ذاكرة وميضية
| أنواع ذاكرة الحاسوب |
| Volatile |
|
| Non-volatile |
|
الذاكرة الوميضية Flash memory، هي ذاكرة حاسوب مستديمة، قابلة للمسح وإعادة البرمجة بشكل رقمي. وهي نوع من أنواع الذاكرة القابلة للمسح وتبرمج في كتل تتألف من مواقع متعددة (في البدايات كانت الشريحة الداخلية تمسح بأكملها في المرة الواحدة) إذا تكلفة الذواكر الوميضية أقل بكثير من الذاكرة القابلة للمسح ولذلك أصبحت التقنية المسيطرة في جميع مكان يحتاج التخزين المتراص للكميات الكبيرة من المعلومات الهامة. كأمثلة على تطبيقاتها تتضمن، مشغلات الصوت الرقمية، كاميرات رقمية وهواتف محول. وهي تستخدم أيضاً في مشغلات يوإس بي الوميضية والتي تستخدم للتخزين العام ونقل المعطيات بين الحواسيب. وقد كسبت أيضا بعض الشعبية في محلات الألعاب حيث تستخدم بدلا عن الذواكر القابلة للمسح ومزودات الطاقة للذواكر ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة وذلك لحفظ معطيات اللعبة.
التاريخ
أساسيات العمل
ترانزستور البوابة الاحتياطية
أثر فولر-نوردهايم النخري
مضخات الشحن الداخلي
ذاكرة NOR
البرمجة
المحووالاسترجاع
إن أكثر الأسباب المسببة لتلف البيانات هوإزالة جهاز الذاكرة الوميضية أثناء كتابة المعلومات إليه وقد تتفاقم الحالة عند استخدام نظام ملفات غير مصمم للتعامل مع الأجهزة القابلة للإزالة أوعند إزالة الجهاز وما تزال هناك معلومات تنتظر من أجل الكتابة. إن استعادة البيانات من أجهزة الذاكرة الوميضيةقد يكون ممكنا في بعض الحالات وهناك نهج وطرق متعددة يمكن حتى تعطي نتائج جيدة في هذا المجال.
ذاكرة NAND
القيود
محوالبلوك
Memory wear
تشويش القراءة
تأثيرات الأشعة السينية
الولوج المتدني
ذاكرات NOR
ذاكرات NAND
التوحيد القياسي
التمييز بين ذاكر NOR وNAND
| الميزة | NAND | NOR |
|---|---|---|
| التطبيق الرئيسي | تخزين الملفات | تطبيق الكود |
| سعة التخزين | مرتفع | منخفض |
| التكلفة للبت | أفضل | |
| الطاقة النشطة | أفضل | |
| الطاقة الإحتياطية | أفضل | |
| سرعة الكتابة | جيدة | |
| سرعة القراءة | جيدة |
ثبات الكتابة
| نوع الذاكرة الوميضية | معدل الثبات (المحولكل بلوك) | أمثلة للذاكرة الوميضية أوأجهزة التخزين |
|---|---|---|
| SLC NAND | 100.000 | Samsung OneNAND KFW4G16Q2M, Toshiba SLC NAND Flash chips |
| MLC NAND | 5.000 إلى 10.000؛ للتطبيقات متوسط السعة 1.000 إلى 3.000 للتطبيقات عالية السعة |
سامسونگ K9G8G08U0M (مثال للتطبيقات متوسطة السعة) |
| TLC NAND | 1,000 | Samsung SSD 840 |
| 3D MLC NAND | 6,000 إلى 40,000 | Samsung SSD 850 PRO, Samsung SSD 845DC PRO |
| 3D TLC NAND | 1,000 إلى 3,000 | Samsung SSD 850 EVO, Samsung SSD 845DC EVO, Crucial MX300 |
| 3D QLC NAND | 100 إلى 1,000 | Samsung SSD 860 QVO SATA, Intel SSD 600p, Samsung SSD 980 QVO NVMe, Micron 5210 ION, Samsung SSD BM991 NVMe |
| SLC (floating-gate) NOR | 100,000 إلى 1,000,000 | Numonyx M58BW (Endurance rating of 100,000 erases per block); Spansion S29CD016J (Endurance rating of 1,000,000 erases per block) |
| MLC (floating-gate) NOR | 100,000 | Numonyx J3 flash |
أنظمة الملفات الوميضية
السعة
