История USB носителей. История появления флешек. История создания флешки


Кто и когда изобрел USB-флешку

Первую в мире USB-флешку изобрели в конце девяностых годов прошлого столетия трое израильских ученых: Оран Огдан, Амир Баном и Дов Моран. Выпуск гаджета состоялся уже в следующем 2000 году совместными усилиями компаний M-Systems и IBM.

Первую флешку придумали израильские ученые в конце девяностых

DiskOnKey или ThumbDrive

Массовому распространению флешек предваряло судебное разбирательство между M-Systems и Trek Technology. Как оказалось, компании параллельно занимались разработкой нового накопителя. Они представили свои детища в 2000 году с разницей в полгода, назвав их DiskOnKey и ThumbDrive соответственно.

Первую флешку придумали израильские ученые в конце девяностых

M-Systems совместно с IBM презентовали свою разработку в начале осени на территории Соединенных Штатов Америки. В то время как сингапурские разработчики успели провести презентацию еще в феврале в Германии. Тем не менее, все суды, за исключением сингапурского, встали на сторону израильской компании. Поскольку патент на свое изобретение они получили еще в 1999 году.

История создания USB-флешки

С появлением первых компьютеров ученые озадачились разработкой переносных накопителей памяти, которые бы не зависели от потребления энергии. Так были изобретены перфокарты, дискеты и оптические, магнитные и лазерные диски. Но все они обладали существенными недостатками, начиная малым объемом сохраняемой информации и заканчивая необходимостью применения специальных устройств для их считывания.

Научные изыскания привели к созданию первого флеш-накопителя в 1984 году. Автором стал японец Фудзи Масуока, работавший в Toshiba. Как ни странно, но оценить перспективы тогда просто не сумели, поэтому работы над проектом были остановлены.

Следующей представила свои разработки в этом направлении компания Intel в начале девяностых годов прошлого столетия. Но и ее продукт не получил сколько-нибудь широкого распространения из-за больших размеров и очень высокой цены.

Первую флешку придумали израильские ученые в конце девяностых

Интересные факты о флешках

Современные USB-флешки отличаются компактными размерами, доступными ценами и большим объемом памяти. История их создания и эволюция изобилует множеством интересных, но при этом малоизвестных событий:

  • первыми оценили все достоинства флеш-накопителей представители ВВС США и использовали их в истребителях;
  • премия Фудзи Масуоки за изобретение флеш-памяти составила всего несколько сотен долларов;
  • название «флеш» придумал коллега Масуоки по аналогии с английским словом «вспышка», поскольку похожим образом данные стираются на накопителе;
  • Амир Баном также является разработчиком самых совершенных компьютерных программ по игре в шахматы;
  • величина ячейки флеш-памяти составляет всего 24 нанометра, для сравнения толщина волоска равна 40 000 нанометров;
  • USB-флешки на заре массового производства стоили от 50 долларов и имели максимальную память всего 8 МГб.

Работы по усовершенствованию устройств USB-флеш-памяти не прекращаются, а прибыли от продаж составляют от 20 миллиардов долларов ежегодно.

А вы знаете, кто придумал первую компьютерную мышь и первый коврик для нее?

fanfact.ru

История флешки - презентация, доклад, проект

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: [email protected]

Мы в социальных сетях

Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам

ВКонтакте >

Что такое Myslide.ru?

Myslide.ru - это сайт презентаций, докладов, проектов в формате PowerPoint. Мы помогаем учителям, школьникам, студентам, преподавателям хранить и обмениваться своими учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей >

myslide.ru

История USB носителей. История появления флешек

Первыми внешними накопительными устройствами, которые в относительной технологической «древности» могли осуществлять перемещение информации, были перфокарты. Визуально они выглядели как бланки из картона, имеющие много дырочек. Следующим этапом трансформации информационных носителей выступили дискеты, работающие на принципе намагничивания. Еще позже для хранения и перемещения данных стали использовать диски внешние жесткие, диски магнитооптические, Zip и прочее. Теперь первенство в удобстве использования у дискет отняли USB флеш-драйвы.

