Из чего состоит карта памяти

Из чего состоит карта памяти

Ка́рта па́мяти (иногда неправильно флеш-ка́рта) — компактное электронное запоминающее устройство, используемое для хранения цифровой информации. Современные карты памяти изготавливаются на основе флеш-памяти, хотя принципиально могут использоваться и другие технологии. Карты памяти широко используются в электронных устройствах, включая цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, ноутбуки, портативные цифровые аудиопроигрыватели.

Содержание

История [ править | править код ]

В числе первых коммерческих форматов карт памяти были платы PC Card (карты типа I), изготовлявшиеся по спецификации PCMCIA. Они появились в начале 1990-х годов, но в настоящее время используются в основном в промышленных целях и для подключения устройств ввода-вывода, таких как сетевые карты, модемы и жёсткие диски. В 1990-х годах появились карты памяти меньших форматов, чем PC Card, в том числе CompactFlash, SmartMedia и Miniature Card. Потребность в меньших картах для мобильных телефонов, КПК и компактных цифровых фотоаппаратов создала тенденцию, по которой всякий раз предыдущее поколение «компактных» карт выглядело крупным. В цифровых фотоаппаратах карты SmartMedia и CompactFlash применялись вполне успешно, в 2001 году SM захватили 50 % рынка цифровых камер, а CF полностью господствовали на рынке профессиональных цифровых камер. Однако, к 2005 г. карты SD/MMC почти полностью заняли место карт SmartMedia, хотя и не на том же уровне и в условиях жёсткой конкуренции с картами Memory Stick и CompactFlash. В промышленности, несмотря на почтенный возраст карт памяти PC card (PCMCIA), им до сих пор удаётся сохранять нишу, тогда как в мобильных телефонах и КПК они кое-где применялись до 2010 года, когда в новых телефонах высокого класса стали доминировать карты микро-SD.

С 2010 года новые продукты Sony (ранее использовавшие только карты памяти Memory Stick) и Olympus (ранее использовавшие только карты xD-Card) предлагаются с дополнительным слотом для SD-Card. [1] В войне форматов победителем вышли SD-карты. [2] [3]

В конце 2013 года компания «Transcend» анонсировала выпуск карт памяти SDHC нового поколения — со встроенным Wi-Fi-модулем. С помощью специального приложения, «Wi-Fi SD», разработанного компанией для мобильных устройств (смартфоны, планшетные компьютеры) с операционными системами iOS и Android стало возможным осуществлять беспроводную передачу данных на мобильные устройства с фотоаппаратов, диктофонов, видеорегистраторов и т. д.

SD-карты оснащённые модулем Wi-Fi. (например SD-карты Eye-Fi Class 6 с Wi-Fi 802.11n.) [5]

Адаптеры карт памяти

  • SD to CF (Secure Digital SD to CF CompactFlash Card Adapter Type II)
  • SDHC to CF
  • Micro SD/TF to CF
  • MS to CF
  • MicroSD (TF) to MS/MS Pro Duo
  • MS to PC card
  • Micro SD to SD
  • .

На данный момент в России адаптеры карт памяти, как и все переходники, адаптеры, аксессуары, являются дефицитом, за редким исключением.

Карты памяти в игровых консолях

Многие игровые консоли используют собственные твердотельные карты памяти для хранения данных. Хотя в домашних игровых консолях игры как правило записываются на лазерные диски или жёсткие диски из-за их большей ёмкости, в большинстве портативных игровых систем разработчики предпочитают встраивать картриджи и карты памяти из-за их низкого энергопотребления, малых физических размеров и механической простоты устройства.

Ёмкости в скобках относятся к официальным картам памяти, выпущенным в первых партиях.

