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¿Qué es la tecnología de memoria flash?

¿Qué es la tecnología de memoria flash?


La tecnología de memoria flash se utiliza para muchas formas de almacenamiento de datos electrónicos. Su comodidad de uso ha hecho que en los últimos años su uso se haya incrementado significativamente y esté disponible en muchos formatos.

La memoria flash es una forma no volátil de almacenamiento de datos electrónicos y, como resultado, se utiliza en muchas áreas donde se necesita el almacenamiento de datos a corto y mediano plazo.

La tecnología de memoria flash es visible de muchas formas: desde las conocidas memorias USB Flash y las tarjetas de memoria de la cámara, como tarjetas Compact Flash o tarjetas CF y tarjetas de memoria SD, hasta aplicaciones como discos duros de estado sólido de computadora en los que reemplaza el disco antiguo. tecnologías que son más lentas, menos fiables y más frágiles.

Con su uso generalizado, Flash se ha convertido en una de las formas más utilizadas de memoria semiconductora, y con su uso que se extiende desde los sticks de memoria y las tarjetas de memoria de la cámara, etc., hasta elementos como discos duros de estado sólido para computadoras, la tecnología está siendo visto aún más.

¿Qué es la memoria flash?

El almacenamiento de memoria flash es una forma de memoria no volátil que nació de una combinación de la EPROM tradicional y la E2PROM. Estas dos formas de memoria solo se ven ocasionalmente en estos días y otras formas de memoria, incluido Flash, se han hecho cargo.

En esencia, la memoria Flash utiliza el mismo método de programación que la EPROM estándar y el método de borrado de la E2PASEO.

Una de las principales ventajas que tiene la memoria flash en comparación con EPROM es su capacidad de borrarse eléctricamente.

Sin embargo, no es posible borrar cada celda en una memoria flash individualmente a menos que se agregue una gran cantidad de circuitos adicionales al chip. Esto aumentaría significativamente el costo y, en consecuencia, la mayoría de los fabricantes abandonaron este enfoque en favor de un sistema en el que todo el chip, o una gran parte de él, se borra en bloque o flash, de ahí el nombre.

Hoy en día, la mayoría de los chips de memoria flash tienen borrado selectivo, lo que permite borrar partes o sectores de la memoria flash. Sin embargo, cualquier borrado aún significa que una parte significativa del chip debe borrarse.

Historial de desarrollo de la memoria flash

La memoria flash se remonta a 1980, cuando el concepto fue desarrollado en Toshiba por el Dr. Fujio Masuoka. Luego se presentó más tarde en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos IEEE de 1984, IEDM celebrada en San Francisco, California.

El concepto básico de laboratorio tardó algunos años en convertirse en un producto que podría lanzarse comercialmente. Intel introdujo los primeros chips comerciales en el mercado en 1988; estos eran tipos basados ​​en NOR.

Las memorias flash NOR tenían tiempos de escritura y borrado relativamente largos. Toshiba volvió a desarrollar su tecnología y pudo anunciar la tecnología NAND en el IEDM de 1987. Sin embargo, esta tecnología aún necesitaba un mayor desarrollo para llevarla al lanzamiento comercial.

La ventaja de la memoria flash NAND era que había reducido los tiempos de borrado y escritura y tenía una mayor densidad de almacenamiento.

La memoria flash se ha desarrollado significativamente en los últimos años y se usa ampliamente en muchas aplicaciones que se encuentran como memorias USB, tarjetas Compact Flash, tarjetas de memoria SD e incluso como discos duros Flash, también llamados unidades de estado sólido en algunas computadoras.

Cómo funciona la memoria flash

La tecnología utilizada para fabricar memorias flash se basa en chips EEPROM (memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente), que consisten en bancos de memoria formados por celdas de almacenamiento dispuestas en una cuadrícula de columnas y filas.

La celda de memoria flash básica consiste en un canal de aproximadamente 1 µm de largo con los electrodos de fuente y drenaje en ambos extremos. Por encima del canal en la celda de memoria Flash hay una puerta flotante que está separada del canal por una capa de óxido extremadamente delgada que normalmente tiene un grosor de solo 100 Å. La calidad de esta capa es crucial para el funcionamiento fiable de la memoria.