Трактовка названия

Словарь дает официальный перевод слова flash с английского языка на русский в комбинации следующих слов: мелькание, короткий кадр (фильма), пронестись, отжиг (стекла), мигание, вспышка. Название флеш-памяти было получено устройством по принципу стирания и записи памяти. Официально признанным базовым объяснением считается «in a flash», что обозначает «в мгновение ока». Это характеристика быстроты произведения процессов перемещения информации была впервые использована компанией Toshiba в начале 1980-х годов, когда она стала разрабатывать первые микросхемы, построенные по принципу флэш-памяти. Варианты объяснений дополнительные - это название устройства от flashing – прожигание, засвечивание – английское звучание процесса записи на флэш-память. Данные во флэш-памяти стираются и записываются блоками-кадрами, в отличие от EEPROM. Такой тип обновления информации, блоками, действительно имеет влияние на быстродействие съемного внешнего устройства, - однако, не настолько сильное, чтобы характеризовать флэш-память как предмет, названный исключительно по быстродействию. Хотя, отечественная литература пытается объяснить возникновение названия именно таким путем.

Сфера применения

Поражает энергонезависимость USB-носителей и их способность хранить данные до 100 лет включительно. Отсоединение от источника питания никак не влияет на сохранность данных. К преимуществам флэшек можно отнести компактность, сведенную до миниатюрности, легкость, мобильность, низкое потребление энергии, совместимость с  портативными цифровыми устройствами, такими как карманные компьютеры, цифровые камеры, аудиоплейеры. Начальное появление флэшек в виде карт памяти сегодня уже трудно представить, - настолько привычен современный вид флэшек. Однако, у них тоже есть недостатки: это требование специального кардридера и постоянное ношение его с собой. Неудобство состоит в опасности вероятности забыть одно из двух устройств, или потерять его, что приведет к утере функциональности. Поэтому возникновение желания создать 2 устройства в одном – вполне естественно. Результатом желания стало объединение в один предмет контроллера, разъема USB и микросхемы флэш-памяти. Полученное устройство было названо флэш-драйв, и обозначает твердотельный флэш-носитель с USB интерфейсом.

euro-mg.ru

в каком году появились флешки?

Из данной заметки мы выясним как можно увеличить оперативную память компьютера и для этого дела вполне подойдет флешка в качестве оперативной памяти. Такая процедура позволяет расширить оперативную память компьютера и продлить его срок службы до абгрейда системы, а работу сделать более комфортной.Так вот именно на просмотре фотографий и заметил, что он как бы подтормаживает и долго фотки подгружает при просмотре. Да ребятишкам игрушки устанавливал, а они начали идти рывками, те, что поновее. Вот и задумался над тем, что бы увеличить оперативную память этому старичку?Как оказалось, при выяснении, на нем стоит еще оперативная память DDR-2. После выяснения по магазинам, узнал, что она есть сейчас только подержанная или на заказ, да и то необходимо ожидать поставки.

После разговора со знакомым сисадмином узнал, что есть вариант использовать флешку как оперативную память, он то мне и рассказал про эту фишку.

В принципе и раньше замечал такую фишку при вставке флэшки в ноутбук выпрыгивает такое окошко и есть предложение «Ускорить работу системы», просто не обращал внимание и игнорировал этот пункт меню.Оказывается, в операционной системе Windows 7, предусмотрена возможность увеличения оперативной памяти, так называют некоторые пользователи, а фактически создается дополнительный диск на котором создается еще один файл подкачки.

Эта программная технология зовется Ready Boost.

Ready Boost — программная технология фирмы Microsoft, позволяющая операционной системе компьютерной быстродействие компьютера увеличивать за счет подключаемой памяти флеш-накопителя.

ReadyBoost может использовать до 256 ГБ физической флеш-памяти на Windows 7 x64, до 32 ГБ,а на Windows 7 x86 и до 4 ГБ на всех остальных поддерживаемых операционных системах. Microsoft рекомендует использовать соотношения флеш-памяти к оперативной памяти в диапазоне от минимального 1:1 до максимального 2,5:1.

При чтении малых блоков 4 КБ производительность увеличивается примерно в 10 раз по сравнению с HDD, но вот при чтении больших файлов эффекта не наблюдается. Однако ReadyBoost используется при загрузке приложений, как раз когда идут множественные обращения к десяткам маленьких библиотек.Вот сейчас пошагово и просмотрим как можно использовать флешку в качестве оперативной памяти для ноутбука, также сделал и для ПК, о котором писал выше.Для этого подходит свободная флэшка, из тех, что поновее или которой «класс скорости» выше. Флешки и карты памяти отличаются кроме емкости еще и скоростью передачи данных или так называемый «класс скорости», хотя и емкость может быть одинаковая в однотипных девайсах.Вставляем свободную от данных, флешку в компьютер и появляется вот такое окошко как внизу в разделе «Мой компьютер».

