آشنایی با فلش مموری و انواع آن

آشنایی با فلش مموری و انواع آن

فلش مموری نوعی حافظه غیرفرار است که حتی در صورت قطع برق هم امنیت داده‌ها در آن حفظ خواهد شد. فلش مموری نوعی حافظه EEPROM (حافظه فقط خواندنیِ قابل برنامه نویسی با امکان پاکسازی توسط الکتریسیته) است. بیشتر تراشه‌های فلش مموری نیاز به پاکسازی بلاکی دارند اما امکان حذف یا بازنویسی داده‌ها روی EEPROM به صورت بایت به بایت وجود دارد. به دلیل قابلیت حفظ داده‌ها در صورت قطع برق، می‌توان از این حافظه جهت حفظ اطلاعات زمینه ای استفاده کرد. فلش مموری با حافظه رم که داده‌ها در آن بر حسب بایت بازنویسی می‌شوند، تفاوت دارد و نمی‌تواند جایگزین آن شود. فلش کارت حافظه ای است که از تکنولوژی فلش مموری برای ذخیره اطلاعات الکترونیک استفاده می‌کند و از آن در محصولات دیجیتال کوچک (مثل دوربین دیجیتال، PDA، MP3 و غیره) به عنوان رسانه ذخیره اطلاعات استفاده می‌شود. در این مطلب به آشنایی با فلش مموری و انواع آن خواهیم پرداخت.

انواع فلش کارت
فلش مموری‌ها با توجه به نوع کاربرد و سازنده آن‌ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از: SM card، CF Card، MMC Card، SD Card، Memory Stick، XD Picture Card و micro drive. هر چند این کارت‌ها از نظر ظاهر و مشخصات متفاوت هستند اما اصول فنی آنها یکسان است.
کارت SD هم نوعی فلش کارت است و در این مطلب نحوه بازیابی اطلاعات از کارت SD تشریح شده است.

مشخصات فنی

تفاوت زیادی بین فلش مموری NAND و NOR وجود دارد. فلش مموری NOR بیشتر شبیه فلش مموری است که کابل دیتا و سیم‌های آدرس (خط آدرس) مجزا دارد. این نوع فلش مموری گران قیمت بوده و ظرفیت کمتری دارد. اما مدل NAND بسیاری از ویژگی‌های یک هارد دیسک را دارد. کابل دیتا و سیم آدرس این حافظه به صورت یک خط I/O ترکیب شده‌اند. بعلاوه این حافظه از نظر ظرفیت و قیمت نسبت به مدل قبلی برتری دارد.
فلش مموری NOR برای مواقعی که نیاز به خواندن تصادفی و نوشتن مکرر وجود دارد (مثل محیط عملیاتی گوشی‌های موبایل) مناسب است و بیشتر برای ذخیره کدهای برنامه ای که مستقیماً روی فلش مموری اجرا می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد. اغلب اوقات برای ذخیره داده‌ها در مموری کارت‌های دیجیتال مثل فلش درایو از فلش مموری NAND استفاده می‌شود.

بعلاوه، سرعت فلش مموری محدود است و سرعت اجرای عملیات و فرکانس‌های تکرار آن بسیار کندتر از حافظه داخلی است. سرعت پایین اجرای عملیات در فلش مموری NAND به میزان زیادی به طراحی اینترفیس و معماری آن ارتباط دارد. عملیات و قابلیت‌های آن بسیار شبیه به هارد دیسک است که در آن سرعت اجرای عملیات روی بلاک‌های کوچک کم است و سرعت اجرا روی بلاک‌های بزرگ بیشتر است.
خصوصیات فلش مموری عبارتند از: سرعت دسترسی بالا، عدم وجود نویز و کم بودن اتلاف گرما. کاربرانی که به دنبال دیسک‌هایی با ظرفیت پایین هستند می‌توانند فلش مموری خریداری کنند. در عوض اگر نیاز به ظرفیت بالایی دارید، هارد دیسک خریداری کنید که قیمت آن به ازای هر گیگابایت بسیار کمتر است.
در صورت پاک شدن فایل‌های ارزشمندی مثل تصاویر از روی فلش مموری باید بلافاصله اقدامات لازم برای بازیابی این فایل‌ها از روی کارت حافظه را انجام دهید.