  • Линейка Microsoft Xbox:
  • Xbox Memory Unit (8 Мбайт)
  • Xbox 360 Memory Unit (64 Мбайт/256 Мбайт/512 Мбайт)
  • Линейка Nintendo:
    • Nintendo 64 Controller Pak (256 Кбит/32 Кбайт), поделённых на 123 страницы
    • Nintendo GameCubeMemory Card версии: 59 блоков (4 Мбит/512 Кбайт), 251 блок (16 Мбит/2 Мбайт) и 1019 блоков (64 Мбит/8 Мбайт)
    • Wii Nintendo GameCube совместимая с Multimedia Card или совметимая с картой Secure Digital до 2 GB
    • Nintendo DSi совметимая с картой Secure Digital
    • Sega DreamcastVisual Memory Unit (VMU) (128 Кбайт поделённых на 200 блоков)
    • Карта памяти Sega Saturn может иметь 20 блоков с записями игр.
    • Линейка Sony PlayStation:
      • Карта памяти PlayStation (1 Мбит/128 Кбайт, поделённых на 15 блоков).
      • PlayStation 2 использует карты 8 Мбайт для своего собственного контента и поддерживает карты памяти PlayStation для обратной совместимости. Сторонними производителями выпускаются карты большей ёмкости, но они не поддерживаются официально.
      • Для ранних моделей PlayStation 3 характерна интеграция с CompactFlash, Secure Digital и Memory Stick PRO Duo. Внешние устройства позволяют импортировать и экспортировать сохранения на карты памяти PlayStation и PlayStation 2.
      • Модели PSP-1000, -2000 и -3000 используют для хранения данных Memory Stick PRO Duo, тогда как модель PSP Go использует Memory Stick Micro.
      • PlayStation Vita использует карты памяти собственного формата (от 4 до 32 Гбайт).
      • Портативная игровая консоль GP2X на базе GNU/Linux использует карты SD/MMC.
      • Neo Geo AES, разработанная в 1990 г. фирмой SNK Playmore, была первой игровой консолью, использующей карты памяти. Карты памяти AES совместимы также с Neo-Geo MVS для игровых автоматов.
      • См. также

        Примечания

        1. История карт памяти
        2. Sony использует SD (англ.)
        3. «Format-Krieg entschieden: SD-Card setzt sich durch» («Война форматов закончилась: победили SD-card»), Chip-online, 14. January 2010 (нем.)
        4. В центре внимания тренд фотоаппаратов в 2010 (англ.)
        5. Руслан Цап, Недорогие SD-карты Eye-Fi Class 6 с Wi-Fi 802.11n // 3dnews.ru, 25.03.2010

        Ссылки

        • История возникновения и развития карт памяти
        • Память по карточкам. Всё о форматах, типах и характеристиках карт памяти
        • Сообщения о сбоях карт памяти (англ.)
        Читайте также:  Срок использования программного обеспечения в бухгалтерском учете
        Карты памяти
        Основные статьи Устройство чтения карт памяти • Сравнение карт памяти • Сравнение семейств SD Card и MultiMediaCard
        Типы CompactFlash (CF, CFast) • Express Card • JEIDA • MultiMediaCard (MMC) • Memory Stick (MS, MS-PRO, MS-PRO HG, MS-XC) • miCard • Microdrive (MD) • MiniCard • P2 • PC Card (PCMCIA, CardBus, CardBay) • Secure Digital (SDSC, SDHC, SDXC) • SmartMedia (SM) • SxS • Universal Flash Storage (UFS) • USB • xD-Picture • XQD

        Wikimedia Foundation . 2010 .

        Смотреть что такое "Карта памяти" в других словарях:

        Карта памяти — получить на Академике актуальный промокод на скидку Ochkov.net или выгодно карта памяти купить с дисконтом на распродаже в Ochkov.net

        Карта памяти — схема распределения оперативной или постоянной памяти. См. также: Распределение памяти Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

        карта памяти — ИC карта (карта с интегральной схемой), способная хранить только информацию. [Глоссарий терминов, используемых в платежных и расчетных системах. Комитет по платежным и расчетным системам Банка международных расчетов. Базель, Швейцария, март 2003… … Справочник технического переводчика

        Карта памяти (значения) — Карта памяти компактное электронное запоминающее устройство, используемое для хранения цифровой информации. Карты памяти, или карты разума (англ. Mind maps) способ планирования, конспектирования и визуального отображения сложной… … Википедия