Щелкаем по значку вставленной флешки, отображается как «съемный диск» и выбираем «форматировать» для порядка вещей и чистоты экспермента.Появляется окошко форматирования съемного диска. Выбираем файловую систему NTFS, размер кластера оставляем как есть. Если на флешке есть какие-то файлы то галочку напротив «Быстрая очистка оглавления» снимаем.

Нажимаем «начать» и система повторно переспросит, действительно ли мы согласны сделать форматирование диска, ведь после этого действия все файлы уничтожаются безвозвратно. Так Как мы уверенны в своих действиях то делаем подтверждение и нажимаем «Ок».

Ждем определенное время, длительность зависит от размера съемного диска и загруженности и мощности компьютера. После завершения процесса нажимаем «Ок».После завершения процесса мы увидим чистый и полностью отформатированный диск.Сейчас укажем, чтобы Windows мог использовать установленную флешку как оперативную память для кеширования файлов.Нажатием правой кнопки мыши выбираем в появившемся меню пункт «свойства».В появившемся окне со свойствами есть возможность выбрать параметры съемного диска.В этом окошке выбираем вкладку «Ready Boost» и ставим галочку напротив «использовать это устройство».

Ползунком внизу выставляем сколько места готовы отдать, или полностью или частично. Если устройство было отформатировано, то лучше использовать полностью освободившееся пространство.Нажимаем «применить» и «Ок». Переходим в «мой компьютер» и смотрим индикатор наполненности использованного нами съемного диска.Теперь мы видим, диск «Н» заполнен почти полностью и по умолчанию свободно только 100мб. Именно это пространство и будет использовать операционная система для кеширования файлов, а 100мб останется незадействованными.

Вот таким простым и доступным способом расширили оперативную память своего ноутбука и ПК.Приятно радует то, что после такой процедуры с расширением оперативной памяти работа компьютера стала заметно веселее и живее, увеличилось быстродействие при работе с фото и приложениями. Также работать браузер стал живее и открываться более шустро.

irc.lv

История развития Flash

Мультимедиа стала развиваться с появлением кино, телевидения. В начале века публику поражали мультипликационные фильмы. Для красочности фильмов в них добавлялась анимация. С появлением компакт-дисков пользователи компьютеров смогли наслаждаться просмотром мультимедиа-роликов. Ролики стали добавляться в игры и другие программы, что сделало интерфейс более красочным и впечатляющим. В настоящее время нельзя представить без мультимедиа такие приложения, как игры, обучающие программы и ролики, рекламные презентации. В конце 1980-х с появлением персональных компьютеров сеть Интернет из среды обитания компьютерных гуру превратилась в общедоступную информационную сеть. В 1994 году с появлением World Wide Web (www) сеть Интернет начинает интенсивно развиваться. Появляется множество сайтов, посвящённых различной тематике. Дизайнеры, да и просто пользователи internet-ресурсов мечтали превратить Интернет из текстовой среды в мультимедийную, чтобы сайты были удобнее и привлекательнее. Сначала страницы стали походить на электронную газету, но со спецификой возможностей компьютера и Интернета: появились переходы по ссылкам, новости вносились в сеть раньше, чем в печатные издания, появилась возможность просмотра архивов новостей ит.д.      Появляется необходимость создания анимации. Видеоролики не могли использоваться для встраивания в веб-документы из-за большого размера. Поэтому на сайтах используется gif-анимация (последовательное отображение рисунков), позже веб-мастера внедряют на своих сайтах анимацию, изготовленную с использованием одной из технологий векторной графики. Но из-за большого разнообразия программных средств и разработчиков программных продуктов возникала проблема с отображением анимации на компьютере пользователя. Для отображения того или иного формата необходимо было устанавливать всё новые и новые плагины. Если же они не были установлены, то посетители сайта не могли воспринять идею дизайнера, а в некоторых случаях получали просто раскиданную по экрану текстовую информацию вместо удобного сайта.      Выход был один - одна из компаний создателей векторной графики объединится с гигантом анимации и станет доминирующей на рынке векторной анимации. Такими компаниями стали FutureSplash Animator и Macromedia. Джонатан Гай, основатель компании FutureSplash Animator пытался сначала договориться с одним из гигантов - Adobe. Но сделка с этой компанией не состоялась. По-настоящему продуктом Джонатана заинтересовались после того, как FutureSplash Animator был использован такими компаниями, как Microsoft и Disney Online. В ноябре 1996 года Джонатан Гай и его коллеги присоединились к компании Macromedia, и FutureSplash Animator превратился Macromedia Flash 1.0. Отмечу, что на сегодняшний момент компания Adobe всё-таки объединилась с Macromedia Flash.      К концу 20-го века возможности веб-анимации достигли уровня обычных видеороликов, и ограничивались лишь скоростными возможностями Интернета, что, по сути, и сдерживает графическое развитие Flash-технологий. Но в Macromedia Flash внедрены такие возможности, о которых не могут и мечтать создатели видеофильмов - это диалог, участие пользователя в анимации. Первоначально это были банальные кнопочки, от нажатия которых происходили те или иные графические изменения. Но очень быстро Macromedia Flash превратилось в среду разработки профессиональных приложений: сайтов, справочников, игр, Интернет-казино. Появление встроенного языка программирования ActionScript, позволяет разработчикам создавать CGI программы, полнофункциональные HTTP приложения.      В настоящий момент для создания таких приложений программисту необходимо быть немного и дизайнером, знать графические возможности Flash и ActionScript.