شرائح الذاكرة الوميضية المعروفة تتراوح سعتها بين كيلوبايت واحد وحتى عدة گيگابايت. الشرائح المركبة تكون منضدة للحصول على سعات أكبر. إذا سعة الشرائح الوميضية تخضع لقانون مور لأنها يتم إنتاجها بنفس الطريقة المتبعة لصناعة الدارات المتكاملة الأخرى، إلا أنها قد تتعدى قانون مور وذلك بحسب التطورات التكنولوجية. في عام 2005 قامت شركة توشيبا وشركة سان ديسك بتطوير شريحة ذاكرة وميضية تخزن 1 گيگابايت من البيانات باستخدام تقنية الخلايا متعددة المستويات حيث يتم تخزين خانتين من المعطيات في الخلية الواحدة. وفي تشرين الثاني من نفس العام أعربت شركة سامسونغ أنها طورت أول شريحة بسعة 2 غيغابايت في العالم. في مارس عام 2006 أعربت شركة سامسونگ عن القرص الوميضي بسعة أربعة غيغابايت والذي امتلك نفس الحجم الصغير للقرص الصلب الموجود في الأجهزة المحمولة. ومن الذواكر الوميضية التي تم إنتاجها في منتصف 2006 نذكر بطاقات الذواكر، والذواكر الوميضية ذات المسرى التسلسلي العام (يوإس بي)، وقد ندر استخدام السعات 256 ميگابايت والأجهزة ذات السعات الأقل من ذلك حيث أصبحت الذاكرة الوميضية ذات السعة 1 گيگابايت جهاز التخزين المعتاد للأشخاص الذين لا يستخدمون الذواكر الوميضية بشكل كبير في حين حتى الكثير من المستهلكين يستخدمون السعة 2 أوأربعة غيغابايت.
ومن الجدير بالذكر ان مقدار حجم ذاكرة الفلاش قد أصبح الآن يتعدى 250 گيگا بايت.
السرعة
بطاقة الذاكرة الوميضية متوفرة بسرعات متعددة، فبعضها يتمتع بمعدل نقل يقارب الـ MB/S 2 ميگابايت في جميع ثانية، وآخر يصل حتى 12 MB/S ميغابايت في الثانية...الخ، السرعة الدقيقة لهذه البطاقات يعتمد على تعريف الميگابايت الذي يستخدمه السوق. الكثير من هذه البطاقات ذومعدل سهل 100x ،130x ،200x ..الخ. في هذه الكروت الذاكرية يعتبر الـ 1x مساويا لـ 150(كيل بايتثنائي) كيبيبايت في الثانية وهي سرعة نقل المعلومات التي تتمتع بها أجهزة الأقراص الليزرية الأولى والتي كانت معتمدة كمرجع لسرعات كروت الذاكرة الوميضية. عند مقارنة الكرت ذوالسرعة 100x مع الكرت الذي يتمتع بسرعة 12 ميگابايت (MiB) فإننا نقوم بالحساب التالي:
150KiB x 100 == 15000 KiB في الثانية == 14.65 MiB في الثانية.
هذا يعني حتى كرت الذاكرة ذوالسرعة 100x أسرع من الكرت ذوالسرعة 12 MiB في الثانية.
التطبيقات
الفلاش المتسلسل
الذاكرة الوميضية كبديل للأقراص الصلبة
الذاكرة الوميضية للرام
التخزين أرشيفي أوطويل الأمد
ليس واضح كم من الفترة الزمنية ستظل ثابتة تحت الظروف الأرشيفية بمعنى درجة الحرارة والرطوبة مع الوصول الغير منتظم بكتابة عادية أوبكتابة وقائية .
ضبط FPGA
الصناعة
قابلية التوسع الوميضية
| ITRS أوالشركة | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ITRS Flash Roadmap 2011 | 32 nm | 22 nm | 20 nm | 18 nm | 16 nm | ||||
| Updated ITRS Flash Roadmap | 17 nm | 15 nm | 14 nm | ||||||
| Samsung Samsung 3D NAND |
35–32 nm | 27 nm | 21 nm (MLC, TLC) | 19 nm | 19–16 nm V-NAND (24L) |
16 nm V-NAND (32L) |
16 nm | 12 nm | 12 nm |
| Micron, Intel | 34–25 nm | 25 nm | 20 nm (MLC + HKMG) | 20 nm (TLC) | 16 nm | 16 nm 3D NAND |
16 nm 3D NAND |
12 nm 3D NAND |
12 nm 3D NAND |
| Toshiba, Sandisk | 43–32 nm | 24 nm | 19 nm (MLC, TLC) | 15 nm | 15 nm 3D NAND |
15 nm 3D NAND |
12 nm 3D NAND | 12 nm 3D NAND | |
| SK Hynix | 46–35 nm | 26 nm | 20 nm (MLC) | 16 nm | 16 nm | 16 nm | 12 nm | 12 nm |
مصنعوالذاكرة الوميضية
- سامسونگ
- ميكرون تكنولوجيا
- SK Hynix
- توشيبا
- يانگتسى للتكنولجيا الذاكرة
مصنعون سابقون:
- أوكي
- Numonyx
- Spansion
انظر أيضاً
- قائمة أنظمة الملفات الوميضية
- microSDXC (حتى 2 ت.ب.)