        Карта памяти (memory card) — Электронный носитель информации. Основные типы: SmartMedia, CompactFlash, SD card, Sony Memory Stick, xD Picture Card, MMC … Глоссарий терминов бытовой и компьютерной техники Samsung

        Карта памяти (memory card) — Электронный носитель информации. Основные типы: SmartMedia, CompactFlash, SD card, Sony Memory Stick, xD Picture Card, MMC … Глоссарий терминов бытовой и компьютерной техники Samsung

        МЕТОД КАРТА ПАМЯТИ — МЕТОД КАРТА ПАМЯТИ. Технология обучения, построенная на основе записи (визуализация мыслей) мыслей, идей, ассоциаций (карта памяти, англ. Mind Map). Тема текста обозначается в центре листа, после изучения текста основная тема соединяется с… … Новый словарь методических терминов и понятий (теория и практика обучения языкам)

        Карта (значения) — Карта: Колода карт: Игральные карты. Карты Таро. Карточная игра Коллекционная карточная игра. Карта местности: Географическая карта. Ландшафтная карта. Топографическая карта. Спортивная карта. Электронная карта. Картография. Карта неба: Карта… … Википедия

        Карта — Карта: Колода карт: Игральные карты Карты Таро Карточная игра Коллекционная карточная игра Карта пространства (местности): Географическая карта Ландшафтная карта Морская навигационная карта Топографическая карта Спортивная карта Цифровая карта… … Википедия

        Карта расширения — (адаптер) в информатике печатная плата, которую помещают в слот расширения материнской платы компьютерной системы с целью добавления дополнительных функций. Один край карты расширения оснащён контактами, точно соответствующими разъёму… … Википедия

        Карта предоплаты — или Карта с хранимой стоимостью (от англ. stored value card) носитель, на котором хранится специальным образом зашифрованная стоимость, деньги, минуты, литры, количество поездок, и т. д. Таким носителем может быть… … Википедия

        В этой статье мы с Вами поговорим о том, что положено в основу создания и по какому принципу работает устройство флэш-памяти (не путайте с USB флэш-накопителями и картами памяти). Кроме этого, вы узнаете о ее преимуществах и недостатках перед другими типами ПЗУ (постоянно запоминающими устройствами) и познакомитесь с ассортиментом самых распространенных накопителей, которые содержат в себе флэш-память.

        Основное достоинство этого устройства в том, что оно энергонезависимое и ему не нужно электричество для хранения данных. Всю хранящуюся информацию во флэш-памяти можно считать бесконечное количество раз, а вот количество полных циклов записи к сожалению ограничено.

        Флэш-память (flash memory) — относится к полупроводникам электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). Благодаря техническим решениям, не высокой стоимости, большому объему, низкому энергопотреблению, высокой скорости работы, компактности и механической прочности, флэш-память встраивают в цифровые портативные устройства и носители информации.

        У флэш-памяти перед другими накопителями (жесткие диски и оптические накопители) типа ПЗУ есть как свои преимущества, так и свои недостатки, с которыми вы можете познакомиться из таблицы расположенной ниже.

        Тип ПЗУ Преимущества Недостатки
        Жесткий диск Большой объем хранимой информации.

        Высокая скорость работы.

        Дешевизна хранения данных (в расчете на 1 Мбайт).

        Чувствительность к вибрации.

        Оптический диск Удобство транспортировки.

        Дешевизна хранения информации.

        Нужно считывающее устройство.

        Ограничения при операциях (чтение, запись).

        Невысокая скорость работы.

        Чувствительность к вибрации.

        Флэш-память Высокая скорость доступа к данным.

        Устойчивость к вибрациям.

        Удобство подключения к компьютеру.

        Ограниченное количество циклов записи.

        Сегодня никто не сомневается в том, что флэш-память будет продолжать укреплять свои позиции в информационных технологиях, особенно в линейке мобильных устройств (КПК, планшеты, смартфоны, плееры). На основе флэш-памяти работают самые востребованные и популярные USB флэш-накопители и сменные карты памяти для электронных устройств (SD, MMC, miniSD…).