Es el almacenamiento de carga en la puerta flotante lo que es clave para el funcionamiento de la celda de memoria Flash.


Fiabilidad y vida de la memoria flash

Cuando se introdujo por primera vez la memoria Flash, tenía una vida útil relativamente corta. El uso repetido de las células hizo que la memoria se degradara. Como tal, la memoria Flash solo se utilizó para un número limitado de ciclos de lectura / escritura.

Hoy en día, la tecnología de memoria Flash se ha mejorado significativamente y la confiabilidad no es el problema que antes. No obstante, las memorias Flash incorporan un esquema de lo que se denomina nivelación de desgaste para reducir el impacto en células o áreas de la memoria que puedan estar sujetas a un uso elevado.

La nivelación de desgaste monitorea el uso de diferentes áreas de la memoria general y busca usar todas las áreas por igual, nivelando así el uso.


Ventajas y desventajas de la memoria flash

Como ocurre con cualquier tecnología, existen varias ventajas y desventajas. Es necesario considerar todos estos al determinar el tipo óptimo de memoria que se utilizará.

Ventajas de la memoria flash

  • Memoria no volátil
  • Fácilmente portátil (por ejemplo, memorias USB, tarjetas flash de cámara, etc.)
  • Mecánicamente robusto

Desventajas de la memoria flash

  • Mayor costo por bit que los discos duros
  • Más lento que otras formas de memoria
  • Número limitado de ciclos de escritura / borrado
  • Los datos deben borrarse antes de poder escribir nuevos datos
  • Los datos generalmente se borran y escriben en bloques

Obviamente, al considerar el uso de la memoria Flash en cualquier aplicación en particular, es necesario sopesar las ventajas y desventajas.

Tipos de memoria flash

Hay dos tipos básicos de memoria Flash. Aunque utilizan la misma tecnología básica, la forma en que se abordan para la lectura y la escritura es ligeramente diferente. Los dos tipos de memoria flash son:

  • Memoria Flash NAND: Las memorias NAND Flash tienen una estructura diferente a las memorias NOR. Se accede a este tipo de memoria flash de forma muy similar a los dispositivos de bloque, como los discos duros. Cuando se van a leer las memorias NAND Flash, primero se debe paginar el contenido en la RAM asignada a la memoria. Esto hace que la presencia de una unidad de gestión de memoria sea esencial.
  • Memoria Flash NOR: La memoria flash NOR es capaz de leer celdas de memoria flash individuales y, como tal, se comporta como una ROM tradicional en este modo. Para las funciones de borrado y escritura, los comandos se escriben en la primera página de la memoria asignada, como se define en la "interfaz flash común" creada por Intel.

Compensación NAND / NOR: Las memorias NAND Flash y las memorias NOR Flash se pueden utilizar para diferentes aplicaciones. Sin embargo, algunos sistemas utilizarán una combinación de ambos tipos de memoria Flash. El tipo de memoria NOR se utiliza como ROM y la memoria NAND se particiona con un sistema de archivos y se utiliza como un área de almacenamiento de acceso aleatorio.

La memoria flash es una forma particularmente importante de memoria semiconductora. Ahora se utiliza mucho y es posiblemente una de las formas más importantes de almacenamiento a medio plazo.

Como se mencionó, la memoria Flash se puede ver en una variedad de formas y usos que van desde memorias flash USB hasta tarjetas Compact Flash utilizadas para cámaras, tarjetas SD en cámaras, tarjetas micro SD en teléfonos. Además de esto, se pueden ver muchos otros artículos electrónicos utilizando la memoria Flash. También está logrando avances significativos en el mercado de los discos duros para computadoras, donde los discos duros de estado sólido ahora se utilizan ampliamente.

En vista de todas sus aplicaciones, la tecnología de memoria Flash es una de las formas clave de tecnología de memoria de semiconductores que se utiliza en la actualidad.

Ver el vídeo: 3D NAND: Key Process Steps (Noviembre 2020).