Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Архітектура ЕОМ і систем
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

СУЧАСНИЙ СТАН ФЛЕШ-ПАМ'ЯТІ

Один з напрямків розвитку флеш-пам'яті складається в розробці інтегрованих однокристальних систем (single-chip, або класу "все-в-одному") з розширеними функціональними можливостями. Вироби класу "все-в-одному" випускаються такими компаніями, як Intel, Samsung, Hitachi і ін. Вони являють собою багатофункціональні пристрої, реалізовані в одній мікросхемі (стандартно в ній є процесор, флеш-пам'ять і SDRAM), і орієнтовані на застосування в мобільних пристроях, де важлива висока продуктивність при мінімальних розмірах і низькому енергоспоживанні.

Наприклад, мікросхема компанії Samsung об'єднує в собі ARM-процесор (203 МГц), 256 Мбайт NAN D-пам'яті і 256 Мбайт SDRAM. Вона сумісна з такими поширеними операційними системами, як Windows РЄ, Palm OS, Symbian, Linux, і має підтримку USB. На її основі можливе створення багатофункціональних мобільних пристроїв з низьким енергоспоживанням, здатних працювати з відео, звуком, голосом і іншими ресурсоємними додатками.

Іншим прикладом може служити флеш-пам'ять типу superAND з вбудованими функціями управління (розробка компанії Renesas), що дозволяють здійснювати контроль несправних осередків (секторів), корекцію помилок, вирівнювання зносу осередків.

При виготовленні мікросхем з конвеєра сходять чіпи, які мають в середньому до 2% неробочих осередків, що є звичайною технологічною нормою. Згодом їх кількість може збільшуватися. Тому у флеш-пам'яті (як і в жорстких дисках) передбачений резервний об'єм. Якщо з'являється дефектний сектор, функція контролю підміняє його адресу в таблиці розміщення файлів адресою сектора з резервної області. Для виявлення несправних осередків використовується алгоритм корекції помилок (Error Check and Correct - ECC).

У зв'язку з обмеженим ресурсом осередків (порядку декількох мільйонів циклів читання / запису для кожної) важлива наявність функції обліку рівномірності зносу, оскільки одні осередки простоюють, а інші інтенсивно експлуатуються, вичерпуючи свій ресурс. Для реалізації цієї функції простір пам'яті умовно розбивається на ділянки, для кожного з яких осущестштяется контроль і облік кількості операцій запису.

Іншим напрямком удосконалення флеш-пам'яті є зменшення енергоспоживання і розмірів з одночасним збільшенням обсягу і швидкодії пам'яті. Цей напрямок обумовлено розвитком мобільних пристроїв (комп'ютерів), що підтримують роботу в бездротових мережах, і стосується мікросхем з NOR-структурою. Для таких пристроїв фірмою Intel розроблена мікросхема LV18 / LV30 (StrataFlash Wireless Memory System - універсальна система флеш-пам'яті для бездротових технологій) за технологією 130 нм. Обсяг її пам'яті досягає 1 Гбіт, робоча напруга одно 1,8 В.

Не можна залишити без уваги продукцію компанії Spansion, створеної спільно AMD і Fujitsu для розробки і виробництва флеш-пам'яті. Цією компанією розроблена технологія осередку пам'яті (MirrorBit) для зберігання двох біт даних, що дозволяє подвоїти фізичну щільність пам'яті. Її переваги в порівнянні з технологією MLC NOR складаються в значному спрощенні виробничого процесу, що призводить до зниження витрат і підвищення окупності виробів.

На основі технології MirrorBit розроблені сімейства мікросхем одночасного читання і запису, низьковольтні флеш пам'яті з годує напругою 1,8 В і пристрої з пакетною і сторінкової організацією пам'яті. Одночасні запис і читання інформації стали можливими завдяки поділу кристала на два незалежних банки пам'яті, що дозволяють зберігати керуючі коди в одному банку, а дані - в іншому. Завдяки цьому не потрібно переривати програму, якщо потрібно виконати операцію стирання або запису даних в банку.

Продукція Spansion охоплює широку область застосувань. У числі її споживачів лідери ринків бездротових пристроїв, стільникової телефонії, автомобілів, мережевого обладнання, телекомунікацій та побутової електроніки.

