferire i dati archiviati? Non è possibile inserire direttamente la scheda. È necessario acquistare un adattatore speciale. Questo è un punto critico, ma evidenzia anche il motivo per cui gli standard comuni sono così preziosi. Senza di loro ogni dispositivo diventa un’isola. Man mano che i componenti diventano più intercambiabili (tramite tecnologie wireless come Bluetooth ), la memoria standardizzata libera dalle limitazioni hardware.
La prossima generazione: PRAM e memoria a cambiamento di fase
Mentre ottimizzavamo la tecnologia Flash, gli ingegneri cercavano qualcosa di più veloce. Nel settembre 2006 Samsung ha annunciato coraggiosamente la PRAM o Phase Change Random Access Memory.
Questo non è solo un aggiornamento incrementale. La PRAM cerca di colmare il divario tra due diversi tipi di archiviazione:
– RAM : veloce ma instabile (i dati vengono persi in caso di interruzione dell’alimentazione).
– Flash : non volatile (memorizza i dati per sempre), ma più lento.
La PRAM combina la velocità della RAM con la non volatilità della memoria flash. Alcuni addetti ai lavori hanno iniziato a chiamarlo “La RAM perfetta ” perché prometteva di offrire il meglio di entrambi i mondi.
In particolare, è piuttosto aggressivo. Samsung afferma che la PRAM è 30 volte più veloce della tradizionale memoria flash. Durata 10 volte più lunga**. Queste non sono solo parole d’ordine del marketing. Risolvono due dei maggiori punti critici dello storage odierno: velocità di scrittura e durata.
Disponibilità commerciale e implicazioni future
Samsung prevede di rilasciare il suo primo chip PRAM commerciale nel 2010. Qual è la capacità iniziale? 512MB. A prima vista, questo può sembrare piccolo rispetto ai terabyte attualmente in uso, ma ricorda da dove tutto è iniziato. Questi chip sono destinati ai telefoni cellulari e ad altri dispositivi mobili. L’obiettivo non è sostituire il disco rigido dall’oggi al domani. È destinato a sostituire la memoria flash dei dispositivi portatili.
La PRAM può sostituire completamente la memoria flash? Questa è una grande opportunità. Se i requisiti di velocità e durabilità fossero rispettati nei test nel mondo reale, le architetture dei dispositivi mobili potrebbero cambiare radicalmente. Non è più necessario attendere il salvataggio dei file. Non dovrai più preoccuparti dei limiti di usura dell’SSD. Registrazione istantanea e continua.
Domande frequenti
La memoria flash è uguale alla RAM?
No, lo scopo è diverso. La RAM è volatile, il che significa che i dati vengono cancellati quando si spegne il dispositivo. Utilizzato per l’elaborazione attiva. La memoria flash non è volatile e conserva i dati anche quando l’alimentazione è spenta. Viene utilizzato per la conservazione.
Cos’è esattamente la memoria flash?
Conosciuta anche come memoria flash, è un tipo di memoria non volatile che può essere cancellata e riprogrammata elettricamente. Questo alimenta unità USB, schede SD e moderne unità a stato solido.
Dove sarà il prossimo
Se vuoi capire meglio come questi componenti si incastrano tra loro, sono disponibili molte risorse. La memoria ha una storia complicata, evolvendosi da semplici ROM a complessi sistemi di memoria virtuale.
Articoli correlati:
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Link utili:
-Associazione CompactFlash
– Kingston: la guida definitiva alla memoria
– Transtronica: come funziona la EPROM
– Breve storia della microprogrammazione
Fonte:
– Gizmodo nel Regno Unito. “Pretec rilascia la scheda CompactFlash da 100 GB: OMG!” 26 settembre 2008.
– Yi continuo. “Intel e STMicroelectronics svelano il primo prototipo di memoria a cambiamento di fase del settore.” 6 febbraio 2008.
– supermediastore.com. “Cosa sono le schede flash SmartMedia?”
– Techtree.com. “Cambiamento di fase invece di fulmini?” 11 dicembre 2006.
