Від ROM до Flash
Флеш-пам'ять історично походить від напівпровідникового ROM, проте ROM-пам'яттю не є, а всього лише має схожу на ROM організацію. Безліч джерел (як вітчизняних, так і зарубіжних) часто помилково відносять флеш-пам'ять до ROM. Флеш ніяк не може бути ROM хоча б тому, що ROM (Read Only Memory) перекладається як "пам'ять тільки для читання". Ні про яку можливість перезапису в ROM мови бути не може!
Невелика, по початку, неточність не звертала на себе уваги, однак з розвитком технологій, коли флеш-пам'ять стала витримувати до 1 мільйона циклів перезапису, і стала використовуватися як накопичувач загального призначення, цей недолік в класифікації почав кидатися в очі.
Серед напівпровідникової пам'яті лише два типи відносяться до "чистого" ROM - це Mask-ROM і PROM. На відміну від них EPROM, EEPROM і Flash відносяться до класу незалежній перезаписуваної пам'яті (англійський еквівалент - nonvolatile read-write memory або NVRWM).
Примітка: все, правда, встає на свої місця, якщо, як стверджують зараз деякі фахівці, не брати до уваги RAM і ROM акронимам. Тоді RAM буде еквівалентом "енергозалежною пам'яті", а ROM - "незалежній пам'яті".
переваги:
1. Низька вартість готової запрограмованої мікросхеми (при великих обсягах виробництва).
2. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.
3. Висока надійність готової мікросхеми і стійкість до електромагнітних полів.
1. Неможливість записувати і модифікувати дані після виготовлення.
2. Складний виробничий цикл.
переваги:
1. Висока надійність готової мікросхеми і стійкість до електромагнітних полів.
2. Можливість програмувати готову мікросхему, що зручно для штучного і дрібносерійного виробництва.
3. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.
недоліки:
1. Неможливість перезапису
2. Великий відсоток браку
3. Необхідність спеціальної тривалої термічної тренування, без якої надійність зберігання даних була невисокою
- EPROM
Різні джерела по-різному розшифровують абревіатуру EPROM - як Erasable Programmable ROM або як Electrically Programmable ROM (прані програмовані ПЗП або електрично програмовані ПЗП). У EPROM перед записом необхідно зробити стирання (відповідно з'явилася можливість перезаписувати вміст пам'яті). Стирання осередків EPROM виконується відразу для всієї мікросхеми за допомогою опромінення чіпа ультрафіолетовими або рентгенівськими променями протягом декількох хвилин. Мікросхеми, стирання яких проводиться шляхом засвічування ультрафіолетом, були розроблені Intel в 1971 році, і носять назву UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) - ультрафіолет). Вони містять віконця з кварцового скла, які після закінчення процесу стирання заклеюють.
EPROM від Intel була заснована на МОП-транзисторах з лавинної інжекцією заряду (FAMOS - Floating Gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor, російський еквівалент - ЛІЗМОП). У першому наближенні такий транзистор являє собою конденсатор з дуже малою витоком заряду. Пізніше, в 1973 році, компанія Toshiba розробила комірки на основі SAMOS (Stacked gate Avalanche injection MOS, за іншою версією - Silicon and Aluminum MOS) для EPROM пам'яті, а в 1977 році Intel розробила свій варіант SAMOS.
У EPROM стирання призводить все біти стирається області в один стан (зазвичай в усі одиниці, рідше - в усі нулі). Запис на EPROM, як і в PROM, також здійснюється на программаторах (проте відрізняються від программаторов для PROM). В даний час EPROM практично повністю витіснена з ринку EEPROM і Flash.
Гідність: Можливість перезаписувати вміст мікросхеминедоліки:
1. Невелика кількість циклів перезапису.
2. Неможливість модифікації частини збережених даних.
3. Висока ймовірність "недотереть" (що в кінцевому підсумку призведе до збоїв) або перетримати мікросхему під УФ-світлом (т.зв. overerase - ефект надлишкового видалення, "пережигание"), що може зменшити термін служби мікросхеми і навіть привести до її повної непридатності.
