Hva er Flash-minne?

Flash-minne er en type ikke-flyktig minne som brukes i datamaskiner. Ikke-flyktig betyr at minnet kan lagre informasjon selv når enheten er slått av. Flyktig minne ( som RAM ) mister alt som er lagret i det hver gang maskinen selv slår seg av. Ikke-flyktig minne brukes til ting som harddisker og SSD-er, da de må kunne lagre informasjon selv når PC-en er av.

Flash-minne kommer i to forskjellige typer - NOR flash og NAND flash. De er oppkalt etter sine respektive logiske porter. En logisk port er en operasjon som utfører binære kontroller – innganger og utganger som bare alltid er 0 eller 1. Når det gjelder NOR og NAND, er de navngitt etter resultatet de produserer.

En NAND-port returnerer bare verdien 0 eller 'false' hvis alle inndata i den er nøyaktige. En NOR-port er det stikk motsatte – den returnerer bare en verdi eller 'sann' verdi hvis alle inndata er falske. Begge typer flashminnedesign er ganske like - de bruker samme celledesign. Forskjellene starter på kretsnivå. Enten den første biten med data er sann eller usann (1 eller 0, noen ganger kalt høy eller lav ), vil forholdet mellom datalinjer enten ligne en NOR-port eller en NAND-port, og dermed bestemme typen.

Tips: NAND står for Not-AND, en sjekk at begge inngangene ikke er gyldige. NOR står for Not-OR, en sjekk som kun er sann hvis ingen av opplysningene er nøyaktige. Den kritiske nytten av begge logiske porter er at det er et tilfelle der de nøyaktige kombinasjonene av innganger kan bestemmes.

Historien om flash-minne

Flash ble først utviklet i 1980 av Toshiba. De begynte å markedsføre det i 1987 som en forbedret versjon av EPROM-minne. EPROM-er måtte slettes før de kunne skrives om og dermed gjenbrukes. På den annen side kan NAND-flash leses, skrives og slettes i mindre lagringsbiter, noe som gjør den raskere og mer responsiv.

NOR flash lar et enkelt maskinord skrives, leses eller slettes uavhengig, og oppnår samme effekt av økt hastighet og tilgjengelighet. Flashminneenheter kalles vanligvis flashminnebrikker og består av en fysisk brikke fylt med massevis av flashminneceller og en flashminnekontroller. Kontrolleren fungerer som et distribusjons- og kommunikasjonssenter – den tildeler data og forespørsler og leverer data etter behov til og fra cellene.

Merk: Et maskinord er et mål på den største størrelsen på minneadressen en datamaskin kan håndtere. For en 32-bits datamaskin er et maskinord 32-biter. For en 64-bits datamaskin er et maskinord 64-biter.

NOR og NAND

Moderne flash-minne brukes i omtrent alle moderne dataenheter. NAND-minne brukes hovedsakelig i minnekort, USB-stasjoner, SSD-er produsert etter 2009, smarttelefoner og andre mindre mobile enheter. NAND fungerer vanligvis som generell lagring og brukes også til dataoverføringer.

Ulike digitale produkter bruker NOR- eller NAND-flashminne for å lagre konfigurasjonsdata. Denne spesifikke brukssaken ble tidligere tatt hånd om av EPROM eller statisk RAd. Flash-minne er overlegent i de fleste tilfeller - den eneste ulempen er at hver minnecelle bare kan ta så mange skriv før den slites ut. Når en minnecelle slites ut, kan ikke hele blokken den er inneholdt i lenger stole på. Moderne enheter takler dette problemet med slitasjeutjevningsalgoritmer og overprovisionering.

NOR-minne brukes hovedsakelig i tilfeller der dataintegriteten må bevares i lengre perioder. Vanligvis kan den opprettholde data trygt i opptil 20 år og brukes når individuelle maskinord med data må skrives og leses ofte.

NAND er den mer populære typen flash-minne og brukes der større blokker med data må åpnes, leses, (om)skrives eller slettes på en gang. Lese-, skrive- og slettehastigheter er effektivt raskere enn NOR-minne. Dette gjør NAND-flash til det overlegne valget for de fleste brukstilfeller.

I tillegg er NAND-lagringsceller fysisk mindre enn NOR-celler. De bruker omtrent 40 % mindre areal, til tross for at de fungerer på samme måte og gir samme primære lagringsplass per celle. Dette betyr at NAND-blits kan tilby større lagringstetthet og høyere ytelse. NOR flash har imidlertid én fordel. Siden den kan adresseres med maskinord, er den raskere ved tilfeldig tilgang og ligner mer på RAM.

Konklusjon

Flash-minne er en variant av ikke-flyktig elektrisk slettbart skrivebeskyttet minne eller EEPROM. Det kan være basert på logiske NAND-porter eller logiske NOR-porter. NAND-blits er betydelig mer populær enn NOR-blits takket være dens lagringstetthet og ytelsesfordeler. Flashs kritiske fordel i forhold til de andre EEPROM-forgjengerne er at den ikke trenger å bli fullstendig slettet.

Flash-minne er i stedet delt inn i blokker som må slettes, men dette kommer til en mye lavere ytelseskostnad, takket være deres mye mindre størrelse. Flashs største svakhet er at minneceller bare kan skrives flere ganger før de slites ut. Dette problemet er generelt løst i moderne enheter takket være bruk av utjevningsalgoritmer og overprovisionering.