Технология Macromedia (Adobe) Flash.

Основными проблемами в сфере разработки приложений под Web были как объём странички и совместимость интернет броузеров. Корпорация Macromedia стремилась к использованию в Web всех последних новинок в области отображения информации.

Macromedia Flash- очень мощное, при этом простое в использовании, средство создания анимированных проектов на основе векторной графики с встроенной поддержкой интерактивности. Flash является идеальным рабочим инструментом для художников и дизайнеров, позволяющим дополнять создаваемые ими Web – проекты анимацией и звуком.

После нескольких принятых соглашений об использовании Flash в качестве Web стандарта, он стал легко интегрироваться с HTML, что позволяет встроить Flash проект практически без швов. Flash не требует ничего дополнительного для перехода по ссылке, открытия окна броузера или выполнения чего-либо посредством HTML.

Одной из них являлась отображение изображений при помощи векторной графики. Общеизвестно, что векторная графика занимает меньше места, чем раннее использовавшейся растровая графика. Большое значение было предано совместного использования векторной графики и анимации. Это намного расширило круг интересов пользователей и разработчиков. Также имелась возможность вставки звукового сопровождения в Web страничку, придавая вместе с анимацией большую привлекательность. Внутренний язык программирования Action Script позволял сопровождать какие либо действия или события, какими либо звуковыми или видео эффектами. Возможности Action Script сравнимы с возможностями JavaScript и VBScript.

Изначально Flash разработки были мало известны пока корпорация Macromedia не предложила переделать один из разделов сервера Walt Disney используя Flash. Это дало большую рекламу Flash технологии. Многие дизайнерские студии начали покупать пакеты программных продуктов для разработки Web страничек при помощи Flash технологии.

Возможности Flash.

Создав Flash, компания Macromedia объединила множество мощных идей и технологии в одной программе, позволив пользователям получать через Web целые мультимедийные презентации.

Использование векторной графики.

Использование векторной графики как графического режима по умолчанию делает Flash незаменимым средством разработки для Web . Векторная графика – это объекты, определяемыми математическими уравнениями, или векторами, которые содержат информацию о размере, форме, цвете, границе и местоположении. Это эффектный способ обращения с графикой, в результате которого получаются файлы относительно небольших размеров даже при работе со сложными рисунками. Более того, векторная графика не зависит от разрешения, с которым просматривается объект

(рис. 1)

Векторная графика на сегодня - идеальное решение для разработки Web -сайтов, позволяющее с равной эффективностью воспроизводить изображения практически на всех типах компьютеров (Pc, Mac, NoteBook) и мониторов.

Обычно, растровое изображение состоит из тысяч или даже сотен тысяч точек, информация о цвете и расположении каждой содержится в файле, опираясь на эту информацию система создает изображение. Поэтому - качественные, многоцветные растровые изображения занимают очень много места.

По сути, вектор - это прямая, направленная от точки до точки, так как векторное изображение состоит их координат угловых точек, между которыми проходят прямые. Чтобы изобразить простую линию в растровом формате, потребуется указывать местоположение каждой точки этой линии, для изображения той же линии в векторе, необходимо лишь указать две точки и расстояние между ними, плюс - толщина линии и ее цвет. Естественно, что многие цифровые параметры неоднократно повторяются, именно они и позволяют легко сжимать векторные изображения в два, три раза. (Приложение)

В отличие от растровых форматов, таких как GIF и JPEG, используемых в сети повсеместно, векторные изображения - графика, тексты, схемы и анимация легко экспортируются в необычайно компактные файлы формата SWF (Shock Wave Flash), которые быстро грузятся и способны потоково проигрываться непосредственно в Сети при помощи обычного браузера.

