Flash pamäteFlash pamäte„„USB kľúče“USB kľúče“

Čo to je Flash pamäť?Čo to je Flash pamäť?

• Je to semipermanentná (funguje aj po odpojení napájania no dá sa prepisovať podľa potreby) elektricky programovateľná pamäť typu RAM (s náhodným prístupom)

• Používa sa napríklad pre uloženie firmvéru v elektronických zariadeniach no vďaka možnosti rýchlo ju preprogramovať si svoje najširšie uplatnenie našla práve ako rýchle prenosné dátové médium pripojiteľné cez rozhranie USB (tzv. „USB kľúč“ alebo „fleška“)

Kde sa ešte používa?Kde sa ešte používa?

• Ako pamäť pre uloženie BIOSu v PC• CompactFlash (CF)• MemoryStick (MS)• SecureDigital (SD)• xD-Picture Card • MultiMedia Card (MMC)• Solid State Drive (SSD) disky

Aké technológie?Aké technológie?

• Pamäte sa vyrábajú ako integrované obvody s pamäťovými bunkami typu NAND alebo NOR s týmito vlastnosťami:– NOR má mierne vyššiu rýchlosť čítania ako

NAND– NAND má značne vyššiu rýchlosť zápisu ako

NOR– NAND má značne vyššiu rýchlosť mazania ako

NOR– NAND technológia umožňuje vyrobiť menšie

pamäťové bunky a tým aj ich vyšší počet na jednom čipe a teda aj vyššiu kapacitu pamäťového média

Ako to funguje?Ako to funguje?

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

• MOSFET tranzistor s dvomi hradlami:– Riadiace – podobne ako u štandardných

MOSFET– Plávajúce – odizolované od riadiaceho hradla aj

substrátu vrstvou izolačného materiálu

Ako to funguje?Ako to funguje?

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

• Elektrónmi dotované plávajúce hradlo spôsobí čiastočné odtienenie elektrického poľa z riadiaceho hradla čím v podstate zvýši prahové napätie tranzistora

• Môžeme povedať že poľom z PH sa ochudobňuje vodivý kanál medzi kolektorom a emitorom

-- -- --

--

Čítanie bunkyČítanie bunky

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

• Na riadiace hradlo sa privedie napätie (výber bunky) a prítomnosť resp. neprítomnosť signálu na elektróde Drain – kolektor indikuje úroveň log 1 resp. log 0

Programovanie bunkyProgramovanie bunky

• Predpokladajme, že na začiatku má pamäťová bunka hodnotu 1 a chceme do nej naprogramovať hodnotu 0

• Je potrebné vykonať:

Naprogramovanie na 0 (1. krok)Naprogramovanie na 0 (1. krok)

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo-- -- --

+12V

• Privedenie napätia na riadiace hradlo (vytvorenie kanála)

Naprogramovanie na 0 (2. krok)Naprogramovanie na 0 (2. krok)

• Keďže bunka má hodnotu 1 a teda kanál E-C je vodivý, privedením nulového potenciálu na E a kladného, dosť vysokého potenciálu na C dosiahneme presun elektrónov z kanála cez izolačnú vrstvu do plávajúceho hradla, čím ho vlastne nadotujeme elektrónmi

P-substrát

E C

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo-- -- --

+10V

+5V

0V------

Naprogramovanie na 0 (3. krok)Naprogramovanie na 0 (3. krok)

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

-- --

• Dotované plávajúce hradlo zamedzí neskoršiemu presunu elektrónov potrebných pre „otvorenie“ tranzistora a tým sa kanál stáva nevodivým a teda bunka bola naprogramovaná na hodnotu 0

Mazanie bunkyMazanie bunky

• Mazanie bunky si ukážeme na príklade navrátenia pôvodnej hodnoty (1) danej bunke

• Je potrebné vykonať:

Naprogramovanie na 1 (1. krok)Naprogramovanie na 1 (1. krok)

P-substrát

E C

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

• Privedieme na riadiace hradlo a emitor napätia opačnej polarity

Otvorený C+5V

-10V

-- --

Naprogramovanie na 1 (2. krok)Naprogramovanie na 1 (2. krok)

• Elektróny sa odvedú z plávajúceho hradla javom zvaným kvantový tunel

P-substrát

E C

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

-10V

-- --

Otvorený C+5V

Naprogramovanie na 1 (3. krok)Naprogramovanie na 1 (3. krok)

P-substrát

Source (E) Drain (C)

Plávajúce hradlo

Riadiace hradlo

• Ochudobnené plávajúce hradlo umožní vytvoriť kanál medzi E-C a teda bunka bola naprogramovaná na hodnotu 1

ObrázkyObrázky

Solid State DriveSolid State Drive„„Flash disky“Flash disky“

Čo to je?Čo to je?• Disky solid-state drive, častejšie označované len

skratkou SSD, sú úložné zariadenia slúžiace ako náhrada za klasický pevný disk.

• Zatiaľ čo pri klasických diskoch sa dáta zapisujú na jednu alebo viac rotujúcich platní s magnetickou vrstvou, pri SSD sa zapisujú do nemechanických pamäťových modulov.

• Označenie solid-state sa používa pre mnoho iných komponentov počítača a značí hardvér založený na polovodičoch, teda zariadenia bez mechanických súčastí, ako napríklad operačná pamäť, procesor či iné čipy.

Technológie SSDTechnológie SSD

• Rozlišujeme dve základné technológie:– Flash SSD – pamäťové bunky sú tvorené NAND

alebo NOR obvodmi, ktoré sú nonvolatilné, teda schopné uchovať si náboj aj po odpojení napájania

– DRAM SSD – pamäťové bunky sú založené na technológii dynamických (a teda energeticky závislých) pamätí, pričom pri strate napájania sa využije záložný zdroj na skopírovanie obsahu do nonvolatilnej pamäte (HDD, Flash)

– Výhodou DRAM SSD je ich vysoká rýchlosť a používajú sa v priemyselnom segmente

Výhody SSDVýhody SSD

• Rýchlosť najmä pri náhodnom prístupe k dátam

• Konštrukcia SSD je bez pevných častí a je teda odolný voči otrasom a mechanickému poškodeniu

• Nízka (resp. žiadna) hlučnosť a teplota

Nevýhody SSDNevýhody SSD

• Cena za GB (oproti HDD viac ako 10 násobne vyššia)

• Nízke kapacity (desiatky až stovky GB)

• Nižšia životnosť oproti HDD

ObrázkyObrázky