Современный уровень развития переносной флэш-памяти и USB-брелков (стр. 2 из 3)

2.2.1.5 xD-Picture Card

Формат карт памяти. Был представлен в четвертом квартале 2002 года ибыстро стал популярным благодаря многочисленности моделей цифровых камер Olympus, Fuji и других, использующих этот формат. На данный момент максимальный объём карт памяти xD — 2 Гб (в 2007 году обещают представить объем 4 и 8). Размеры карты xD 20 мм ? 25 мм ? 1.78 мм, вес — 2,8 г. Основное отличие от большинства карт — отсутствие контроллера на самой карте. По этой причине xD имеет маленький размер и невыскокие скоростные показатели. Основными апологетами этого стандарта являются Olympus и Fuji, применяющие эти карты в своих цифровых фотоаппаратах. Никаких примуществ перед более широко распространёнными картами Secure Digital, кроме, возможно, размера, у них нет. Стоимость xD-карт в среднем вдвое больше стоимости SD-карт одного размера.

2.2.1.6 Multimedia Card (MMC)

Портативная флэш-карта памяти, использующаяся в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. д. Разработана в 1997 компаниями Siemens AG и Transcend. Размер 24?32?1,5 мм. В 2004 выпускается также в уменьшенном корпусе 24?18?1,5 мм — RS-MMC (англ. Reduced size MMC). С помощью простого механического адаптера карты RS-MMC можно использовать с оборудованием, рассчитанным на «полноразмерные» MMC. Выпускаются также Dual Voltage Reduced Size MMC (MMCmobile), которые могут работать не только на стандартном напряжении питания 3 В, но и на 1,8 В. MMC по большей части совместима с разработанной чуть позднее SD-картой и может использоваться вместо SD. В обратном направлении замена чаще всего невозможна, так как SD-карты толще MMC и просто механически могут не войти в слот для MMC-карты. MMC использует относительно простой открытый протокол передачи данных, поэтому, в отличие от Secure Digital, может быть использована в самодельных устройствах

2.2.1.7 RS-MMC, или Reduced Size Multimedia Card

Формат карт флэш-памяти, электрически совместимый с MMC, но меньшего размера, работающих под напряжении 3В. Так же существует DV RS-MMC или Dual-Voltage Reduced Size Multimedia Card, которые работают под напряжением 3В и 1.8В. Использование DV RS-MMC под напряжением 1.8В соответственно более экономно.

2.2.1.8 SmartMedia

Портативная флэш-карта памяти, созданная компанией Toshiba, и выпущенная на рынок в 1995 году - чтобы составить конкуренцию таким форматам, как MiniCard, CompactFlash, и PC Card. Изначально, SmartMedia называлась Solid State Floppy Disk Card (SSFDC) и провозглашалась наследником Floppy-дисков. Карта SmartMedia состоит из одного чипа NAND EEPROM, внутри тонкого пластикового корпуса(хотя некоторые карты большого объёма состоят из нескольких связанных чипов). Она была одной из самых маленьких и тонких (0.76 мм) из первых карт памяти, и при этом оставалась одной из самых дешёвых. В карте отсутствует контроллер памяти - ради снижения цены. Эта особенность явилась недостатком, потому что некоторые старые устройства нужно было перепрошивать для поддержки карт большего объёма.

[http://maxflash.net/faq-karty-pamyati/ FAQ_ Карты памяти _ Maxflash.net]

3. Устройство флэш памяти

Принципиальная схема построения устройства осталась неизменной с 1995 года, когда флэшки впервые начали производиться в промышленных масштабах. Если не углубляться в детали, USB флэш-карта состоит из трех ключевых элементов: • разъем USB — хорошо знакомый каждому разъем, представляющий собой интерфейс между флэшкой и компьютерной системой, будь то система персонального компьютера, мультимедийного центра или даже автомагнитолы; • контроллер памяти — очень важный элемент цепи. Осуществляет связь памяти устройства с разъемом USB и руководит передачей данных в обе стороны; • микросхема памяти — самая дорогая и важная часть USB флэш-карты. Определяет объем хранимой на карте информации, быстроту чтения/записи данных. Что может меняться в этой схеме? Принципиально ничего, но современная индустрия предоставляет несколько вариантов такой схемы; комбинация разъемов eSATA и USB, два разъема USB.

[http://softlab.pp.ua/article/323-sovremennye-usb-flyesh-karty.htmlСовременные USB флэш-карты » Лаборатория Софта - Бесплатные программы для компьютера Windows]

1 — USB-разъём; 2 — микроконтроллер; 3 — контрольные точки; 4 — микросхема флэш-памяти; 5 — кварцевый резонатор; 6 — светодиод; 7 — переключатель «защита от записи»; 8 — место для дополнительной микросхемы памяти.

4.Принцип действия

Флэш-память хранит информацию в массиве транзисторов с плавающим затвором, называемых ячейками (англ. cell). В традиционных устройствах с одноуровневыми ячейками (англ. single-level cell, SLC), каждая из них может хранить только один бит. Некоторые новые устройства с многоуровневыми ячейками (англ. multi-level cell, MLC; triple-level cell, TLC [2]) могут хранить больше одного бита, используя разный уровень электрического заряда на плавающем затворе транзистора.

5. Типы флeш памяти

5.1 NOR

В основе этого типа флэш-памяти лежит ИЛИ-НЕ элемент (англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.