Принципы Macromedia(Adobe) Flash.

В процессе создания Flash-проекта, особенно, когда уже есть сравнительный опыт, разработки в других средствах рисования графики или редакторах Web дизайна, то можно отметить ряд преимуществ перед ними, которыми по некоторой мере Flash получил свою популярность:

  1. Использование обозначений для элементов, которые появляются больше одного раза.

  2. Объединение кадров в действиях перемещения (motion tweens), которые позволяет автоматически просчитать некоторые промежуточные моменты перемещения, для ускорения разработки проектов.

  3. Объединение кадров в действиях трансформации (shape tweens), которые позволяет автоматически просчитать некоторые промежуточные моменты трансформации объектов, для ускорения разработки проектов.

  4. Сокращение числа различных типов линий (пунктир, точки и т.п). Линии, нарисованные инструментом карандаш требуют меньше памяти, чем мазки кистью.

  5. Использование слоёв, для разбиения перекрывающихся объектов клипа.

  6. Сокращение числа различных шрифтов и стилей, путём преобразования их в объекты векторной графики.

  7. Применение звукового формата mp3, как самого высококачественного и экономного музыкального формата.

  8. Использование возможности анимации растровых изображений, или для статических элементов закраски объектов и фона.

  9. Применение сценариев (Actions Script) вплоть до вставка их в отдельные кадры фильма.

  10. Возможность сгруппировывать объекты на различных слоях.

  11. Использование встроенных инструментов для изменения цветовых эффектов одного и того же объекта.

  12. Использование единой палитры web-safe, во избежание расхождений с цветами браузеров.

  13. Применение компонента управления проектом Library, который позволяет быстро найти любой объект и поменять его свойства.

14. Возможность вставки в текущий проект, ранее созданный другой проект.

Модуль 1. Знакомство с Macromedia Flash.

studfiles.net

История развития flash памяти.

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 15Следующая ⇒

Предшественниками технологии флеш-памяти можно считать ультрафиолетово стираемые постоянные запоминающие устройства (EPROM) и электрически стираемые ПЗУ (EEPROM). Эти приборы также имели матрицу транзисторов с плавающим затвором, в которых инжекция электронов в плавающий затвор («запись») осуществлялась созданием большой напряженности электрического поля в тонком диэлектрике. Однако площадь разводки компонентов в матрице резко увеличивалась, если требовалось создать поле обратной напряжённости для снятия электронов с плавающего затвора («стирания»). Поэтому и возникло два класса устройств: в одном случае жертвовали цепями стирания, получая память высокой плотности с однократной записью, а в другом случае делали полнофункциональное устройство с гораздо меньшей ёмкостью.

Соответственно усилия инженеров были направлены на решение проблемы плотности компоновки цепей стирания. Они увенчались успехом изобретением инженера компании Toshiba Фудзио Масуокой в 1984 году. Название «флеш» было придумано также в Toshiba коллегой Фудзио, Сёдзи Ариидзуми, потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку (англ. flash). Масуока представил свою разработку на IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния.

В 1988 году Intel выпустила первый коммерческий флеш-чип NOR-типа.

NAND-типфлеш-памятибыланонсирован Toshiba в 1989 годуна International Solid-State Circuits Conference.

Принцип работы полупроводниковой технологии флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области («кармане») полупроводниковой структуры.

Изменение заряда («запись» и «стирание») производится приложением между затвором и истоком большого потенциала, чтобы напряженность электрического поля в тонком диэлектрике между каналом транзистора и карманом оказалась достаточна для возникновения туннельного эффекта. Для усиления эффекта туннеллирования электронов в карман при записи применяется небольшое ускорение электронов путем пропускания тока через канал полевого транзистора (эффект Hot carrier injection (англ.)).

Чтение выполняется полевым транзистором, для которого карман выполняет роль затвора. Потенциал плавающего затвора изменяет пороговые характеристики транзистора, что и регистрируется цепями чтения.

Эта конструкция снабжается элементами, которые позволяют ей работать в большом массиве таких же ячеек.

Рис. 5.17. Компоновка шести ячеек NOR flash

Конструкция NOR использует классическую двумерную матрицу проводников, в которой на пересечении строк и столбцов установлено по одной ячейке. При этом проводник строк подключался к стоку транзистора, а столбцов — ко второму затвору. Исток подключался к общей для всех подложке. В такой конструкции было легко считать состояние конкретного транзистора, подав положительное напряжение на один столбец и одну строку.