اطلاعات تکمیلی

1. فلش مموری NAND
سلول اصلی تشکیل دهنده حافظه داخلی و فلش مموری NOR، بیت است و کاربران می‌توانند به هر بیت دسترسی تصادفی داشته باشند. اما واحد سلول‌های فلش مموری NAND، صفحه است. ظرفیت هر صفحه از این حافظه ضریبی از 512 (بایت) است. ظرفیت موثر، به نواحی مربوط به ذخیره دیتا بعلاوه‌ی 16 بایت اطلاعات parity گفته می‌شود.
اغلب مواقع عملیات پاکسازی در فلش مموری NAND بر حسب واحد سکتور انجام می‌شود. نوشتن داده‌ها در فلش مموری باید روی فضاهای خالی انجام شود. اگر دیتایی روی ناحیه هدف قرار داشته باشد، قبل از شروع عملیات نوشتن باید این دیتا پاکسازی شود. در نتیجه عملیات پاکسازی عملیات پایه‌ی فلش مموری است.
فلش مموری NAND در هنگام آدرس دهی برای انتقال بسته‌ی اطلاعاتی مربوط به آدرس از 8 مسیر کابل دیتای اینترفیس I/O استفاده می‌کند و هر بسته قادر به انتقال 8 بیت اطلاعات آدرس است.
اطلاعات آدرس NAND باید شامل آدرس (آدرس اولیه عملیات)، آدرس بلاک و آدرس صفحه مربوطه باشد. این اطلاعات در هنگام انتقال باید گروه بندی شوند که حداقل به سه زمان نیاز دارد و سه چرخه را اشغال می‌کند.
با افزایش ظرفیت، اطلاعات آدرس بیشتر می‌شوند و انتقال آنها نیز بیشتر زمان می‌برند. بنابراین هر چه ظرفیت فلش مموری NAND بیشتر باشد، برای آدرس دهی به زمان بیشتری نیاز خواهد بود. بعلاوه از آنجایی که دوره تحویل آدرس طولانی تر از سایر رسانه‌های ذخیره اطلاعات است، فلش مموری NAND برای پذیرش درخواست خواندن و نوشتن در ظرفیت‌های کم مناسب نیست.

2. فلش مموری PCIe
فلش مموری PCIe در مقایسه با درایو USB ظرفیت بیشتر و سرعت بالاتری دارد. در این حافظه از تراشه‌هایی استفاده شده که خاصیت کارایی بالا و کم بودن اتلاف انرژی را دارند. این حافظه مستقیماً وارد سرور می‌شود و به این ترتیب زمان سپری شده برای دریافت اطلاعات به شدت کمتر می‌شود.

مقایسه با هارد دیسک
از نظر رسانه ذخیره اطلاعات (بخصوص از جنبه‌های سرعت انتقال و قابلیت اطمینان) فلش مموری از هارد درایو بهتر است.

مزایای فلش مموری
1. ابعاد کوچک (البته نه در سطوح ادغام (integration level) کم).
2. مقاوم در برابر لرزه و ضربه
3. فلش مموری می‌تواند سرعت خواندن را افزایش دهد و سرعت هارد درایو به سرعت چرخش آن بستگی دارد.
4. ذخیره داده‌ها در حالت امن، به دلایل زیر:
• به دلیل ساختار مکانیکی خاص فلش مموری، جابجایی آن بر سرعت خواندن و نوشتن تاثیرگذار نیست.
• عمر مفید هارد دیسک بستگی به فرکانس تکرار عملیات خواندن و نوشتن دارد در حالیکه معمولاً فلش مموری تحت تاثیر این عوامل قرار ندارد.
• فلش مموری برای نوشتن داده‌ها از ولتاژ برق استفاده می‌کند به صورتی که داده‌ها پاک نشوند و بتوان برای مدتی طولانی آن‌ها را حفظ کرد.
• وزن فلش مموری کمتر است.

معایب فلش مموری
1. مواد لازم برای تولید فلش مموری گران تر است در نتیجه قیمت آن بیشتر است.
2. سرعت خواندن و نوشتن تقریباً پایین است.

منبع : Minitool