Денис Николаевич Колисниченко , В Д Королев , Д П Горячев , Р Г Прокди - Компьютер на флешке. Работающие Windows, Linux, Офис и 150 самых полезных программ у вас в кармане

loading="lazy" src="/icl/i/49/164949/img_3.png" alt="Книгаго: Компьютер на флешке. Работающие Windows, Linux, Офис и 150 самых полезных программ у вас в кармане. Иллюстрация № 2" title="Книгаго, чтение книги «Компьютер на флешке. Работающие Windows, Linux, Офис и 150 самых полезных программ у вас в кармане» [Картинка № 2]"> Рис. 1.2. По форме флешки бывают самые разные

В чипах памяти на основе логики NOR (Not OR, отрицание «или») каждая ячейка (полевой транзистор) подключена к трем независимым каналам: линии бит, линии слов и источнику заряда. Для выборки нужно подать напряжение на линию слов, подключенную к затвору. Если при этом заряд, «захороненный» в плавающем затворе, достаточно высок, создается препятствие движению электронов между истоком и стоком. Соответственно, разность потенциалов между ними остается значительной. При логической трактовке эта ситуация признается равной нулю, противоположная — равной единице.

Микроэлектроника на основе NOR имеет большой размер ячеек, обеспечивает высокие скорости перезаписи и короткое время доступа. Каждая микросхема этого типа может хранить от 64 Кбит до 8 Мбит данных. Основная проблема состоит в том, что ее сложно наращивать для достижения более высокой емкости, так как нельзя уменьшить размеры каждого из транзисторов — виной тому сам способ организации матрицы ячеек: к каждой из них нужно подвести отдельный изолированный контактный электрод.

Микросхемы NAND (Not AND, отрицание «и») обладают более высокой надежностью и емкостью, малыми размерами блоков и ячеек. Полевые транзисторы подключаются к линиям бит последовательно, группами.

Если они включены (открыты), то соответствующие проводники заземляются; разность потенциалов между ними и линиями слов исчезает. Правда, поскольку падение напряжения происходит сразу на многих транзисторах, считывание информации затрудняется. Но вследствие того, что обращение происходит одновременно к целой группе ячеек, увеличивается скорость чтения.

Рис. 1.3. Стандартная форма флешек

На практике организация NAND-памяти подразумевает, что к ее ячейкам можно адресоваться лишь последовательно. Для компенсации временных задержек, вызванных «групповым» характером операции, используется внутренний кэш адекватной емкости. При записи в транзисторах архитектуры NAND используется туннельная инжекция электронов, а при стирании — их туннельное высвобождение. Это позволяет уменьшить энергопотребление. Емкость микросхем составляет от 500 Кбит до 8 Мбит.

В микросхемах флеш-памяти обоих типов логические элементы объединяются в блоки (по 128 Кбит в NOR и 8 Кбит в NAND). В NAND-чипах ячейки предварительно группируются в «страницы» размером по 256 или 512 байт. В каждой из них по 16 байт отводится под служебную область, где хранятся метаданные и коды коррекции ошибок.

В новой флеш-памяти NOR StrataFlash, разработанной Intel, используются многоуровневые ячейки (MLC, Multi-Level Cell), каждая из которых может хранить по 2 или 4 бит. Для этого заряд условно делится на несколько логически значимых уровней, каждому из которых соответствует определенная комбинация значений булевой логики («истина»/«ложь», т.е. 1/0). Теоретически можно прочитать и записать до 6–8 бит, но на практике при столь большом числе уровней возникают проблемы с паразитными шумами и утечкой заряда при длительном хранении.

Одновременно с Intel компания AMD, известная на заре своего развития именно как производитель флеш-памяти, разработала новую технологию MicroBit для реализации в чипах архитектуры NAND, благодаря которой емкость ячеек можно увеличить вдвое. Решение, по сути дела, простое: плавающий затвор ячейки (полевого транзистора), хранящей заряд, физически делится на два независимых друг от друга элемента конструкции. Таким образом, вместо одной ячейки хранения память имеет дело сразу с двумя.

Особенности использования флешек

По сравнению с обычным жестким диском флешки имеют несколько принципиальных отличий. Для начала стоит отметить, что запись на флешку возможна только на предварительно стертые (зачищенные) ячейки. В случае же с жестким диском вполне обычна перезапись данных, когда одни данные записываются поверх --">