Рис. 5.18. Структура одного столбца NAND flash

Конструкция NAND — трёхмерный массив. В основе та же самая матрица, что и в NOR, но вместо одного транзистора в каждом пересечении устанавливается столбец из последовательно включенных ячеек. В такой конструкции получается много затворных цепей в одном пересечении. Плотность компоновки можно резко увеличить (ведь к одной ячейке в столбце подходит только один проводник затвора), однако алгоритм доступа к ячейкам для чтения и записи заметно усложняется.

Технология NOR позволяет получить быстрый доступ индивидуально к каждой ячейке, однако площадь ячейки велика. Наоборот, NAND имеют малую площадь ячейки, но относительно длительный доступ сразу к большой группе ячеек. Соответственно, различается область применения: NOR используется как непосредственная память программ микропроцессоров и для хранения небольших вспомогательных данных.

Названия NOR и NAND произошли от ассоциации схемы включения ячеек в массив со схемотехникой микросхем КМОП-логики.

Существовали и другие варианты объединения ячеек в массив, но они не прижились.

Различают приборы, в которых элементарная ячейка хранит один бит информации и несколько бит. В однобитовых ячейках различают только два уровня заряда на плавающем затворе. Такие ячейки называют одноуровневыми (single-level cell, SLC). В многобитовых ячейках различают больше уровней заряда; их называют многоуровневыми (multi-level cell, MLC. MLC-приборы дешевле и более ёмкие, чем SLC-приборы, однако с большим временем доступа и меньшим максимальным количеством перезаписей.

Обычно под MLC понимают память с 4 уровнями заряда (2 бита) на каждую ячейку, память с 8 уровнями (3 бита) иногда называют TLC (Triple Level Cell) или 3bit MLC, с 16 уровнями (4 бита) — 16LC.

Естественным развитием идеи MLC ячеек была мысль записать в ячейку аналоговый сигнал. Наибольшее применение такие аналоговые флеш-микросхемы получили в воспроизведении звука. Такие микросхемы получили широкое распространение во всевозможных игрушках, звуковых открытках и т. д.

Запись и чтение ячеек различаются в энергопотреблении: устройства флеш-памяти потребляют большой ток при записи для формирования высоких напряжений, тогда как при чтении затраты энергии относительно малы.

Изменение заряда сопряжено с накоплением необратимых изменений в структуре и потому количество записей для ячейки флеш-памяти ограничено (обычно до 10 тыс. раз для MLC-устройств и до 100 тыс. раз для SLC-устройств).

Одна из причин деградации — невозможность индивидуально контролировать заряд плавающего затвора в каждой ячейке. Дело в том, что запись и стирание производятся над множеством ячеек одновременно — это неотъемлемое свойство технологии флеш-памяти. Автомат записи контролирует достаточность инжекции заряда по референсной ячейке или по средней величине. Постепенно заряд отдельных ячеек рассогласовывается и в некоторый момент выходит за допустимые границы, которые может скомпенсировать инжекцией автомат записи и воспринять устройство чтения. Понятно, что на ресурс влияет степень идентичности ячеек. Одно из следствий этого — с уменьшением топологических норм полупроводниковой технологии создавать идентичные элементы все труднее, поэтому вопрос ресурса записи становится все острее.

Другая причина — взаимная диффузия атомов изолирующих и проводящих областей полупроводниковой структуры, ускоренная градиентом электрического поля в области кармана и периодическими электрическими пробоями изолятора при записи и стирании. Это приводит к размыванию границ и ухудшению качества изолятора, уменьшению времени хранения заряда.

Изоляция кармана неидеальна, заряд постепенно изменяется. Срок хранения заряда, заявляемый большинством производителей для бытовых изделий, не превышает 10—20 лет, хотя гарантия на носители дается не более чем на 5 лет. При этом память MLC имеет меньшие сроки, чем SLC.

Специфические внешние условия, например, повышенные температуры или радиационное облучение (гамма-радиация и частицы высоких энергий), могут катастрофически сократить срок хранения данных.

У современных микросхем NAND при чтении возможно повреждение данных на соседних страницах в пределах блока. Осуществление большого числа (сотни тысяч и более) операций чтения без перезаписи может ускорить возникновение ошибки.

По данным Dell, длительность хранения данных на SSD, отключенных от питания, сильно зависит от количества прошедших циклов перезаписи (P/E) и от типа флеш-памяти и в худших случаях может составлять 3-6 месяцев.[22]

Стирание, запись и чтение флеш-памяти всегда происходит относительно крупными блоками разного размера, при этом размер блока стирания всегда больше чем блок записи, а размер блока записи не меньше, чем размер блока чтения. Собственно, это — характерный отличительный признак флеш-памяти по отношению к классической памяти EEPROM.

