От ROM к Flash: Эволюция полупроводниковой памяти
Флэш-память исторически произошла от полупроводникового ROM, но она не является его разновидностью, хотя и имеет похожую организацию. Многие источники, как отечественные, так и зарубежные, ошибочно относят флэш-память к ROM. Однако флэш-память не может быть ROM, так как ROM (Read Only Memory) переводится как «память только для чтения». В ROM данные нельзя перезаписывать, в то время как флэш-память допускает многократную запись и стирание.
На первых порах эта неточность не привлекала особого внимания, однако с развитием технологий, когда флэш-память стала выдерживать до 1 миллиона циклов перезаписи и использовалась как накопитель общего назначения, различие стало более заметным и критичным.
Типы ROM-памяти
Среди полупроводниковой памяти только два типа относятся к «чистому» ROM — это Mask-ROM и PROM. В отличие от них, EPROM, EEPROM и Flash относятся к классу энергонезависимой перезаписываемой памяти (nonvolatile read-write memory или NVRWM).
Mask-ROM
Mask-ROM (Постоянно Запоминающее Устройство, ПЗУ) — это тип памяти, в которой данные записываются на этапе производства микросхемы с помощью нанесения по маске алюминиевых дорожек. Наличие или отсутствие дорожки кодирует информацию в виде 0 или 1.
Преимущества Mask-ROM:
- Низкая стоимость при массовом производстве.
- Высокая скорость доступа к данным.
- Надёжность и устойчивость к электромагнитным помехам.
Недостатки Mask-ROM:
- Невозможность изменить данные после записи.
- Длительный производственный цикл.
PROM
PROM (Programmable ROM) — это память, в которой данные записываются один раз с помощью программирования. Запись осуществляется путём «прожигания» плавких перемычек с помощью специального устройства — программатора.
Преимущества PROM:
- Высокая надёжность микросхем.
- Возможность программирования данных после изготовления.
- Высокая скорость доступа к памяти.
Недостатки PROM:
- Невозможность перезаписи данных.
- Большой процент брака.
- Необходимость термической тренировки для повышения надёжности.
EPROM
EPROM (Erasable Programmable ROM) — это память, в которой данные можно перезаписывать после стирания с помощью ультрафиолетового излучения. Микросхемы EPROM имеют кварцевое окошко, через которое проходит УФ-свет для стирания данных.
Преимущества EPROM:
Возможность перезаписи данных.
Недостатки EPROM:
- Ограниченное количество циклов перезаписи.
- Сложность точечного изменения данных — стирается вся микросхема.
- Риск «пережигания» микросхемы при длительном воздействии УФ-лучей.
EEPROM
EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) — это электрически стираемая память, разработанная в 1979 году компанией Intel. EEPROM позволяет стирать и перезаписывать данные на уровне отдельных ячеек с помощью электрического тока.
Преимущества EEPROM:
- Возможность точечного стирания и записи данных.
- Увеличенный ресурс работы по сравнению с EPROM.
Недостатки EEPROM:
Высокая стоимость по сравнению с другими типами памяти.
Эволюция флэш-памяти
Флэш-память (полное название Flash Erase EEPROM) была впервые разработана компанией Toshiba в 1984 году. Intel выпустила свою версию флэш-памяти в 1988 году, но именно Toshiba стала пионером в производстве флэш-накопителей.
Флэш-память схожа с EEPROM, но имеет одно ключевое отличие — данные в ней стираются блоками, а не отдельными ячейками. Это позволяет повысить скорость записи при работе с большими объёмами данных. Размер блока может варьироваться от 256 байт до 512 байт, а в некоторых случаях и до 256 Кбайт.
Преимущества флэш-памяти по сравнению с EEPROM:
- Более высокая скорость записи при последовательном доступе.
- Низкая себестоимость за счёт упрощённой структуры.
Недостатки флэш-памяти:
Медленная запись в произвольные участки памяти из-за необходимости стирать целые блоки данных перед записью.
Таким образом, флэш-память стала логическим продолжением развития технологий энергонезависимой памяти, объединив в себе преимущества EPROM и EEPROM, но с лучшими показателями по скорости и стоимости.
Карта
сайта