Флэш-память есть везде. Он существует на вашей карте памяти , SD-карта вашей камеры. о твердотельном жестком диске , медицинское оборудование для больниц, промышленные робототехнические машины и множество других устройств и гаджетов.
Но вы когда-нибудь задумывались, что это на самом деле? Существуют ли разные типы флеш-памяти? Для чего они используются? Как все это работает?
В этой статье я расскажу о некоторых наиболее распространенных типах флэш-памяти. Вы станете экспертом в кратчайшие сроки!
Флэш-память объяснил
Существует несколько различных типов флэш-памяти, но NAND, пожалуй, является наиболее распространенным. Это тот, который вы найдете в USB-картах, MP3-плеерах и других устройствах, которые требуют хранения данных большой емкости.
Вся флеш-память имеет две ключевые характеристики:
- Энергонезависимая — Энергонезависимая память не нуждается в источнике питания для хранения своих данных. Как таковой, он чаще всего используется для длительного хранения, которое сохраняется между перезагрузками. Примером его противоположности (AKA volatile memory) является оперативная память вашего компьютера. ОЗУ теряет всю сохраненную информацию, когда вы выключаете компьютер.
- Конечное число циклов записи — из-за того, как это работает, флэш-память может использоваться ограниченное количество раз, прежде чем она начнет изнашиваться. Отдельные ячейки будут медленно выходить из строя, а производительность будет ухудшаться.
Как это работает?
Флэш-память хранит данные в массиве ячеек, и каждая ячейка содержит как минимум один бит данных. Ячейки организованы в блоки , где блок определяется как непрерывный набор байтов, которые образуют идентифицируемую единицу данных.
Блок — это наименьшая программируемая / стираемая часть массива. Блоки записываются с помощью электрического заряда, причем каждая ячейка представляет собой число 1 или 0 .
Когда все блоки рассматриваются вместе, они образуют чип памяти . Чип установлен на печатной плате, которая также включает в себя базовый контроллер и интерфейс USB.
Сама NAND является необработанной флэш-памятью и использует собственный протокол. Проекты, которые реализуют NAND, такие как SD-карты и твердотельные накопители, часто добавляют микроконтроллеры сверху для реализации Flash Translation Layer (FTL). FTL переводит использование вашего диска (например, через USB) в значимые операции NAND.
Различные типы NAND
Флеш-память NAND — это всеобъемлющая фраза. Есть много разных конструкций и подклассов. Три наиболее распространенных из них — это те, о которых вам действительно нужно беспокоиться.
SLC (одноуровневая ячейка)
SLC считается лучшей версией NAND. Он хранит один бит данных на ячейку памяти и, следовательно, обладает наилучшей выносливостью, способной обрабатывать приблизительно 100 000 циклов записи на ячейку перед ухудшением.
Он имеет самые высокие скорости записи и самое низкое энергопотребление , но может быть в три раза дороже, чем базовая конструкция трехуровневой ячейки, и часто имеет меньшую емкость . Лучше всего использовать его в условиях высокой производительности и средней плотности.
Обычно он используется в ситуациях, когда требуется скорость, например, на серверах, высокопроизводительных медиа-картах, гибридных дисках и высокопроизводительных твердотельных накопителях. Его также можно найти в профессиональных SD-картах высокого класса, таких как серии FX Panasonic.
MLC (многоуровневая ячейка)
MLC NAND хранит два бита на ячейку и, следовательно, может хранить вдвое больше данных на устройстве одного размера, что значительно снижает стоимость на бит. Это отлично подходит для приложений с высокой плотностью и низким циклом.
Тем не менее, существует компромисс: MLC может поддерживать только около 10000 циклов записи на ячейку перед ухудшением, что негативно влияет на ее долговечность .
MLC можно считать NAND потребительского уровня. Он отвечает за почти 80 процентов всех поставок флэш-памяти NAND в мире и чаще всего используется в твердотельных накопителях потребительского класса.
TLC (трехуровневая ячейка)
TLC NAND является самой дешевой из трех форм, которая стоит примерно на 30 процентов дешевле, чем память MLC (и даже дешевле, чем память SLC).
Это самая высокая плотность — она способна сохранять три бита данных на ячейку — но также имеет худшую долговечность . Фактически, типичная микросхема TLC может поддерживать только около 4000 циклов записи на ячейку, что намного хуже, чем как MLC, так и SLC.
TLC чаще всего используется в рентабельных продуктах, которые не требуют высокой производительности NAND и не будут работать так же долго, как его аналоги. Примерами могут служить MP3-плееры, карты памяти USB и недорогие портативные мультимедийные устройства.
Он не будет найден ни на одном из устройств, работающих под управлением операционной системы или хранящих критические данные (например, твердотельные накопители).
Как насчет eMMC?
eMMC расшифровывается как «Embedded Multimedia Card», которая выросла из своей предшественницы MMC (Multimedia Card).
Мультимедийные карты впервые появились на полках еще в 1997 году. Они использовались в качестве носителя для хранения портативных устройств, включая самые ранние MP3-плееры и цифровые камеры. Порты для карт в то время часто были встроены в компьютеры, но с ростом популярности SD-карт все меньше производителей беспокоились о MMC.
Сегодня вам будет трудно найти ПК с гнездом MMC.
Однако наследие сохранилось в виде карт eMMC. Память eMMC по-прежнему широко используется в мобильном секторе в качестве наиболее распространенной формы интегрированного хранилища на мобильных устройствах, и ее даже можно найти в некоторых недорогих ПК. , планшеты и Chromebook.
Он расположен на небольшой матрице шаровых решеток (BGA). что припаяно к устройству и несъемно. Это медленнее и, следовательно, дешевле, чем другие формы NAND, поэтому, если вы можете себе это позволить, предпочтите вместо этого нацеливаться на устройства NAND.
NAND и eMMC в двух словах
Надеюсь, я объяснил NAND и eMMC понятным образом, но если вы все еще в замешательстве, не беспокойтесь. Это, несомненно, запутанная тема.
Путаница усугубляется скоростью, с которой движется технология. Например, последняя версия eMMC теперь может похвастаться скоростью записи, конкурирующей с дискретными твердотельными накопителями на основе SATA, около 400 МБ / с. Но по большей части вам нужно знать только различия между SLC, MLC и TLC.
Если вас не устраивает какая-то терминология или какой тип NAND вам подходит, свяжитесь с нами ниже. Я сделаю все возможное, чтобы помочь вам.