Как следствие — все микросхемы флеш-памяти имеют ярко выраженную иерархическую структуру. Память разбивается на блоки, блоки состоят из секторов, секторы из страниц. В зависимости от назначения конкретной микросхемы глубина иерархии и размер элементов может меняться.

Например, NAND-микросхема может иметь размер стираемого блока в сотни кбайт, размер страницы записи и чтения 4 кбайт. Для NOR-микросхем размер стираемого блока варьируется от единиц до сотен кбайт, размер сектора записи — до сотен байт, страницы чтения — единицы-десятки байт.

Скорость стирания варьируется от единиц до сотен миллисекунд в зависимости от размера стираемого блока. Скорость записи — десятки-сотни микросекунд.

Обычно скорость чтения для NOR-микросхем нормируется в десятки наносекунд. Для NAND-микросхем скорость чтения десятки микросекунд.

Стремление достичь предельных значений емкости для NAND-устройств привело к «стандартизации брака» — праву выпускать и продавать микросхемы с некоторым процентом бракованных ячеек и без гарантии не появления новых «bad-блоков» в процессе эксплуатации. Чтобы минимизировать потери данных, каждая страница памяти снабжается небольшим дополнительным блоком, в котором записывается контрольная сумма, информация для восстановления при одиночных битовых ошибках, информация о сбойных элементах на этой странице и количестве записей на эту страницу.

Сложность алгоритмов чтения и допустимость наличия некоторого количества бракованных ячеек вынудило разработчиков оснастить NAND-микросхемы памяти специфическим командным интерфейсом. Это означает, что нужно сначала подать специальную команду переноса указанной страницы памяти в специальный буфер внутри микросхемы, дождаться окончания этой операции, считать буфер, проверить целостность данных и, при необходимости, попытаться восстановить их.

Слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи в одной странице. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что стандартные файловые системы — то есть стандартные системы управления файлами для широко распространенных файловых систем — часто записывают данные в одно и то же место. Часто обновляется корневой каталог файловой системы, так что первые секторы памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволит существенно продлить срок работы памяти.

Для упрощения применения микросхем флеш-памяти NAND-типа они используются совместно со специальными микросхемами — NAND-контроллерами. Эти контроллеры должны выполнять всю черновую работу по обслуживанию NAND-памяти: преобразование интерфейсов и протоколов, виртуализация адресации (с целью обхода сбойных ячеек), проверка и восстановление данных при чтении, забота о разном размере блоков стирания и записи, забота о периодическом обновлении записанных блоков (есть и такое требование), равномерное распределение нагрузки на секторы при записи.

Однако задача равномерного распределения износа не обязательна, что зачастую приводит к экономии в дешевых изделиях. Такие флеш-карты памяти и USB-брелки быстро выйдут из строя при частой перезаписи. Если вам нужно часто записывать на флешку — старайтесь брать дорогие изделия с SLC-памятью и качественными контроллерами, а также старайтесь минимизировать запись в корневую директорию.

На дорогие NAND-контроллеры также может возлагаться задача «ускорения» микросхем флеш-памяти путем распределения данных одного файла по нескольким микросхемам. Время записи и чтения файла при этом сильно уменьшается.

Зачастую флеш-память подключается в устройстве напрямую — без контроллера. В этом случае задачи контроллера должен выполнять программный NAND-драйвер в операционной системе. Чтобы не выполнять избыточную работу по равномерному распределению записи по страницам, стараются эксплуатировать такие носители со специальными файловыми системами: JFFS2 и YAFFS для Linux и др.

Существует два основных применения флеш-памяти: как мобильный носитель информации и как хранилище программного обеспечения («прошивки») цифровых устройств. Зачастую эти два применения совмещаются в одном устройстве.

Применение NOR-флеши, устройства энергонезависимой памяти относительно небольшого объёма, требующие быстрого доступа по случайным адресам и с гарантией отсутствия сбойных элементов:

- встраиваемая память программ однокристальных микроконтроллеров. Типовые объёмы — от 1 кбайта до 1 Мбайта;

- стандартные микросхемы ПЗУ произвольного доступа для работы вместе с микропроцессором;

- специализированные микросхемы начальной загрузки компьютеров (POST и BIOS), процессоров ЦОС и программируемой логики. Типовые объёмы — единицы и десятки мегабайт.

Микросхемы хранения среднего размера данных, например Data Flash. Обычно снабжаются интерфейсом SPI и упаковываются в миниатюрные корпуса. Типовые объёмы — от сотен кбайт до технологического максимума.

