플래시 메모리의 비 휘발성 효과 뒤에 숨은 "비밀"은 무엇입니까?


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으로 위키 피 디아 와 다른 소스 말 :

"플래시 메모리는 전기적으로 지워지고 다시 프로그래밍 될 수있는 비 휘발성 컴퓨터 저장 칩입니다. EEPROM (전기적으로 지울 수있는 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리)에서 개발되었으며 새로운 데이터로 다시 쓰기 전에 상당히 큰 블록에서 지워 져야합니다. "

내가 아는 한, 각 비트를 저장하려면 비 휘발성 메모리가 다음 기술 중 하나를 사용해야합니다.

  1. 휘발성 메모리의 "커패시터"효과를 사용하여로드가 손실되기 전에 새로 고칩니다. 이것은 DRAM 메모리에서 사용됩니다.
  2. 플립 플롭 회로와 같은 쌍 안정 래칭 회로 를 사용하므로 DRAM과 같은 리프레싱 메커니즘을 사용할 필요는 없지만 여전히 활성화해야합니다. 끄면 저장된 모든 데이터가 손실됩니다.
  3. 기계적 점과 광학 점, 자기장을 사용하거나 심지어 "스핀"을 사용하여 이진 또는 삼진 형태로 데이터를 저장합니다.

그러나 여기서 사용 된 "기술"을 찾지 못했습니다. 1 또는 2를 사용하는 경우 회로에 전원을 공급 (또는 다른 회로로 새로 고침)하려면 플래시 메모리에 최소한 온보드 배터리가 필요합니다. 3을 사용하는 경우 외장 하드 드라이브가되지만 여기서는 그렇지 않습니다.

그렇다면 플래시 메모리는 어떻게 비트를 저장합니까? 플래시 메모리를 가능하게 한 다른 기술이 있습니까?


바로이 기사에 전체 "작동 원리"섹션이 있으며, 플로팅 게이트 MOSFET에 대한 다른 기사에 대한 그림과 하이퍼 링크가 포함되어 있습니다.
JdeBP

답변:


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약간의 수정 만하면 DRAM 메모리는 질문과 같이 비 휘발성이 아니라 휘발성입니다. 플립 플롭은 상태를 유지하기 위해 전원이 필요하기 때문에 휘발성입니다. 휘발성 메모리는 물론 전원이 제거 될 때 응집력과 저장된 데이터를 느슨하게합니다. 휘발성의 정의는 여기에서 볼 수 있습니다 .

(전자 및 컴퓨터 과학 / 컴퓨터 과학) 전원 공급이 차단 될 때 저장된 정보를 유지하지 않는 컴퓨팅 (메모리).

DRAM은 또한 전원이 공급되는 경우에도 데이터를 잃어 버리고 데이터를 유지하기 위해 지속적인 새로 고침이 필요하다는 문제가 있습니다.

실제 비 휘발성 메모리는 데이터를 유지하기 위해 외부 전원을 연결할 필요가 없습니다.

EEPROM과 플래시 메모리가 널리 보급되기 전에 비 휘발성 메모리를 실현하는 유일한 현실적인 방법은 일종의 배터리 백업을 사용하는 것입니다. 이는 필요한 전류를 최소로 유지하기 위해 메모리의 양이 크게 제한되어 데이터 저장 시간을 늘리는 것을 의미했습니다.

요즘에는 비 휘발성 메모리 기술이 상당히 발전하여 엄청난 데이터 밀도를 얻었지만 여전히 휘발성 사촌의 쓰기 내구성과 원시 속도가 부족합니다.

플래시 메모리

플래시 메모리의 경우 Wikipedia 는 플래시 메모리 셀에 대한 최상의 시각적 해석을 제공합니다 (이것은 "NOR"게이트이며 프로세스는 NAND 게이트와 유사하지만 차이점이 있습니다).

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

기본적으로이 그림에서 "부동 게이트"는 데이터 비트가 저장되는 위치이며 회로에서 전기적으로 격리 된 영역입니다. 게이트 접점 (소스에서 드레인 및 상단 "제어 게이트")에 걸쳐 매우 높은 순간 전류를 전달하면이 높은 전류 전자가 플로팅 게이트에 "주입"되어 비트가 저장됩니다. .

