Раз закинул программер в море невод, и пришел невод с одною рыбкой, да не с простою, - золотою. И взмолилась рыбка, стремясь обратно в море, и предложила исполнить любые желания. И пожелал программер, чтобы память была энергонезависимой, надежной и небольших размеров. Так на свет появилась flash...

Благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию флэш-память нашла широкое применение в различных портативных устройствах от мобильных телефонов до видеокамер. Все большую популярность среди компьютерщиков приобретают модули USB Pen Drive как очень удобные и безопасные переносные устройства хранения данных.

О работе флэш-памяти, ее основных видах и перспективах развития и пойдет сегодня речь.

Коротко о flash-памяти и ее видах

Flash-память - это особый тип памяти, который является перезаписываемым, полупроводниковым и энергонезависимым, т.е. позволяет хранить информацию даже при отсутствии питания. Данные, записанные на флэш-микросхему, могут оставаться на ней очень длительное время: от 20 до 100 лет. Этот вид памяти не боится падений, тряски или воды. Мой друг однажды постирал свою флэшку в кармане брюк, затем высушил, и она работает по сей день. Своему названию, полученному за возможность мгновенного ("in a flash") стирания содержимого, флэш-память обязана компании Toshiba.

Все существующие сегодня виды флэш-носителей можно условно разделить на два класса: флэш-карты, куда входят Compact Flash Card, MultiMedia Card и SD Card, и флэш-модули Flash USB Drive (USB Pen Drive). Для непосредственной работы с флэш-картами, а именно - для считывания информации с них, необходимо специальное устройство, называемое карт-ридером (cardreader), который состоит из контроллера и разъема USB. Флэш-модуль, который еще называют флэш-носителем с USB-интерфейсом, в отличие от флэш-карты, уже имеет встроенный контроллер и может быть подключен к компьютеру через USB. Подробно о каждом из видов памяти можно почитать на it.bakinity.biz.

Принцип работы flash-памяти

Если разобрать обычный модуль Pen Drive (чего делать, конечно же, не следует), то можно увидеть две микросхемы. Одна из них является контроллером, а вторая - платой flash-памяти. Ячейкой памяти, которая содержит один бит информации по технологии ETOX, является транзистор, у которого под затвором помещен плавающий затвор из поликремния, позволяющий хранить заряд в виде электронов. Наличие заряда на транзисторе интерпретируется как логический "0" (ноль), а его отсутствие - как логическая "1" (единица). Использование только одного транзистора для хранения одного бита информации, во-первых, уменьшает площадь микросхемы, что является существенным для портативных устройств, а во-вторых, снижает цену на память, что делает ее более доступной для пользователей. По сравнению с такими типами памяти, как SRAM и DRAM, которые энергозависимы и хранят один бит на нескольких транзисторах, flash-память имеет весомые преимущества. Но и недостатки ей тоже присущи: флэш-память работает пока существенно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10.000 до 1.000.000 для разных типов). Более передовые технологии, одной из которых является Intel StrataFlash, позволяют записывать уже два и больше битов информации на одном транзисторе.

Несколько слов об USB

Теперь следует заострить внимание на таких параметрах флэш-карт и флэш-модулей, как скорость работы и совместимость. Для этого рассмотрим интерфейс USB, при помощи которого происходит подключение флэш-накопителей к компьютеру. Universal Serial Bus - Универсальная последовательная шина ПК, предназначенная для подключения периферийных устройств и позволяющая производить обмен информацией на следующих скоростях: низкая (1,5 Мбит/с), полная (12 Мбит/с) и высокая (480 Мбит/с).

В среднем, при подключении флэш-модулей к ПК посредством интерфейса USB 1.1 скорость чтения не превышает 1 Мб/с, а скорость записи составляет около 0,7-0,8 Мб/с, что довольно мало для оперирования большими объемами данных. Для спецификации USB 2.0 скорость чтения информации колеблется в зависимости от модели в пределах 4-8 Мб/с, а скорость записи - 3-8 Мб/с. Стандарты USB 2.0 и USB 1.1 являются полностью совместимыми. Отличие, как видно, состоит лишь в скорости передачи данных. Поэтому если на вашей материнской плате установлен контроллер для USB 1.1, то подключаемое устройство, обладающее интерфейсом USB 2.0, будет работать так, как положено, только на пониженной скорости.

Новейшие разработки

На рынке флэш-накопителей всегда наблюдалась тенденция к уменьшению размеров микросхемы памяти при увеличении ее емкости и скорости передачи информации. За последние 10 лет размер ячейки памяти уменьшился в 18 раз только из-за перехода на новые производственные технологии. В то же время наблюдается снижение цены на флэш-память, что объясняется уменьшением количества кремния, которое используется при ее изготовлении.

Новый стандарт карт памяти C-Flash, разработанный компанией Pretec, может похвастаться разнотипным интерфейсом (MMC/SD и USB), емкостью до 2048 Гб, что в 500 раз больше, чем у MMC-носителей, и скоростью передачи до 120 Мб/с, что в 10 раз быстрее, чем у SD Card. Помимо этого, карты ММСplus и MMCmobile, ранние разработки компании, являются самыми быстрыми флэшками на сегодняшний день.

Ассоциация CompactFlash недавно объявила об утверждении нового стандарта флэш-накопителей CF+ и спецификации CompactFlash v3.0, в которой скорость передачи данных увеличена с 16 Мб/с до 66 Мб/с без нарушения совместимости со старыми устройствами.

Новая флэш-карта памяти компании Transcend позволяет передавать данные со скоростью до 12 Мб/с, что, по утверждениям производителя, примерно на 70% выше аналогичного показателя традиционных носителей стандарта SD. Разработку также отличает низкое энергопотребление и наличие механического переключателя для защиты от перезаписи.

В последнее время очень популярным является изготовление USB флэш-модулей в виде различных аксессуаров (брелоков для ключей, мягких игрушек, наручных часов и др.). Компания I-O Data довольно оригинально подошла к решению этого вопроса и представила флэшку, встроенную в обычную шариковую ручку. Объем памяти для такого девайса может составлять 32 или 128 Мб, при цене $35 и $45, соответственно.

Заключение

Являясь прогрессивной разработкой, флэш-память стремительно расширяет область своего применения благодаря использованию новейших технологий, позволяющих улучшить свойства карт и снизить на них цену. Учитывая этот факт, с определенной долей уверенности можно заявить, что не за горами тот момент, когда другие виды полупроводниковой памяти (DRAM и SRAM) будут полностью заменены на flash.

Виталий КРАСИЛЬНИКОВ,
narthex@tut.by