Flash xotira

NOR va NAND
NOR xotirasi biroz oldinroq joriy qilingan, chunki uni ishlab chiqarish biroz osonroq va uning tuzilishidagi tranzistorlar oddiy MOSFETga (kanalli maydon effektli unipolyar MOS tranzistoriga) o'xshaydi. Yagona farq shundaki, NOR xotirasida tranzistor boshqaruvchi eshikdan tashqari ikkinchi "suzuvchi" eshikka ega. Ikkinchisi, maxsus izolyatsion qatlam yordamida tranzistorni zaryadsizlantirmasdan, ko'p yillar davomida elektronlarni ushlab turishi mumkin.

Umuman olganda, NOR xotirasi NOR shlyuzi sifatida ishlashi tufayli o'z nomini oldi (NOR mantiqiy EMAS-OR operatsiyasi; u faqat ikkala kirish "noto'g'ri" bo'lganda "true" qiymatini oladi). Shunday qilib, bo'sh NOR xotira joyi mantiqiy qiymati "1" bilan to'ldiriladi. Aytgancha, xuddi shu narsa NAND xotirasiga ham tegishli. Va taxmin qilish qiyin emasligi sababli, u NAND darvozasi bilan ishlashning o'xshash printsipi tufayli o'z nomini oldi (NAND mantiqiy EMAS-VA operatsiyasi; faqat ikkala kirish "to'g'ri" bo'lganda "yolg'on" qiymatini oladi) .

Ushbu "EMAS-VA" va "YO'Q-YOKI" amalda qanday oqibatlarga olib keladi? NOR xotira chipini faqat butunlay tozalash mumkinligi. Garchi ushbu texnologiyaning zamonaviyroq mujassamlashlarida chip odatda 64, 128 yoki 256 KB ni egallagan bir nechta bloklarga bo'lingan. Lekin bu turdagi xotirada bayt o'qish va dasturlash (yozish) imkonini beruvchi tashqi adres shinasi mavjud. Bu nafaqat ma'lumotlarga imkon qadar to'g'ridan-to'g'ri kirish imkonini beradi, balki barcha ma'lumotlarni operativ xotiraga tushirmasdan, ularni to'g'ridan-to'g'ri "joyida" bajarishga imkon beradi. Bu xususiyat XIP (eXecute In Place) deb ataladi.
Shuningdek, NOR-xotiraning BBM (Bad Block Management) deb nomlangan nisbatan yangi funksiyasi haqida gapirishga arziydi. Vaqt o'tishi bilan ba'zi hujayralar yaroqsiz bo'lib qolishi mumkin (aniqrog'i, ularni yozib olish imkonsiz bo'lib qoladi) va chip boshqaruvchisi buni payqab, bunday hujayralar manzilini boshqa, hali ham ishlayotgan blokga o'zgartiradi. Qattiq disklar shunga o'xshash narsani qiladi, biz "" maqolasida yozgan edik.
Shunday qilib, NOR-xotira ma'lumotlarni o'qishning maksimal aniqligi va ularning juda kam o'zgarishi talab qilinadigan holatlar uchun juda mos keladi. Nimaga ketayotganimizni taxmin qila olasizmi? To'g'ri - turli xil qurilmalarning dasturiy ta'minotiga, xususan, BIOS-ga anakartlar, video kartalar va boshqalar. Aynan o'sha erda hozir NOR-flash eng ko'p ishlatiladi.
NANDga kelsak, u bilan bog'liq vaziyat biroz "tanlangan". Ma'lumotlarni o'qish faqat sahifa bo'yicha, yozish esa blok bo'yicha amalga oshirilishi mumkin. Bitta blok bir nechta sahifalardan iborat bo'lib, bitta sahifa odatda 512, 2048 yoki 4096 bayt hajmda bo'ladi. Blokdagi sahifalar soni odatda 32 dan 128 gacha o'zgarib turadi. Shunday qilib, "joyida" bajarilishi haqida hech qanday savol yo'q. NAND xotirasining yana bir cheklovi shundaki, blokga yozish faqat ketma-ket amalga oshirilishi mumkin.
Natijada, bunday aniqlik (garchi "aniqlik emas" deyish to'g'riroq bo'lsa-da) ba'zida xatolarga olib keladi, ayniqsa MLC xotirasi bilan shug'ullanish kerak bo'lsa (quyida bu turdagi). Ularni tuzatish uchun ECC mexanizmi qo'llaniladi. U har 2048 bit ma'lumotda 1 dan 22 bitgacha tuzatishi mumkin. Agar tuzatish mumkin bo'lmasa, u holda ma'lumotlarni yozish yoki o'chirishda vosita xatolikni aniqlaydi va blok "yomon" deb belgilanadi.
Aytgancha, flesh-xotirada yomon bloklarning shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun "kiyishni tekislash" (so'zma-so'z "kiyish darajasi") deb nomlangan maxsus usul mavjud. Bu juda oddiy ishlaydi. Fleshli xotira blokining "hayotiyligi" o'chirish va yozish operatsiyalari soniga bog'liq bo'lganligi sababli va bu raqam turli bloklar uchun har xil bo'lganligi sababli, qurilma boshqaruvchisi bloklar uchun ushbu operatsiyalar sonini hisoblab, foydalanilganlarga yozishga harakat qiladi. vaqt o'tishi bilan kamroq. Ya'ni, kamroq "eskirgan"lar.
NAND xotirasini qo'llash sohasiga kelsak, tranzistorlarni zichroq joylashtirish va shu bilan birga ularni arzonroq ishlab chiqarish imkoniyati tufayli u faqat barcha flesh-xotira kartalari va USB flesh-disklarda, shuningdek SSD-larda qo'llaniladi. .

Xo'sh, SLC (bir darajali hujayra) va MLC (ko'p darajali hujayra) hujayralari haqida bir oz. Dastlab, faqat birinchi turi mavjud edi. Bu bitta katakda faqat ikkita holatni, ya'ni bir bit ma'lumotni saqlash mumkinligini taxmin qiladi. MLC chiplari keyinchalik ixtiro qilingan. Ularning imkoniyatlari biroz kengroq - kuchlanishga qarab, boshqaruvchi ulardan ikkitadan ortiq qiymatni o'qiy oladi (qoida tariqasida, to'rtta), bu bitta hujayrada 2 yoki undan ortiq bitni saqlashga imkon beradi.

MLC ning yuzdagi afzalliklari - bir xil jismoniy o'lchamda, bitta hujayra ikki barobar ko'p ma'lumotga mos keladi. Kamchiliklari, ammo ahamiyati kam emas. Avvalo, bu o'qish tezligi - bu tabiiy ravishda SLC dan past. Axir, aniqroq keskinlikni yaratish talab qilinadi va shundan keyin olingan ma'lumotni to'g'ri hal qilish kerak. Va keyin ikkinchi kamchilik paydo bo'ladi - ma'lumotlarni o'qish va yozishda muqarrar xatolar. Yo'q, ma'lumotlar buzilmaydi, lekin bu ish tezligiga ta'sir qiladi.
Fleshli xotiraning sezilarli kamchiliklari - bu yozish va o'chirish tsikllarining cheklangan soni. Shu nuqtai nazardan, u hali qattiq disklar bilan juda yaxshi raqobatlasha olmaydi, lekin umuman olganda, vaziyat har yili yaxshilanmoqda. Har xil turdagi flesh-xotiralarning ishlash muddati haqidagi ma'lumotlar:

• 
  SLC NAND - 100 ming tsiklgacha;
  
• 
  MLC NAND - 10 ming tsiklgacha;
  
• 
  SLC NOR - 100 dan 1000 ming tsiklgacha;
  
• 
  MLC NOR - 100 ming tsiklgacha.
  

MLC xotirasining yana bir kamchiligi bor - u kamroq bardoshli. Xo'sh, NOR-flash odatda raqobatdan tashqarida. To'g'ri, bu ko'chadagi oddiy odamga unchalik foydasi yo'q - baribir, uning flesh-diski katta ehtimol bilan NAND flesh va hatto MLC chiplarida qurilgan. Biroq, texnologiyalar to'xtamaydi va millioninchi ma'lumotlarni yozish va o'chirish tsikliga ega NAND-flash asta-sekin ommaga kirib bormoqda. Shunday qilib, vaqt o'tishi bilan bu parametrlar biz uchun ahamiyatsiz bo'lib qoladi.