Què és la memòria flash?

La memòria flaix és un tipus de memòria no volàtil que s'utilitza en ordinadors. No volàtil significa que la memòria pot emmagatzemar informació fins i tot quan el dispositiu està apagat. La memòria volàtil ( com ara la memòria RAM ) perd tot el que hi ha emmagatzemat cada vegada que s'apaga la màquina. La memòria no volàtil s'utilitza per a coses com ara discs durs i SSD, ja que han de poder emmagatzemar informació fins i tot quan l'ordinador està apagat.

La memòria flaix es presenta en dos tipus diferents: flaix NOR i flaix NAND. Reben el nom de les seves respectives portes lògiques. Una porta lògica és una operació que realitza comprovacions binàries: entrades i sortides que només són 0 o 1. En el cas de NOR i NAND, s'anomenen pel resultat que produeixen.

Una porta NAND només retorna el valor 0 o "fals" si totes les entrades són precises. Una porta NOR és exactament el contrari: només retorna un valor u o "vertader" si totes les entrades són falses. Els dos tipus de disseny de memòria flaix són bastant similars: utilitzen el mateix disseny de cèl·lules. Les diferències comencen a nivell de circuit. Tant si el primer bit de dades és vertader com fals (1 o 0, de vegades anomenat alt o baix ), la relació entre línies de dades s'assemblarà a una porta NOR o a una porta NAND, determinant així el tipus.

Consell: NAND significa Not-AND, una comprovació que les dues entrades no són vàlides. NOR significa Not-OR, una comprovació que només és certa si cap de les dades és exacta. La utilitat crítica de les dues portes lògiques és que hi ha un cas en què es poden determinar les combinacions exactes d'entrades.

La història de la memòria flash

Flash va ser desenvolupat per primera vegada l'any 1980 per Toshiba. Van començar a comercialitzar-lo l'any 1987 com una versió millorada de la memòria EPROM. Les EPROM s'havien d'esborrar abans que es poguessin reescriure i, per tant, reutilitzar-les. D'altra banda, el flaix NAND es pot llegir, escriure i esborrar en trossos d'emmagatzematge més petits, fent-lo més ràpid i sensible.

NOR flash permet escriure, llegir o esborrar una sola paraula de la màquina de manera independent, aconseguint el mateix efecte d'augment de la velocitat i la disponibilitat. Els dispositius de memòria flaix solen anomenar-se xips de memòria flaix i consisteixen en un xip físic ple de moltes cel·les de memòria flaix i un controlador de memòria flaix. El controlador actua com a centre de distribució i comunicació: assigna dades i sol·licituds i lliura dades segons sigui necessari a i des de les cèl·lules.

Nota: una paraula màquina és una mesura de la mida més gran d'adreça de memòria que pot gestionar un ordinador. Per a un ordinador de 32 bits, una paraula màquina és de 32 bits. Per a un ordinador de 64 bits, una paraula màquina és de 64 bits.

NOR i NAND

La memòria flash moderna s'utilitza en gairebé tots els dispositius informàtics moderns. La memòria NAND s'utilitza principalment en targetes de memòria, unitats USB, SSD produïdes després del 2009, telèfons intel·ligents i altres dispositius mòbils més petits. La NAND sol servir com a emmagatzematge general i també s'utilitza per a la transferència de dades.

Diversos productes digitals utilitzen memòria flash NOR o NAND per emmagatzemar dades de configuració. Aquest cas d'ús específic s'encarregava anteriorment d'EPROM o RAd estàtic. La memòria flaix és superior en la majoria dels casos; l'únic inconvenient és que cada cel·la de memòria només pot prendre tantes escriptures abans que es desgasti. Quan una cèl·lula de memòria es desgasta, ja no es pot confiar en tot el bloc en el qual està continguda. Els dispositius moderns tracten aquest problema amb algorismes d'anivellament de desgast i sobreprovisionament.

La memòria NOR s'utilitza principalment en els casos en què la integritat de les dades s'ha de preservar durant períodes prolongats. Normalment, pot mantenir les dades de manera segura durant un màxim de 20 anys i s'utilitza quan s'han d'escriure i llegir amb freqüència paraules mecàniques individuals de dades.

NAND és el tipus de memòria flash més popular i s'utilitza quan cal accedir, llegir, (re)escriure o esborrar alhora blocs de dades més grans. Efectivament, les velocitats de lectura, escriptura i esborrat són més ràpides que la de la memòria NOR. Això fa que el flash NAND sigui l'opció superior per a la majoria dels casos d'ús.

A més, les cèl·lules d'emmagatzematge NAND són físicament més petites que les cèl·lules NOR. Utilitzen aproximadament un 40% menys d'àrea, tot i que funcionen de manera similar i proporcionen el mateix espai d'emmagatzematge primari per cel·la. Això significa que el flaix NAND pot oferir una major densitat d'emmagatzematge i un major rendiment. El flash NOR té un avantatge, però. En ser adreçable per paraula màquina, és més ràpid amb accés aleatori i més semblant a la memòria RAM.

Conclusió

La memòria flaix és una variant de la memòria de només lectura no volàtil esborrable elèctricament o EEPROM. Es pot basar en portes NAND lògiques o portes NOR lògiques. El flaix NAND és significativament més popular que el flaix NOR gràcies a la seva densitat d'emmagatzematge i avantatge de rendiment. L'avantatge crític de Flash sobre els seus altres predecessors EEPROM és que no cal esborrar-lo completament.

En canvi, la memòria flaix es subdivideix en blocs que s'han d'esborrar, però això comporta un cost de rendiment molt inferior, gràcies a la seva mida molt més petita. La principal debilitat de Flash és que les cèl·lules de memòria només es poden escriure diverses vegades abans que es desgastin. Aquest problema generalment es soluciona en dispositius moderns gràcies a l'ús d'algoritmes d'anivellament i al sobreprovisionament.