闪存。 SSD。 该类型的闪存。 存储卡

闪存是计算机的一种长期存储器，其中内容可以通过电气方式重新编程或删除。 与电可擦除可编程只读存储器相比，其上的操作可以在不同地方的块中执行。 闪存的成本远低于EEPROM，因此成为主流技术。 特别是在需要持续和长期数据存储的情况下。 允许在各种情况下使用它：数字音频播放器，照相和摄像机，手机和智能手机，存储卡上有特殊的Android应用程序。 此外，它还用于传统上用于存储信息并在计算机之间传输的USB闪存驱动器。 它已经在游戏玩家世界中获得了一些普及，在这个世界里，它经常被用来存储游戏进度的数据。

一般说明

闪存是一种可以在不使用电源的情况下长时间存储其电路板上的信息的类型。 另外，与硬盘驱动器相比，您可以注意到最高的数据访问速度，以及更好的抗动态电击。 正是由于这些特点，使用电池和电池的设备变得非常受欢迎。 另一个不可否认的优点是，当闪存被压缩成固体卡时，几乎不可能通过一些标准的物理方法来破坏闪存，因此它可以承受沸水和高压。

低级数据访问

访问存储在闪存中的数据的方式与传统视图中使用的方式截然不同。 通过驱动程序提供低级访问。 正常RAM立即响应用于读取信息和其记录的呼叫，返回这些操作的结果，并且闪存设备使得需要时间思考。

设备和操作原理

目前，闪存是分布式的，它是在具有“浮动”快门的单晶体管元件上创建的。 由此，与需要一对晶体管和电容器元件的动态RAM相比，可以提供更大的数据存储密度。 目前，市场上大量的各种技术用于构建这种由领先制造商开发的这类媒体的基础元素。 它们的层数，记录和擦除信息的方法不同，以及结构的组织，通常在标题中指出。

目前有几种类型的芯片是最常见的：NOR和NAND。 在这两者中，存储器晶体管的连接分别并行并顺序地对位线进行。 在第一种类型中，单元大小相当大，并且存在快速随机访问的可能性，其允许直接从存储器执行程序。 第二个特征在于更小的单元大小以及更快的顺序访问，如果您需要构建将存储大规模信息的块类型设备，这将更加方便。

在大多数便携式设备中，固态驱动器使用NOR存储器类型。 然而，现在越来越受欢迎的是具有USB接口的设备。 他们使用NAND型存储器。 渐渐地，它取代了第一个。

主要问题 - 脆弱

USB闪存驱动器的第一个样品没有让用户高速运行。 但是，现在，写入和读取信息的速度处于可以查看全长影片或在计算机上运行操作系统的级别。 许多制造商已经展示了用闪存替代硬盘驱动器的机器。 但这种技术具有非常显着的缺点，这成为现有磁盘替代现有介质的障碍。 由于闪存设备的特点，它允许您擦除和记录有限数量的周期信息，即使对于小型和便携式设备也是可以实现的，更不用说在计算机上进行多久。 如果您使用这种类型的媒体作为个人电脑上的固态驱动器，那么危急的情况将很快到来。

这是由于这样的事实，即这样的驱动是建立在 场效应晶体管 的性质上以保持“浮动”栅极中的 电荷 ，在二进制微积分系统中，晶体管中不存在或存在于逻辑单元或零。 在NAND存储器中记录和擦除数据是通过Fowler-Nordheim方法通过电介质的隧道电子来进行的。 这不需要 高电压， 这允许您制造最小尺寸的电池。 但是，由于这种情况下的电流导致电子穿过栅极，克服了介质阻挡层，所以这个过程导致了电池的物理劣化。 然而，这种记忆体的保质期是十年。 芯片的折旧不是由于读取信息，而是由于其擦除和记录的操作，因为读取不需要电池结构的改变，而只需要传递电流。

自然而然，内存制造商正在积极致力于增加这种固态驱动器的使用寿命：它们致力于确保阵列单元格中写入/擦除过程的一致性，从而有些不会比其他驱动器更容易磨损。 对于均匀的负载分布，主要使用软件路径。 例如，为了消除这种现象，应用“均衡磨损”技术。 在这种情况下，由于在不同的物理地址进行记录，所以经常发生变化的数据移动到闪速存储器的地址空间。 每个控制器都配备了自己的对齐算法，所以很难比较某些模型的有效性，因为实现的细节没有被公开。 由于每年闪存驱动器的数量越来越多，所以有必要应用越来越多的高效算法来确保设备的稳定性。

疑难解答

打击这种现象的最有效方法之一是保留一定量的内存，通过特殊的逻辑重定向算法确保负载均匀性和纠错，以代替在使用闪存驱动器进行密集工作时发生的物理块。 并且为了防止信息丢失，不正常的单元被备份单元阻塞或替换。 块的这种软件分配使得可以确保负载的均匀性，将循环次数增加3-5次，但是这还不够。

存储卡 和其他类型的这种驱动器的特征在于具有文件系统的表被存储在其服务区域中。 它可以防止在逻辑级别读取信息的中断，例如，关闭不正确或突然断电。 而且当使用可移动设备时，系统不提供缓存，所以频繁的覆盖对文件分配表和目录的内容造成最大的灾难性影响。 甚至在这种情况下，存储卡的特殊程序也无法帮助。 例如，在单次呼叫期间，用户复制了一千个文件。 而且，似乎只有一次用于记录被放置在其中的块。 但服务区域对应于任何文件的每个更新，也就是分配表经过这个过程一千次。 因此，首先，这些数据占用的块将失败。 “平铺磨损”的技术也适用于这些块，但其有效性非常有限。 然后使用什么样的计算机并不重要，即使创建者提供闪存驱动器也会失败。

