Kaj je bliskovni pomnilnik?

Flash pomnilnik je vrsta obstojnega pomnilnika, ki se uporablja v računalnikih. Nehlapnost pomeni, da lahko pomnilnik shranjuje informacije, tudi ko je naprava izklopljena. Hlapni pomnilnik ( kot je RAM ) izgubi vse, kar je v njem shranjeno, vsakič, ko se stroj sam izklopi. Trajni pomnilnik se uporablja za stvari, kot so trdi diski in diski SSD, saj morajo imeti možnost shranjevanja informacij, tudi ko je računalnik izklopljen.

Flash pomnilnik je na voljo v dveh različnih vrstah – NOR flash in NAND flash. Imenujejo se po svojih logičnih vratih. Logična vrata so operacija, ki izvaja binarne preglede – vhode in izhode, ki so vedno samo 0 ali 1. V primeru NOR in NAND so poimenovani glede na rezultat, ki ga ustvarijo.

Vrata NAND vrnejo vrednost 0 ali 'false' le, če so vsi vhodi vanje pravilni. Vrata NOR so ravno nasprotno – vrnejo samo eno ali 'true' vrednost, če so vsi vnosi napačni. Obe vrsti zasnove bliskovnega pomnilnika sta precej podobni – uporabljata isto zasnovo celic. Razlike se začnejo na ravni vezja. Ne glede na to, ali je prvi bit podatkov resničen ali napačen (1 ali 0, včasih imenovan visok ali nizek ), bo razmerje med podatkovnimi vrsticami podobno vrati NOR ali vratom NAND, kar določa vrsto.

Namig: NAND pomeni Not-AND, preverjanje, ali oba vhoda nista veljavna. NOR pomeni Ne-ALI, preverjanje, ki je resnično le, če nobena od informacij ni točna. Kritična uporabnost obeh logičnih vrat je, da obstaja primer, v katerem je mogoče določiti natančne kombinacije vhodov.

Zgodovina bliskovnega pomnilnika

Flash je leta 1980 prvič razvil Toshiba. Tržiti so ga začeli leta 1987 kot izboljšano različico pomnilnika EPROM. EPROM-e je bilo treba izbrisati, preden so jih lahko ponovno zapisali in tako ponovno uporabili. Po drugi strani pa je NAND flash mogoče brati, pisati in brisati v manjših kosih pomnilnika, zaradi česar je hitrejši in bolj odziven.

NOR flash omogoča neodvisno pisanje, branje ali brisanje ene strojne besede, s čimer se doseže enak učinek povečane hitrosti in razpoložljivosti. Naprave bliskovnega pomnilnika se običajno imenujejo čipi bliskovnega pomnilnika in so sestavljene iz fizičnega čipa, napolnjenega z veliko celicami bliskovnega pomnilnika, in krmilnika bliskovnega pomnilnika. Krmilnik deluje kot distribucijski in komunikacijski center – dodeljuje podatke ter zahteva in po potrebi dostavlja podatke v in iz celic.

Opomba: Strojna beseda je merilo največje velikosti pomnilniškega naslova, ki ga lahko obravnava računalnik. Za 32-bitni računalnik je strojna beseda 32-bitna. Za 64-bitni računalnik je strojna beseda 64-bitna.

NOR in NAND

Sodobni bliskovni pomnilnik se uporablja v skoraj vseh sodobnih računalniških napravah. Pomnilnik NAND se večinoma uporablja v pomnilniških karticah, USB pogonih, SSD-jih, proizvedenih po letu 2009, pametnih telefonih in drugih manjših mobilnih napravah. NAND običajno služi kot splošni pomnilnik in se uporablja tudi za prenos podatkov.

Različni digitalni izdelki uporabljajo bliskovni pomnilnik NOR ali NAND za shranjevanje konfiguracijskih podatkov. Za ta poseben primer uporabe je prej skrbel EPROM ali statični RAD. Flash pomnilnik je v večini primerov boljši – edina pomanjkljivost je, da lahko vsaka pomnilniška celica prenese le toliko zapisov, preden se obrabi. Ko se pomnilniška celica obrabi, celotnemu bloku, v katerem je vsebovana, ni več mogoče zaupati. Sodobne naprave to težavo rešujejo z algoritmi za izravnavo obrabe in prekomernim zagotavljanjem.

Pomnilnik NOR se uporablja predvsem v primerih, ko je treba celovitost podatkov ohraniti dalj časa. Običajno lahko varno vzdržuje podatke do 20 let in se uporablja, ko je treba posamezne strojne besede podatkov pogosto pisati in brati.

NAND je bolj priljubljena vrsta bliskovnega pomnilnika in se uporablja, kjer je treba dostopati do večjih blokov podatkov, jih prebrati, (ponovno) zapisati ali izbrisati naenkrat. Dejansko so hitrosti branja, pisanja in brisanja hitrejše od pomnilnika NOR. Zaradi tega je NAND flash odlična izbira za večino primerov uporabe.

Poleg tega so pomnilniške celice NAND fizično manjše od celic NOR. Uporabljajo približno 40 % manj površine, čeprav delujejo podobno in zagotavljajo enak primarni prostor za shranjevanje na celico. To pomeni, da lahko NAND flash nudi večjo gostoto shranjevanja in večjo zmogljivost. NOR flash pa ima eno prednost. Ker ga je mogoče nasloviti s strojno besedo, je hitrejši pri naključnem dostopu in bolj podoben RAM-u.

Zaključek

Flash pomnilnik je različica obstojnega električno izbrisljivega bralnega pomnilnika ali EEPROM-a. Lahko temelji na logičnih vratih NAND ali logičnih vratih NI. NAND flash je bistveno bolj priljubljen kot NOR flash zaradi svoje gostote shranjevanja in prednosti v zmogljivosti. Ključna prednost Flasha pred njegovimi drugimi predhodniki EEPROM je, da ga ni treba v celoti izbrisati.

Namesto tega je bliskovni pomnilnik razdeljen na bloke, ki jih je treba izbrisati, vendar je to zaradi njihove veliko manjše velikosti veliko nižje. Glavna slabost Flasha je, da je mogoče pomnilniške celice zapisati le večkrat, preden se obrabijo. Ta težava je na splošno rešena v sodobnih napravah zaradi algoritmov za izravnavo obrabe in prekomernega zagotavljanja.