        Карты памяти, как и USB накопители не стоят в стороне, а привлекают внимание потенциальных покупателей своим многообразием. От такого изобилия запоминающих устройств выигрывает только производитель, а потребитель испытывает ряд неудобств. Ведь всем нам знакомы такие ситуации, когда телефону нужна одна карта, КПК другая, фотоаппарату третья. Такой ассортимент накопителей на руку производителям, потому что они извлекают из широкой эксклюзивной продажи большую выгоду. Вот небольшой список распространенных накопителей с флэш-памятью:

        • Compact Flash Type I (CF I)/Type II (CF II);
        • Memory Styck (MS Pro, MS Duo);
        • Secure Digital (SD);
        • miniSD;
        • xD-Picture Card (xD);
        • MultiMedia Card (MMC).
        • USB Flash Drive.
        Читайте также:  Как настроить связь на планшете

        В одной из публикаций я писал о том как выбрать USB-флеш-накопитель, а о том как выбрать карту в формате SD (microSD, miniSD) читайте здесь.

        Принцип работы флэш-памяти.

        Элементарной ячейка хранения данных флэш-памяти представляет из себя транзистор с плавающим затвором. Особенность такого транзистора в том, что он умеет удерживать электроны (заряд). Вот на его основе и разработаны основные типы флэш-памяти NAND и NOR. Конкуренции между ними нет, потому что каждый из типов обладает своим преимуществом и недостатком. Кстати, на их основе строят гибридные версии такие как DiNOR и superAND.

        Во флэш-памяти производители используют два типа ячеек памяти MLC и SLC.

        • Флэш-память с MLC (Multi-level cell — многоуровневые ячейки памяти)ячейки более емкие и дешевые, но они с большим временем доступа и меньшим количеством циклов записи/стирания (около 10000).
        • Флэш-память, которая содержит в себе SLC (Single-level cell — одноуровневые ячейки памяти) ячейки имеет максимальное количество циклов записи/стирания(100000) и обладают меньшим временем доступа.

        Изменение заряда (запись/стирание) выполняется приложением между затвором и истоком большого потенциала, чтобы напряженность электрического поля в тонком диэлектрике между каналом транзистора и карманом оказалась достаточна для возникновения туннельного эффекта. Для усиления эффекта тунеллирования электронов в карман при записи применяется небольшое ускорение электронов путем пропускания тока через канал полевого транзистора.

        Принцип работы флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области («карман») полупроводниковой структуры.

        Чтение выполняется полевым транзистором, для которого карман выполняет роль затвора. Потенциал плавающего затвора изменяет пороговые характеристики транзистора, что и регистрируется цепями чтения. Эта конструкция снабжается элементами, которые позволяют ей работать в большом массиве таких же ячеек.

        Теперь рассмотрим более подробно ячейки памяти с одним и двумя транзисторами…

        Ячейка памяти с одним транзистором.

        Если на управляющий затвор подать положительное напряжения (инициализация ячейки памяти) то он будет находиться в открытом состоянии, что будет соответствовать логическому нулю.

        А если на плавающий затвор поместить избыточный отрицательный заряд (электрон) и подать положительное напряжение на управляющий затвор ,то он компенсирует создаваемое управляющим затвором электрическое поле и не даст образовываться каналу проводимости, а значит транзистор будет находиться в закрытом состоянии.

        Вот так, наличие или отсутствие заряда на плавающем затворе точно определяет состояние открыт или закрыт транзистор, когда подается одно и тоже положительное напряжения на управляющий затвор. Если мы будем рассматривать подачу напряжения на управляющий затвор, как инициализацию ячейки памяти, то по тому, какое напряжение между истоком и стоком можно судить о наличии или отсутствии заряда на плавающем затворе.

        Таким образом получается своеобразная элементарная ячейка памяти, способная сохранять один информационный бит. Ко всему этому очень важно, чтобы заряд на плавающем затворе (если он там имеется) мог сохраняться там долго, как при инициализации ячейки памяти, так и при отсутствии напряжения на управляющем затворе. Только в этом случае ячейка памяти будет энергонезависимой.

        Так каким же образом в случае необходимости на плавающий затвор помещать заряд (записывать содержимое ячейки памяти) и удалять его оттуда (стирать содержимое ячейки памяти) когда это необходимо.