플로팅 게이트에는 직접적인 전기적 연결이 없기 때문에 주입 된 전자는 게이트에 갇혀있을 수 있습니다.

플로팅 게이트의 상태는 소스와 드레인을 가로 지르는 회로의 전기적 특성에 영향을 미치기 때문에 매우 쉽게 결정할 수 있습니다. 이 비트를 리셋하려고 할 때 문제는 플로팅 게이트에서 전자를 다시 "빨리"빼기 위해 강한 전류가 필요하기 때문에 절연체가 손상되어 셀을 쓰고 지울 수있는 횟수를 제한합니다.

높은 소거 전류에 대한 요구 사항은 메모리 셀을 소거하는 프로세스가 느리다는 것을 의미하므로 DRAM보다 훨씬 느리기 때문에 전류 또는 전압 측면에서 막대한 비용없이 빠르게 변경할 수 있습니다.

프레임

FRAM은 전류를 사용하여 철 물질 부분의 자기 정렬을 변경하는 비 휘발성 메모리이며, 그 데이터를 다시 읽으려면 많은 전자 장치가 필요하지만 데이터는 플래시보다 훨씬 쉽게 변경 될 수 있습니다. 결과적으로 플래시 메모리보다 훨씬 빠르지 만 데이터 밀도가 훨씬 낮으며 대용량 저장 장치에는 유용하지 않습니다.

기타

전류를 사용하여 결정질 물질의 구조를 수정하는 "위상 변화 메모리"( PRAM ) 와 같이 비 휘발성 방식으로 데이터를 저장하고 읽는 다른 방법이 있으며 , 전기적 특성은 상태에 따라 변경됩니다 그것은 전자적으로 "판독 가능"하다.

이 모든 메모리의 주요 단점은 메모리가 느리거나 데이터 밀도가 낮거나 다른 요구 사항이나 문제가있어 주류 사용에 들어 가지 못하게한다는 것입니다.

Wikipedia 기사는 더 많은 주제를 살펴보고 다양한 유형의 비 휘발성 메모리에 대한 몇 가지 링크가있는 경우에 좋은 시작 입니다.


"EEPROM과 플래시 메모리가 널리 보급되기 전에는 비 휘발성 메모리를 실현하는 유일한 현실적인 방법은 일종의 배터리 백업을 사용하는 것이 었습니다." -- 사실이 아니다. EEPROM과 플래시 메모리가 있기 전에는 페라이트 코어 메모리 가 있었는데, 이는 비 휘발성이었습니다. 페라이트 코어는 1970 년대 후반 반도체 메모리 (SRAM 및 DRAM)가 안정적이고 비용 효율적이 될 때까지 컴퓨터의 메인 메모리에 사용되었습니다.
톱밥

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HowStuffWorks 는 말합니다

여기 된 전자는 얇은 산화물 층의 다른면에 밀려 들어가서 음전하를 일으킨다.

플래시 메모리 칩의 셀 내 전자는 전기장, 더 높은 전압 전하의인가에 의해 정상 ( "1")으로 복귀 될 수있다.

이 설명이 약간 불만족 스럽지만 시작입니다.


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여기에 내가 생각 해낸 비유가 있습니다. 유리 상자가 수평으로 들어간 수평 셔터로 상단과 하단으로 나누어 져 있다고 상상해보십시오. 바닥에 탁구 공이 있고 밑면에 강력한 팬이 설치되어 있다고 상상해보십시오. 팬을 켜면 (플래시 메모리에 전원을 공급하는 경우) 팬이 팬을 맨 위로 밀어 올리는 경우 장벽 (산화막)을 수동으로 복귀시키지 않는 한 탁구 공은 여전히 ​​맨 아래에 갇혀 있습니다. 팬이 켜져있는 동안 배리어를 닫으면 팬을 다시 끈 후에도 탁구 공이 맨 위에 붙어 있습니다.
Shinrai
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