应该注意的是，这种器件的微电路的容量的增加仅导致记录周期的总数已经减少，因为电池变得越来越小，因此需要越来越少的电压来耗散隔离“浮动栅极”的氧化物屏障。 而在这种情况下，随着所使用设备的容量的增加，其可靠性的问题越来越严重，存储卡类现在依赖于许多因素。 这种解决方案的可靠性取决于其技术特点，以及目前市场上的情况。 由于竞争激烈，制造商被迫以任何方式降低生产成本。 包括通过简化设计，使用来自便宜套件的组件，削弱对制造的控制和其他方法。 例如，三星存储卡的成本将超过不太知名的类比，但其可靠性导致的问题少得多。 但即使在这里，很难说完全没有问题，很难从完全不知名的生产者的设备中预想到更多的东西。

发展前景

具有明显的优点，存在SD存储卡的特征的许多缺点，防止其应用领域的进一步扩展。 这就是为什么在这一领域不断寻求替代解决方案的原因。 当然，首先他们尝试改进现有的闪存类型，这不会导致现有生产过程的任何根本变化。 因此，没有必要怀疑一件事情：从事制造这类驱动器的公司将会尝试充分发挥潜力，然后再转向另一种类型，继续改进传统技术。 例如，索尼的存储卡目前可用量很大，所以假设它将继续被积极销售。

然而，到目前为止，工业实施的门槛是数据替代存储的一系列技术，其中一些可以在有利的市场情况下立即实施。

铁电RAM（FRAM）

提出了信息存储技术的铁电原理（铁电RAM，FRAM），目的是增加非易失性存储器的潜力。 被认为可用技术的运行机制包括在读出期间重写数据，并对基本部件进行所有修改，从而对器件的高速潜力有一定的限制。 而FRAM是以简单，高可靠性和运行速度为特征的存储器。 这些属性现在是DRAM存在的非易失性RAM的典型代表。 但也会增加长期数据存储的可能性，其特征在于 SD存储卡。 这种技术的优点之一是抵抗各种类型的穿透辐射，这可能被证明在用于在放射性增加或空间探索的条件下工作的特殊装置中是需要的。 由于铁电效应的应用，在这里实现了信息存储的机制。 这意味着该材料能够在没有外部电场的情况下保持极化。 通过将形成电容器的一对平面金属电极之间的晶体形式的铁电材料的超精细薄膜放置，形成每个FRAM存储单元。 在这种情况下的数据存储在晶体结构内。 这样可以防止电荷泄漏的影响，导致信息丢失。 即使电源断开，FRAM存储器中的数据也会保留。

磁性RAM（MRAM）

另一种类型的内存，被认为是非常有希望的今天是MRAM。 其特点是相当高的速度指标和非波动性。 在这种情况下，元件是在硅衬底上放置的薄磁膜。 MRAM是静态内存。 它不需要定期重写，并且在电源关闭时信息不会丢失。 目前，大多数专家认为，这种类型的内存可以被称为下一代技术，因为现有的原型显示出相当高的速度指标。 该解决方案的另一个优点是芯片成本低。 闪存根据专门的CMOS工艺制造。 而MRAM芯片可以在标准工艺中制造。 并且这些材料可以用于常规磁性介质中使用的材料。 生产大量这样的芯片比所有其他芯片便宜得多。 MRAM内存的一个重要特性就是能够立即打开。 这对于移动设备尤为有用。 毕竟，在这种类型中，电池的值由磁性电荷决定，而不是像传统闪存那样通过电荷来确定。

Ovonic统一记忆体（OUM）

许多公司正在积极工作的另一种类型的存储器是基于非晶半导体的固态驱动器。 它是基于相变技术，它类似于传统光盘上记录的原理。 这里，电场中的物质的相态不同于晶体。 即使在没有紧张的情况下，这种变化也是如此。 从传统的 光盘 这种装置的不同之处在于，由于电流的作用而不是激光而发生加热。 在这种情况下的读取是由于驱动器的传感器感知到的各种状态的物质的反射率的差异而进行的。 理论上，这种解决方案具有高密度的数据存储和最大的可靠性，以及提高速度。 这里高是指使用计算机进行重写的最大循环次数的指标，在这种情况下，闪存驱动器滞后于数个数量级。

硫族化物RAM（CRAM）和相变存储器（PRAM）

该技术还基于相变，当在一个相中，载体中使用的物质用作非导电非晶态材料时，第二相用作结晶导体。 存储单元从一个状态到另一个状态的转换是通过电场和加热完成的。 这种芯片的特征在于抗电离辐射。

信息多层印刷CArd（Info-MICA）

基于该技术构建的器件的工作是基于薄膜全息原理进行的。 信息写成如下：首先生成使用CGH技术传输到全息图的二维图像。 通过将激光束固定在用作光波导的记录层之一的边缘来读出数据。 光沿着平行于层的平面的轴传播，在对应于先前记录的信息的输出处形成图像。 由于逆编码算法，可以随时获得初始数据。

这是由于，可确保高数据密度，低功耗和载体的成本低，环境安全和防止未经授权的使用的事实的类型有利地与半导体存储器。 但是重写的信息，例如存储卡不允许，因此，可仅作为长期储存，更换纸介质或用于多媒体内容分发的替代光盘。