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闪存的工作原理

来源:
2022-12-28
类别:基础知识
eye 13
文章创建人 拍明芯城

  我们在计算机上存储和传输各种文件 - 数码照片,音乐文件,文字处理文档,PDF和无数其他形式的媒体。但有时您的计算机硬盘驱动器并不完全是您想要信息的位置。无论您是想制作系统外文件的备份副本,还是担心安全性,使用一种称为 闪存 可能是正确的解决方案。

  

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  三星电子的一名员工展示了一个32千兆字节的NAND存储卡和芯片。

  电子存储器有多种形式,可用于各种目的。闪存用于在计算机中轻松快速地存储信息, 数码相机 和家 视频游戏机.它更像是一个 硬盘 比作为 公羊.事实上,闪存被称为 固态 存储设备,意味着没有移动部件 - 一切都是电子的而不是机械的。

  以下是闪存的几个示例:

  计算机的 BIOS 芯片

  CompactFlash(最常见于数码相机)

  智能媒体(最常见于数码相机)

  记忆棒(最常见于数码相机)

  PCMCIA I型和II型存储卡(用作笔记本电脑中的固态磁盘)

  视频游戏机存储卡

  闪存是一种 电丙胺 芯片,代表 电子可擦除可编程只读存储器.它有一个由列和行组成的网格,每个交叉点都有一个晶体管的单元格(见下图)。

  两个晶体管通过薄的氧化层彼此隔开。其中一个晶体管被称为 浮闸,另一个是 控制门.浮动门与行的唯一链接,或 字行,是通过控制门。只要此链接就位,单元格的值就为 1。要将值更改为 0,需要一个奇怪的过程,称为 福勒-诺德海姆隧道.

  在本文中,我们将了解闪存的工作原理,并查看它采用的一些形式以及使用它的设备类型。接下来,我们将更多地讨论隧道。

  闪存:隧道和擦除

  隧道 用于改变电子在浮动中的位置 门.电荷,通常为 10 至 13 伏,施加到浮动门上。电荷来自色谱柱,或 位线,进入浮动门并排到地面。

  这种电荷导致浮栅晶体管像 电子枪.被激发的电子被推过并捕获在薄氧化层的另一侧,使其带负电荷。这些带负电荷的电子充当控制栅极和浮栅之间的屏障。一种称为 细胞传感器 监控通过浮动门的电荷水平。如果通过闸门的流量高于 50% 阈值,则其值为 1。当通过的电荷降至 50% 阈值以下时,该值将更改为 0。空白EEPROM的所有门都完全打开,每个单元的值为1。

  闪存芯片电池中的电子可以通过施加电场(高压电荷)恢复正常(“1”)。闪存用途 在线接线 将电场施加到整个芯片或称为 块.这会擦除芯片的目标区域,然后可以重写该区域。闪存比传统的EEPROM工作得更快,因为不是擦除一个 字节 一次,它会擦除一个块或整个芯片,然后重写它。

  你可能认为你的车 收音机 具有闪存,因为您可以对预设进行编程并且收音机会记住它们。但它实际上是在使用 闪存内存.不同之处在于闪存RAM必须具有一定的功率来维护其内容,而闪存将在没有任何外部电源的情况下维护其数据。即使您已关闭电源,汽车收音机也会拉动少量电流以保留闪存RAM中的数据。这就是为什么如果您的汽车,收音机将失去其预设 电池 模具或 电线 已断开连接。

  可移动闪存卡

  

智能媒体卡


  智能媒体卡使用闪存而不是 硬盘:

  它没有活动部件,所以没有噪音。

  它允许更快的访问。

  它的尺寸更小,更轻。

  那么,我们为什么不只使用闪存呢?因为硬盘的每兆字节成本要便宜得多,而且容量要大得多。

  这 固态软盘卡 (SSFDC),更广为人知的名称是SmartMedia,最初由东芝开发。智能媒体卡的容量范围从 2 MB 到 128 MB。卡片本身很小,长约 45 毫米,宽 37 毫米,厚不到 1 毫米。