Там, где требуются рекордные объёмы памяти — NAND-флеш вне конкуренции.

Рис. 5.18 Микросхемы хранения среднего размера данных Data Flash

В первую очередь — это всевозможные мобильные носители данных и устройства, требующие для работы больших объёмов хранения. В основном, это USB-брелки и карты памяти всех типов, а также мобильные медиаплееры.

Флеш-память типа NAND позволила миниатюризировать и удешевить вычислительные платформы на базе стандартных операционных систем с развитым программным обеспечением. Их стали встраивать во множество бытовых приборов: сотовые телефоны и телевизоры, сетевые маршрутизаторы и точки доступа, медиаплееры и игровые приставки, фоторамки и навигаторы.

Высокая скорость чтения делает NAND-память привлекательной для кеширования винчестеров. При этом часто используемые данные операционная система хранит на относительно небольшом твердотельном устройстве, а данные общего назначения записывает на дисковый накопитель большого объёма.

Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам, NAND-память активно вытесняет из обращения носители других типов. Сначала исчезли дискеты и дисководы гибких магнитных дисков, ушли в небытие накопители на магнитной ленте. Магнитные носители практически полностью вытеснены из мобильных и медиаприменений.

Стандартизацией применения чипов флеш-памяти типа NAND занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Текущим стандартом считается спецификация ONFI версии 1.0 [23], выпущенная 28 декабря 2006 года. Группа ONFI поддерживается конкурентами Samsung и Toshiba в производстве NAND-чипов: Intel, Hynix и Micron Technology.[24]

Подведем итоги вышеприведенного материала по flash памяти.

Читайте также:

lektsia.com

История создания USB-флешек - Сервис-Центр Крокус

Мы ежедневно пользуемся этим полезным устройством, перенося или храня на нем информацию.  USB накопитель в виде, к которому мы привыкли, появился относительно недавно. А что же было до него?

 

 

История создания USB-флешки началась в Японии в 1984 году, когда компания Toshiba изобрела полупроводниковую перепрограммируемую флеш-память и первый прототип был представлен на выставке электронных устройств. В течение нескольких последующих лет — это устройство дорабатывалось и в последствие нашло свое применение в военной сфере. Почему на тот момент накопитель не был доступен для общественности? Ответ прост - цена на флеш память была настолько велика, что позволить себе ее приобретение становилось попросту невозможным.

 

А конкретно, первую флешку изобрёл японец доктор Фудзио Масуока.  В его компании было всего 5 человек. Название «флеш» придумал коллега Фудзио. Стирание информации с носителя сопровождалась вспышкой (фотовспышка с английского flash), и эта ассоциация легла в основу названия нового гаджета.

 

Первый чип с флеш-памятью типа NAND появился в 1989 году. У него была большая плотность компоновки, благодаря которой создавались микросхемы внушительных объёмов. В 1994-1996 годах был создан и разработан первый стандарт интерфейса USB.

 

На исходе 1990 годов появилась острая необходимость в создании накопителя, который по надежности и объёму будет превосходить дискеты. Накопители Iomega Zip не смогли стать стандартом. Миниатюрные жёсткие диски Microdrive отличались высокой ценой и низкой надёжностью. Оптические компактные диски, позволяющие хранить большой объём информации вытеснили накопители на гибких магнитных досках, но для их чтения необходим был оптический привод. В конце концов популярным способом хранения и переноса информации стали накопители, подключаемые по интерфейсу USB с флеш-памятью типа NAND. Картридж или дополнительный привод этим накопителям был не нужен. Компактные, с большим объёмом, разнообразным дизайном, они теперь как мобильные телефоны есть у всех.

 

 

Патент на флешку был зарегистрирован в апреле 1999 года, а сама флешка появилась в 2000 году и была названа DiskOnKey. Изобрели её сотрудники израильской компании M-Sistems.  В США эта флешка продавалась совместно с IBM и носила на корпусе логотип американской корпорации. Первая флешка имела объём памяти 8 ГБ и стоила 50$. Со временем вышли флешки на 16 и 32 ГБ и стоили они 100$.  Но была ещё одна разработка. Компания Trek Technology(Сингапур) создал свою флешку, повторяющую патент M-Sistems . Эта флешка называлась ThumbDrive, её объём составлял 8 ГБ и презентовалась она в феврале 2000 года в Германии.

 

 

Александр Григорьев ЦСО "Крокус"

Добавить комментарий

cso-krokus.com.ua