- USB flash drive security
- Open NAND Flash Interface Working Group
- Write amplification
- NAND gate
- NOR gate
المصادر
- ^ https://business.toshiba-memory.com/en-emea/product/memory/slc-nand/slc.html
- ^ https://www.toshiba.com/tma/technologymoves/slc-nand.jsp
- ^ https://business.toshiba-memory.com/en-emea/product/memory/slc-nand/serial.html
- ^ https://business.toshiba-memory.com/en-emea/product/memory/slc-nand/benand.html
- ^ https://business.toshiba-memory.com/en-emea/product/memory/slc-nand/slc.html
- ^ https://business.toshiba-memory.com/en-emea/product/memory/slc-nand.html
- ^ Vättö, Kristian. "Testing Samsung 850 Pro Endurance & Measuring V-NAND Die Size". AnandTech. Archived from the original on 26 June 2017. Retrieved 11 June 2017.
- ^ Vättö, Kristian. "Samsung SSD 845DC EVO/PRO Performance Preview & Exploring IOPS Consistency". AnandTech. p. 3. Archived from the original on 22 October 2016. Retrieved 11 June 2017.
- ^ Vättö, Kristian. "Samsung SSD 850 EVO (120GB, 250GB, 500GB & 1TB) Review". AnandTech. p. 4. Archived from the original on 31 May 2017. Retrieved 11 June 2017.
- ^ Vättö, Kristian. "Samsung SSD 845DC EVO/PRO Performance Preview & Exploring IOPS Consistency". AnandTech. p. 2. Archived from the original on 22 October 2016. Retrieved 11 June 2017.
- ^ Ramseyer, Chris (2017-06-09). "Flash Industry Trends Could Lead Users Back to Spinning Disks". AnandTech. Retrieved 11 June 2017.
- ^ https://www.architecting.it/blog/qlc-nand/
- ^ https://www.micron.com/about/blog/2018/november/meet-the-worlds-first-qlc-ssd-the-micron-5210-ion
- ^ https://www.micron.com/products/advanced-solutions/qlc-nand
- ^ https://www.anandtech.com/show/13078/the-intel-ssd-660p-ssd-review-qlc-nand-arrives
- ^ http://www.storagesearch.com/ssdmyths-endurance.html
- ^ https://www.tomshardware.com/news/samsung-qlc-z-nand-ssd-flash,37945.html
- ^ https://www.pcgamesn.com/samsung-860-qvo-review-benchmarks-qlc-ssd
- ^ https://news.samsung.com/global/samsung-electronics-starts-mass-production-of-industrys-first-4-bit-consumer-ssd
- ^ Empty citation (help)
- ^ "Technology Roadmap for NAND Flash Memory". techinsights. April 2013. Archived from the original onتسعة January 2015. Retrieved 9 January 2015.
- ^ "Technology Roadmap for NAND Flash Memory". techinsights. April 2014. Archived from the original onتسعة January 2015. Retrieved 9 January 2015.
- ^ "NAND Flash Memory Roadmap" (PDF). TechInsights. June 2016.
وصلات خارجية
- Semiconductor Characterization System has diverse functions
- NAND Flash Applications Design Guide by Toshiba, April 2003 v. 1.0
- Understanding and selecting higher performance NAND architectures
- How flash storage works presentation by David Woodhouse from Intel
- Flash endurance testing
- http://www.spansion.com/Support/Application%20Notes/EnduranceRetention_AN.pdf
- http://www.cse.scu.edu/~tschwarz/coen180/LN/flash.html
- NAND Flash Data Recovery Cookbook
- Type of Flash Memory by OpenWrt