        Поместить заряд на плавающий затвор (процесс записи) можно методом инжекции горячих электронов (CHE-Channel Hot Electrons) или методом туннелирования Фаулера-Нордхейма.

        Если используется метод инжекции горячих электронов, то на сток и управляющий затвор подается высокое напряжение, что придаст электронам в канале энергии, достаточной чтобы преодолеть потенциальный барьер, который создается тонким слоем диэлектрика, и направить (туннелировать) в область плавающего затвора (во время чтения на управляющий затвор подается меньшее напряжение и эффект туннелирования не происходит).

        Чтобы удалить заряд с плавающего затвора (выполнить стирания ячейки памяти) на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение (около 9 В), а на область истока подается положительное напряжение. Это приводит к тому, что электроны туннелируют из области плавающего затвора в область истока. Таким образом происходит квантовое туннелирование Фаулера — Нордхейма (Fowler — Nordheim).

        Наверно вы уже поняли, что транзистор с плавающим затвором это элементарная ячейка флэш-памяти. Но ячейки с одним транзистором имеют некоторые недостатки, основным из которых является плохая масштабируемость.

        Так как при создании массива памяти, каждая ячейка памяти (то есть транзистор) подключается к двум перпендикулярным шинам. Управляющие затворы подключаются к шине, которую называют линией слов (Word Line), а стоки соединяют с шиной, ее называют битовой линией (Bit Line). В следствии чего в схеме находится высокое напряжение и при записи методом инжекции горячих электронов все линии — слов, битов и истоков нужно разместить на большом расстоянии друг от друга. Это даст нужный уровень изоляции, но отразится на ограничении объема флэш-памяти.

        Еще одним недостатком такой ячейки памяти является присутствие эффекта избыточного удаления заряда с плавающего затвора, а он не может компенсироваться процессом записи. В следствии этого на плавающем затворе образуется положительный заряд, что делает неизменным состояние транзистора и он всегда остается открытым.

        Читайте также:  Никогда не гуглите это

        Ячейка памяти с двумя транзисторами.

        Двухтранзисторная ячейка памяти, это модифицированная однотранзисторная ячейка, в которой находится обычный КМОП-транзистор и транзистор с плавающим затвором. В этой структуре обычный транзистор выполняет роль изолятора транзистора с плавающим затвором от битовой линии.

        Имеет ли преимущества двухтранзисторная ячейка памяти? Да, ведь с ее помощью можно создавать более компактные и хорошо масштабируемые микросхемы памяти, потому что здесь транзистор с плавающим затвором изолируется от битовой линии. Ко всему прочему, в отличии от однотранзисторной ячейки памяти, где информация записывается методом инжекции горячих электронов, в двухтранзисторной ячейки памяти для записи и стирания информации используется метод квантового туннелирования Фаулера — Нордхейма. Такой подход дает возможность снизить напряжение, которое необходимо для операции записи. Забегая наперед скажу, что двухтранзисторные ячейки применяются в памяти со структурой NAND.

        Устройство флэш-памяти с архитектурой NOR.

        Тип этой памяти является источником и неким толчком в развитии всей EEPROM. Ее архитектура была разработана компанией Intel в далеком 1988 году. Как было написано ранее, чтобы получить доступ к содержимому ячейки памяти (инициализировать ячейку), нужно подать напряжение на управляющий затвор.

        Поэтому разработчики компании все управляющие затворы подсоединили к линии управления, которая называется линией слов (Word Line). Анализ информации ячейки памяти выполняется по уровню сигнала на стоке транзистора. Поэтому разработчики все стоки транзисторов подсоединили к линии, которая называется линией битов (Bit Line).

        Архитектура NOR получила название благодаря логической операции ИЛИ — НЕ (в переводе с английского NOR). Принцип логической операции NOR заключается в том, что она над несколькими операндами (данные, аргумент операции…) дает единичное значение, когда все операнды равны нулю, и нулевое значение во всех остальных операциях.

        В нашем случае под операндами подразумевается значение ячеек памяти, а значит в данной архитектуре единичное значение на битовой линии будет наблюдается только в том случае , когда значение всех ячеек, которые подключены к битовой линии, будут равны нулю (все транзисторы закрыты).