  如下图所示,智能媒体卡非常简单。一个 平面电极 通过以下方式连接到闪存芯片 键合线.闪存芯片、平面电极和键合线嵌入在 树脂 使用一种称为 包覆成型的薄型封装 (OMTP)。这使得所有内容都可以集成到单个封装中,而无需焊接。

  


  OMTP 模块被粘在 基础卡 以创建实际卡片。当卡插入设备时,电源和数据由电极传输到闪存芯片。缺口角表示智能媒体卡的电源要求。查看电极朝上的卡,如果凹口在左侧,则卡需要 5 伏。如果凹口在右侧,则需要 3.3 伏。

  SmartMedia 卡以小块(256 或 512 字节为增量)擦除、写入和读取内存。这种方法意味着它们能够实现快速、可靠的性能,同时允许您指定要保留的数据。它们不如其他形式的可移动固态存储坚固耐用,因此在处理和存储它们时应非常小心。由于更新、更小、存储容量更大的卡,如xD-Picture卡和安全数字卡,东芝基本上已经停止生产SmartMedia卡,所以现在很难找到它们。

  紧凑型闪存 存储卡由闪迪于 1994 年开发,它们在两个重要方面与 SmartMedia 存储卡不同:

  它们更厚。

  它们使用控制器芯片。

  CompactFlash由一个带有闪存芯片的小型电路板和一个专用控制器芯片组成,所有这些都封装在一个比SmartMedia卡还厚的坚固外壳中。CF卡宽43毫米,长36毫米,有两种厚度: 类型 I 卡片厚度为 3.3 毫米,并且 第二类 卡片厚度为 5.5 毫米。

  

CF卡


  CF卡

  CF卡支持双电压,可在 3.3 伏或 5 伏下工作。

  卡的厚度增加允许比智能媒体卡更大的存储容量。CF闪存大小范围从8 MB到100GB。板载控制器可以提高性能,特别是在速度较慢的 处理器.与SmartMedia卡相比,外壳和控制器芯片增加了CompactFlash卡的尺寸,重量和复杂性。

  闪存标准

  

三星电子展示了世界上第一个 30 纳米 64 GB 闪存设备。


  三星电子展示了世界上第一个 30 纳米 64 GB 闪存设备。

  金在焕/法新社/盖蒂图片社SmartMedia和CompactFlash以及PCMCIA Type I和Type II存储卡都符合由 个人计算机存储卡国际协会 (PCMCIA)。由于这些标准,在各种设备中使用CompactFlash和SmartMedia产品很容易。您还可以购买适配器,允许您通过标准卡访问这些卡 软盘驱动器, USB端口 或 PCMCIA 卡插槽(在某些卡插槽中可用) 笔记本电脑).例如,索尼原版PlayStation和PlayStation 2的游戏与最新的游戏机PlayStation 3向后兼容,但没有旧系统使用的存储卡插槽。想要在最新系统上导入保存的游戏数据的游戏玩家必须购买适配器。索尼的 记忆棒 在索尼提供的大量产品中可用,现在也出现在其他制造商的产品中。

  尽管标准正在蓬勃发展,但仍有许多闪存产品本质上是完全专有的,例如某些视频游戏系统中的存储卡。但很高兴知道,随着电子元件变得越来越可互换并且能够相互通信(通过诸如 蓝牙)、标准化 可移动内存 将让你的世界近在咫尺。

  2006年9月,三星宣布开发 婴儿车 -- 相变随机存取存储器。这种新型内存结合了RAM的快速处理速度和闪存的非易失性功能,导致一些人将其昵称为“完美RAM”。 PRAM应该比传统闪存快30倍,使用寿命是传统闪存的10倍。三星计划在2010年推出首批商用PRAM芯片,容量为512 MB。 努莫尼克斯].它们可能会用于手机和其他移动设备,甚至可能完全取代闪存。

  常见问题

  闪存和内存一样吗?

  不,闪存与 RAM 不同。RAM是易失性的,仅在电源打开时存储数据,而闪存是非易失性的,即使在电源关闭时也会存储数据。

  闪存是什么意思?

  闪存也称为闪存。闪存是一种可以擦除和重新编程的非易失性存储器。

责任编辑:David

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