Транзистор имеет два затвора: управляющий и плавающий. Последний полностью изолирован и способен удерживать электроны до 10 лет. В ячейке имеются также сток и исток. При программировании напряжением на управляющем затворе создаётся электрическое поле и возникает туннельный эффект. Часть электронов туннелирует сквозь слой изолятора и попадает на плавающий затвор. Заряд на плавающем затворе изменяет «ширину» канала сток-исток и его проводимость, что используется при чтении.

Программирование и чтение ячеек сильно различаются в энергопотреблении: устройства флэш-памяти потребляют достаточно большой ток при записи, тогда как при чтении затраты энергии малы.

Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.

В NOR-архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND-архитектуры.

5.2 NAND

В основе NAND-типа лежит И-НЕ элемент (англ. NAND). Принцип работы такой же, от NOR-типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND-чипа может быть существенно меньше. Также запись и стирание происходит быстрее. Однако эта архитектура не позволяет обращаться к произвольной ячейке.

NAND и NOR-архитектуры сейчас существуют параллельно и не конкурируют друг с другом, поскольку находят применение в разных областях хранения данных.

[http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BB%D0%B5%D1%88-%D0%BF%D0%B0%D0%BC%D1%8F%D1%82%D1%8CФлэш-память — Википедия]

6. Способы организации записи информации в ячейку

Таких способов два — SLC и MLC, SLC (Single-level cell) — одноуровневая ячейка, то есть ячейка памяти, способная хранить 1 бит информации. MLC (Multi-level cell) — ячейка, которая хранит сразу несколько бит информации. Преимущества есть у обеих типов памяти: SLC характеризуется меньшим количеством ошибок, большей скоростью записи/чтения и большим временем жизни ячеек. Но из-за низкой плотности записи информации решения на базе SLC NAND-чипов памяти становятся ощутимо дороже, поэтому флэш-карты, основанные на такой памяти, выпускаются нечасто. Исключения составляют карты для профессиональной фотовидеотехники. MLC-память гораздо дешевле SLC-варианта, а кроме того, позволяет хранить большее количество информации, поэтому MLC-чипы используются в большинстве современных флэш-карт и почти во всех USB-флэшках.

7. Скорость и объем памяти

Основными характеристиками USB флэш-карт по праву считаются скорость и объем памяти. Эти два параметра издавна являются соперниками: так уж повелось, что карты с большим объемом памяти всегда работают медленнее аналогов с меньшим объемом памяти С чем была связана такая тенденция, сказать трудно: то ли контроллер не успевал правильно справляться с потоком данных, то ли сама память была тому виной. Так или иначе, но в последнее время мы постоянно получаем подтверждения тому, что скорость и объем памяти больше не враждуют и удачно уживаются вместе. Объем USB флэш-памяти всегда указан на упаковке, поскольку является ее основной характеристикой. Современные флэшки обладают объемом до 256 Гбайт, однако с покупкой горячих новинок стоит повременить. Оптимальный объем современной флэшки, по нашему мнению, на данный момент должен составлять 16-32 Гбайт. Чуть дороже мегабайт у флэшек на 64 Гбайт, но они тоже успели немного потерять в цене. А вот новинки объемом 128 и 256 Гбайт постигла участь, характерная для российского рынка в целом, — они продаются по завышенной цене. Однако покупать новики не стоит не только из-за высокой цены. В первых партиях компьютерных комплектующих часто попадаются неудачные экземпляры — это, увы, характерно и для флэшек. Производитель, стремясь побыстрее выпустить флэшку для большего объема, зачастую либо прибегает к наращиванию объема старых моделей, либо не проводит для флэшек необходимые испытания и отправляет их на прилавки «сырыми». Если величину объема памяти флэшки принято указывать на упаковке каждой модели, то скоростные характеристики зачастую не приводятся и пользователь не имеет возможности оценить потенциал покупки. Однако некоторые производители все же обозначают упаковку соответствующим маркером. Указывать скорость флэш-карт, в том числе и USB-флэшек, принято следующим образом: 150х, где х = 150 Кбайт/с. То есть в приведенном нами примере скорость флэшки будет составлять 22,5 Мбайт/с. Данное обозначение обычно говорит о скорости чтения информации с флэшки, в то время как скорость записи практически всегда оказывается меньшей, поэтому ее не приводят. Современные флэшки обеспечивают скорость в диапазоне от 170х до 200х, то есть от 25 до 30 Мбайт/с. Что касается скорости записи, то в большинстве случаев оценить ее удается только после проведения специального тестирования, но современные значения лежат в диапазоне от 17 до 30 Мбайт/с. Иногда скоростные характеристики карты указывают в описании флэшки, но они далеко не всегда соответствуют действительности. На уровне пользователя информация о партии чипов памяти, используемых в той или иной модели флэш-карты, недоступна или, во всяком случае, труднодоступна. Несмотря на отлаженную технологию производства чипов памяти, решения получаются самые различные — от неработоспособного брака до ультрапроизводительных быстрых чипов. Общий процент чипов с хорошими показателями не так высок, поэтому решения на их основе хоть и получаются скоростными и производительными, но стоят гораздо дороже. Разница в стоимости моделей с одинаковым объемом флэш-памяти, но разными скоростными показателями может доходить до 200%.