        В этой архитектуре хорошо организован произвольный доступ к памяти, но процесс записи и стирания данных выполняется относительно медленно. В процессе записи и стирания применяется метод инжекции горячих электронов. Ко всему прочему микросхема флеш-памяти с архитектурой NOR и размер ее ячейки получается большим, поэтому эта память плохо масштабируется.

        Структура шести ячеек NOR Flash

        Флеш-память с архитектурой NOR как правило используют в устройствах для хранения программного кода. Это могут быть телефоны, КПК, BIOS системных плат…

        Устройство флэш-памяти с архитектурой NAND.

        Данный тип памяти был разработан компанией Toshiba. Эти микросхемы благодаря своей архитектуре применяют в маленьких накопителях , которые получили имя NAND (логическая операция И-НЕ). При выполнении операция NAND дает значение нуль только, когда все операнды равны нулю, и единичное значение во всех других случаях.

        Как было написано ранее, нулевое значение это открытое состояние транзистора. В следствии этого в архитектуре NAND подразумевается, что битовая линия имеет нулевое значение в том случае, когда все подключенные к ней транзисторы открыты, и значение один, когда хотя бы один из транзисторов закрыт. Такую архитектуру можно построить, если подсоединить транзисторы с битовой линией не по одному (так построено в архитектуре NOR) , а последовательными сериями (столбец из последовательно включенных ячеек).

        Данная архитектура по сравнению с NOR хорошо масштабируется потому, что разрешает компактно разместить транзисторы на схеме. Кроме этого архитектура NAND производит запись путем туннелирования Фаулера — Нордхейма, а это разрешает реализовать быструю запись нежели в структуре NOR. Чтобы увеличить скорость чтения, в микросхемы NAND встраивают внутренний кэш.

        Как и кластеры жесткого диска так и ячейки NAND группируются в небольшие блоки. По этой причине при последовательном чтении или записи преимущество в скорости будет у NAND. Но с другой стороны NAND сильно проигрывает в операции с произвольным доступом и не имеет возможности работать на прямую с байтами информации. В ситуации когда нужно изменить всего несколько бит, система вынуждена переписывать весь блок, а это если учитывать ограниченное число циклов записи, ведет к большому износу ячеек памяти.

        Структура одного столбца NAND Flash

        В последнее время ходят слухи о том, что компания Unity Semiconductor разрабатывает флэш-память нового поколения, которая будет построена на технологии CMOx. Предполагается, что новая память придет на смену флеш-памяти типа NAND и преодолеет ее ограничения, которые в памяти NAND обусловлены архитектурой транзисторных структур. К преимуществам CMOx относят более высокую плотность и скорость записи, а также более привлекательную стоимость. В числе областей применения новой памяти значатся SSD и мобильные устройства. Ну, что же правда это или нет покажет время.

        Чтобы более детально донести до Вас всю необходимую информацию я разместил видео ролик по теме.

        P.S. Объяснить простым языком технический материал людям которые не представляют как построена архитектура компьютера… очень сложно, но я надеюсь у меня это получилось. Для полной и достоверной информации в этой статье я частично использовал учебную литературу. Надеюсь эта статья была для вас полезной и познавательной. Пока!

        Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

        Ссылка на основную публикацию
        Игра angry birds pigs
        Скачать Angry Birds AR: Isle of Pigs на андроид, вас снова предстоит объединиться с нашими главными героями Редом, Чаком, Бомбом,...
        Загорелся синий экран на компьютере
        Что такое BSoD BSoD — Blue Sceen of Death, синий экран смерти. Появляется в самых критических ситуациях, когда закрытием сбойной...
        Загрузить счет в 1с
        Видеоролик выполнен в программе «1С:Бухгалтерия 8» (релиз 3.0.42.84). Существенно упростить процесс обмена документами между контрагентами, а также снизить затраты на...
        Игра в стиме dead by daylight
        Patch notes 3.7.0Release time: April 7th 2020 at 11AM EDT When all remaining Survivors in a trial hit the Struggle...
        Adblock detector