Флеш-пам'ять Samsung:

  • • OneNAND Flash (2004): ємність 1 Гбайт; технологія 90 нм; поєднує властивості NAND- і NOR-пам'яті; дозволяє зберігати і швидко копіювати в оперативну пам'ять виконуваний код; призначена для смартфонів, забезпечених вбудованими фотокамерами і здатних виконувати додатки;
  • • OneNAND Flash (2006 г.): обсяг 4 Гбіт; техпроцес 90 нм; напруга живлення 1,8 В; відрізняється компактними розмірами (11x13x1,4 мм), високою продуктивністю і низьким енергоспоживанням; швидкість читання - 108 Мбайт / с; швидкість запису - 10 Мбайт / с; призначена для мультимедійних телефонів (на 4-гігабігном модулі можна зберігати 250 знімків, отриманих за допомогою 5-мегапіксельної камери стільникового телефону, або понад 120 музичних файлів). Твердотільні жорсткі диски Samsung:
  • • SSD (Solid State Disk): створений на основі флеш-пам'яті типу NAND ємністю 8 Гбіт; призначений для застосування в персональних і мобільних ПК; енергоспоживання SSD - менше 5% від показників традиційних жорстких дисків; швидкість читання - 57 Мбайт / с; швидкість запису - 32 Мбайт / с; ємність SSD формату 2,5 дюйма - 8 і 16 Гбайт; 1,8 дюйма - 4 і 8 Гбайт; мають мінімальний рівень шуму і тепловиділення;
  • • на виставці CcBIT'2006 продемонстрований прототип ноутбука з твердотілим накопичувачем на основі флеш-пам'яті ємністю 32 Гбайт. Завантаження операційної системи комп'ютера пройшла за 18 с, в той час як у ноутбука з аналогічними технічними характеристиками, але оснащеного жорстким диском - за 31 с. Твердотільний накопичувач займає стільки ж місця, скільки і 1,8-дюймовий вінчестер.

Помстимося, що індикатором розвитку NAND-технології є їх вартість: елементи NAND дешевшають приблизно на 35-45% в рік. У 2006 р 1 Гбайт флеш-пам'яті коштував виробникам пристроїв приблизно в 45 дол. Експерти вважають, що до 2009 р ціна впаде до 9 дол. Однак і при такій ціні флеш-пам'ять виявляється майже в 15 разів дорожче пам'яті на жорстких дисках, яку виробники можуть купувати приблизно по 65 центів за гігабайт. Тому поки, навіть при найвигідніших для флеш-технології умовах порівняння, вона неминуче програє за вартістю. Ця пам'ять має незаперечні переваги з точки зору габаритів і споживаної потужності.

Про перспективи розвитку незалежної пам'яті. Технології флеш-пам'яті продовжують активно розвиватися. Про це свідчить поява нових моделей з поліпшеними характеристиками і різних пристроїв з використанням флеш-пам'яті, а також збільшення обсягів їх продажу на споживчому ринку. Однак подальше поліпшення показників флеш пам'яті наштовхується на принципово непереборні труднощі. За найоптимістичнішими прогнозами еволюція флеш-пам'яті (як і інших видів традиційної пам'яті) в недалекому майбутньому може повністю припинитися. Тому в останні роки почалися активні пошуки технічних рішень, спрямованих на зменшення фізичних розмірів осередків пам'яті, збільшення щільності запису, підвищення швидкодії, зниження енергоспоживання, продовження ресурсу роботи. До найбільш перспективних технологій в області незалежної пам'яті можна віднести:

  • технологію MRAM (Magnetic RAM), засновану на здатності особливої структури з феромагнетика змінювати свій опір при зміні намагніченості. Перевагою пам'яті MRAM є необмежений ресурс перезапису і вельми малий час доступу, що дозволить її застосовувати в якості оперативної пам'яті. Незважаючи на те що мікросхеми MRAM наближаються до комерційного виробництва, вони мають порівняно високу ціну, а обсяг пам'яті обмежений поки 16 Мбайт;
  • технологію OUM (Ovonic Unified Memory '), що розробляється однойменною фірмою Ovonics за активної участі Intel. Принцип роботи цієї пам'яті схожий з принципом роботи оптичних носіїв, що перезаписуються (CD RW). При пропущенні через халькогенідними сплав струму він нагрівається і переходить з кристалічного стану в аморфний. Опір сплаву різко збільшується, і він припиняє пропускати струм. З'явилися перші пробні мікросхеми OUM перевершують флеш по максимальній кількості циклів перезапису і мають кращі показники за часом доступу. При масовому виробництві очікується низька собівартість мікросхем пам'яті. Однак поки не вирішено питання їх надмірного нагріву при активній роботі;
  • нанотехнології, освоєння яких відкриває широку перспективу вдосконалення мікросхем пам'яті. Найпростіше застосування нанотехнології полягає в заміні плаваючого затвора транзистора на нанокристали кремнію, що дозволить значно підвищити надійність зберігання інформації і суттєво зменшити розмір осередків. Над цим проектом вже кілька років працює компанія Motorola. На основі нанотрубок недавно був створений транзистор, що свідчить про можливість їх застосування для зберігання інформації.
 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук