Реферат тема: Флеш память. Рахмонов шахзод самарканд 2022 План: История

Атрибут	NAND
ТАКЖЕ
Основное применение	Хранение файлов	Выполнение кода
Емкость запоминающего устройства	Высокий	Низкий
Стоимость за бит	Низкий
Активная мощность	Низкий
Резервная мощность		Низкий
Скорость записи	Быстро
Скорость чтения		Быстро
Выполнить на месте (XIP)	НЕТ	ДА
Надежность		Высокий

Написать выносливость[править]
Выносливость записи SLC floating-gate NOR flash обычно равна или больше, чем у NAND flash, в то время как MLC NOR и NAND flash обладают аналогичными выносливыми возможностями. Приведены примеры оценок циклов выносливости, перечисленных в таблицах данных для NAND и NOR flash, а также в запоминающих устройствах, использующих флэш-память^[106].

Тип флэш - памяти	Рейтинг выносливости (стирается на блок)	Пример(ы) флэш-памяти или запоминающего устройства
SLC NAND	100,000	Samsung OneNAND KFW4G16Q2M, Toshiba SLC NAND флэш-чипы,^[107][108][109][110][111] Transcend SD500, Fujitsu S26361-F3298
MLC NAND	от 5000 до 10000 для приложений средней мощности; от 1000 до 3000 для приложений большой мощности^[112].	Samsung K9G8G08U0M (пример для приложений средней мощности), Memblaze PBlaze4,^[113] ADATA SU900, Реактор Мушкина
TLC NAND	1,000	Samsung SSD 840
QLC NAND	?	SanDisk X4 NAND flash SD карты^[114][115][116][117]
3D SLC NAND	100,000	Samsung Z-NAND^[118]
3D MLC NAND	от 6000 до 40 000	Samsung SSD 850 PRO, Samsung SSD 845DC PRO,^[119][120] Samsung 860 PRO
3D TLC NAND	от 1000 до 3000	SSD-накопитель Samsung 850 ево ССД Samsung 845DC Evo, на решающую MX300^[121][122][123]，Memblaze PBlaze5 900, Memblaze PBlaze5 700, Memblaze PBlaze5 910/916,Memblaze PBlaze5 510/516,^[124][125][126][127] компания ADATA модель: SX 8200 Pro (также продаются под "серии XPG Gammix" марке, модели С11 РГО)
3D QLC NAND	от 100 до 1000	Samsung SSD 860 QVO SATA, Intel SSD 660p, Samsung SSD 980 QVO NVMe, Micron 5210 ION, Samsung SSD BM991 NVMe^[128][129][130][131][132][133][134][135]
3D PLC NAND	Неизвестно	В разработке SK Hynix (ранее Intel)^[136] и Kioxia (ранее Toshiba Memory).^[112]
SLC (плавающие ворота) NOR	от 100 000 до 1 000 000	Numonyx M58BW (выносливость 100 000 стираний на блок); Spansion S29CD016J (выносливость 1 000 000 стираний на блок)
MLC (плавающие ворота) NOR	100,000	Вспышка Numonyx J3