Головною відмінною рисою EEPROM (в т.ч. Flash) від раніше розглянутих нами типів незалежної пам'яті є можливість перепрограмування при підключенні до стандартної системної шини мікропроцесорного пристрою. У EEPROM з'явилася можливість виробляти стирання окремої комірки за допомогою електричного струму. Для EEPROM стирання кожної комірки виконується автоматично при записі в неї нової інформації, тобто можна змінити дані в будь-якому осередку, не зачіпаючи інші. Процедура стирання зазвичай істотно довший процедури запису.
Переваги EEPROM в порівнянні з EPROM:
1. Збільшений ресурс роботи.
2. Простіше в зверненні.
Винахід флеш-пам'яті часто незаслужено приписують Intel, називаючи при цьому 1988 рік. Насправді пам'ять вперше була розроблена компанією Toshiba в 1984 році, і вже на наступний рік було розпочато виробництво 256Кбит мікросхем flash-пам'яті в промислових масштабах. У 1988 році Intel розробила власний варіант флеш-пам'яті.
У флеш-пам'яті використовується дещо відмінний від EEPROM тип комірки-транзистора. Технологічно флеш-пам'ять споріднена як EPROM, так і EEPROM. Основна відмінність флеш-пам'яті від EEPROM полягає в тому, що стирання вмісту осередків виконується або для всієї мікросхеми, або для певного блоку (кластера, кадру або сторінки). Звичайний розмір такого блоку складає 256 або 512 байт, проте в деяких видах флеш-пам'яті обсяг блоку може досягати 256КБ. Слід зауважити, що існують мікросхеми, що дозволяють працювати з блоками різних розмірів (для оптимізації швидкодії). Прати можна як блок, так і вміст всієї мікросхеми відразу. Таким чином, в загальному випадку, для того, щоб змінити один байт, спочатку в буфер зчитується весь блок, де міститься підлягає зміні байт, стирається вміст блоку, змінюється значення байта в буфері, після чого проводиться запис зміненого в буфері блоку. Така схема істотно знижує швидкість запису невеликих обсягів даних в довільні області пам'яті, проте значно збільшує швидкодію при послідовної запису даних великими порціями.
Переваги флеш-пам'яті в порівнянні з EEPROM:
1. Більш висока швидкість запису при послідовному доступі за рахунок того, що стирання інформації у флеш проводиться блоками.
2. Собівартість виробництва флеш-пам'яті нижче за рахунок більш простий організації.
Недолік: Повільна запис в довільні ділянки пам'яті.
"Що в імені тобі моєму?"
Якщо ми подивимося в англо-російський словник, то серед інших побачимо такі переклади слова flash: короткий кадр (фільму), спалах, промайнути, миготіння, мелькання, отжиг (скла).
Флеш-пам'ять отримала свою назву завдяки тому, як проводиться записування та стирання даного виду пам'яті.
- Назва була дана компанією Toshiba під час розробки перших мікросхем флеш-пам'яті (на початку 1980-х) як характеристика швидкості стирання мікросхеми флеш-пам'яті "in a flash" - в одну мить.
Два інших (менш правдоподібних) пояснення:
- Процес запису на флеш-пам'ять по-англійськи називається flashing (засвічування, пропалювання) - таку назву залишилося в спадок від попередників флеш-пам'яті.
- На відміну від EEPROM, запис / стирання даних у флеш-пам'яті проводиться блоками-кадрами (flash - короткий кадр [фільму])
Зустрічаються у вітчизняній літературі спроби пояснити походження назви флеш-пам'яті як характеристику високого швидкодії даного типу пам'яті (переводячи слово flash як спалахнути, промайнути, короткий проміжок часу) слід визнати неспроможними, хоча і не позбавленими здорового глузду. Дійсно, застосування блокової схеми стирання дозволяє в більшості випадків домогтися збільшення швидкості запису.
Родоначальницею всіх приладобудівних спеціальностей з'явилася кафедра «Прилади точної механіки», яка була відкрита в 1961 р на машинобудівному факультеті.
У 1976 р був організований оптико-механічний факультет.