Однако, применяя определенные алгоритмы и парадигмы проектирования, такие как выравнивание износа и избыточное выделение памяти, выносливость системы хранения данных может быть настроена в соответствии с конкретными требованиями.^[137]
Чтобы вычислить долговечность флэш-памяти NAND, необходимо учитывать размер чипа памяти, тип памяти (например, SLC/MLC/TLC) и шаблон использования. Промышленные NAND пользуются спросом благодаря своей емкости, большей выносливости и надежности в чувствительных средах.
Производительность 3D NAND может ухудшаться по мере добавления слоев^[118].
Файловые системы Flash[править]
Основная статья: файловая система Flash
Из-за особых характеристик флэш-памяти ее лучше всего использовать либо с контроллером для выравнивания износа и исправления ошибок, либо со специально разработанными флэш-файловыми системами, которые распространяют запись на носитель и справляются с длительным временем стирания блоков флэш-памяти. Основная концепция флэш-файловых систем заключается в следующем: когда флэш-хранилище должно быть обновлено, файловая система записывает новую копию измененных данных в новый блок, переназначает указатели файлов, а затем стирает старый блок позже, когда у него есть время.
На практике файловые системы flash используются только для устройств технологии памяти (MTD), которые представляют собой встроенные флэш-памяти, не имеющие контроллера. Съемные карты флэш-памяти, твердотельные накопители, чипы eMMC/eUFS и USB-флешки имеют встроенные контроллеры для выравнивания износа и исправления ошибок, поэтому использование конкретной файловой системы flash не приносит никакой пользы.
Вместимость[править]
Несколько чипов часто выстраиваются в ряд или штабелируются для достижения более высокой емкости^[138] для использования в потребительских электронных устройствах, таких как мультимедийные плееры или GPSS. Масштабирование емкости (увеличение) флэш-чипов используется в соответствии с законом Мура, поскольку они производятся со многими из тех же методов и оборудования интегральных схем. С появлением 3D NAND масштабирование больше не обязательно связано с законом Мура, поскольку все меньшие транзисторы (ячейки) больше не используются.
Потребительские флэш-накопители обычно рекламируются с полезными размерами, выраженными в небольшой целочисленной степени два (2, 4, 8 и т.д.) и обозначением мегабайт (МБ) или гигабайт (ГБ); например, 512 МБ, 8 ГБ. Это включает твердотельные накопители, продаваемые как замена жестких дисков, в соответствии с традиционными жесткими дисками, которые используют десятичные префиксы.^[139] Таким образом, SSD, помеченный как "64 ГБ", составляет не менее 64 × 1000 ³ байта (64 ГБ). Большинство пользователей будут иметь немного меньшую емкость, чем эта, доступную для их файлов, из-за пространства, занимаемого метаданными файловой системы.
Микросхемы флэш-памяти внутри них имеют размер в строгих двоичных кратных числах, но фактическая общая емкость микросхем не может быть использована на интерфейсе привода. Он значительно больше заявленной емкости, чтобы обеспечить распределение записей (выравнивание износа), экономию, коды исправления ошибок и другие метаданные, необходимые внутренней прошивке устройства.
В 2005 году Toshiba и SanDisk разработали флэш-чип NAND, способный хранить 1 ГБ данных с использованием технологии многоуровневых ячеек (MLC), способный хранить два бита данных на ячейку. В сентябре 2005 года компания Samsung Electronics объявила о разработке первого в мире чипа объемом 2 ГБ^[140].
В марте 2006 года Samsung анонсировала флэш-жесткие диски емкостью 4 ГБ, по сути, на тот же порядок, что и небольшие жесткие диски для ноутбуков, а в сентябре 2006 года Samsung анонсировала 8-гигабайтный чип, произведенный с использованием 40-нм производственного процесса.^[141] В январе 2008 года SanDisk объявила о доступности своих 16-гигабайтных карт microSDHC и 32-гигабайтных карт SDHC Plus.^[142][143]
Более поздние флэш-накопители (по состоянию на 2012 год) имеют гораздо большую емкость, вмещая 64, 128 и 256 ГБ^[144].
Совместная разработка Intel и Micron позволит производить 32-слойные 3,5 терабайта ^(ТБ). Флэш-накопители NAND и твердотельные накопители стандартного размера объемом 10 ТБ. Устройство включает в себя 5 упаковок TLC-матриц размером 16 × 48 ГБ, использующих конструкцию ячейки с плавающим затвором.^[145]
Флэш-чипы продолжают выпускаться емкостью менее 1 Мбайт (например, для BIOS-ПЗУ и встроенных приложений).
В июле 2016 года Samsung анонсировала 4-ТБ Samsung 850 EVO, который использует их 256 Гбит 48-слойный TLC 3D V-NAND.^[146] В августе 2016 года Samsung анонсировала 32-ТБ 2,5-дюймовый SAS SSD на основе их 512 Гбит 64-слойный TLC 3D V-NAND. Кроме того, Samsung планирует представить твердотельные накопители объемом до 100 ТБ к 2020 году^[147].
Трансфертные ставки[править]
Устройства флэш-памяти обычно гораздо быстрее читают, чем пишут.^[148] Производительность также зависит от качества контроллеров хранения, которые становятся более критичными, когда устройства частично заполнены.^[148][148] Даже когда единственным изменением в производстве является термоусадка, отсутствие соответствующего контроллера может привести к снижению скорости.^[149]
Применение[править]