Kontentke ótiw

Flesh yad

Wikipedia, erkin enciklopediya
2005-jılǵı ajıratılǵan USB flesh diski. Sheptegi chip - flesh yadı bolıp tabıladı. Oń táreptegi - kontroller.

Flesh yad (ingl. Flash memory) ‒ bul elektr jolı menen óshirilip, qayta programmalanıwı múmkin bolǵan elektron turaqlı kompyuter yadınıń saqlaw ortalıǵı. Flesh yadınıń eki tiykarǵı túri, NOR flesh hám NAND flesh, NOR hám NAND logikalıq dárwazaları boyınsha atalǵan. Ekewi de birdey qalqıwshı-dárwazalı MOSFETlerden ibarat yacheyka konstrukciyasın qollanadı. Olar bit liniyası yamasa sóz liniyalarınıń jaǵdayı joqarı yamasa tómen tartılıwına baylanıslı sxema dárejesinde ayırmashılıq etedi: NAND fleshinde bit liniyası menen sóz liniyaları arasındaǵı qatnas NAND dárwazasına uqsaydı; NOR fleshinde bul NOR dárwazasına uqsaydı.

Flesh yad, qalqıwshı-dárwazalı yad túri, 1980-jılı Toshiba kompaniyasında Fudjio Masuoka tárepinen oylap tabılǵan hám EEPROM texnologiyasına tiykarlanǵan. Toshiba 1987-jılı flesh yadtı satıwǵa shıǵara basladı.[1] EPROMlar qayta jazılıwdan aldın tolıǵı menen óshiriliwi kerek edi. Biraq, NAND flesh yadı bloklar (yamasa betler) boyınsha óshiriliwi, jazılıwı hám oqılıwı múmkin, olar ádette pútkil qurılmaǵa qaraǵanda anaǵurlım kishi boladı. NOR flesh yadı bir mashina sózin - óshirilgen orınǵa - jazıwǵa yamasa ǵárezsiz oqıwǵa múmkinshilik beredi. Flesh yad qurılması ádette bir yamasa bir neshe flesh yad chiplerinen (hár biri kóplegen flesh yad yacheykaların óz ishine aladı) hám ayırım flesh yad kontroller chipten ibarat.

NAND túri tiykarınan yad kartalarında, USB flesh disklerinde, qattı-dene disklerinde (2009-jıldan baslap shıǵarılǵan), funkcionallı telefonlarda, smartfonlarda hám usıǵan uqsas ónimlerde ulıwma saqlaw hám maǵlıwmat almasıw ushın qollanıladı. NAND yamasa NOR flesh yadı jáne de cifrlı ónimlerde konfiguraciya maǵlıwmatların saqlaw ushın jiyi qollanıladı, bul burın EEPROM yamasa batareyadan qosılǵan statikalıq RAM arqalı ámelge asırılatuǵın edi. Flesh yadınıń tiykarǵı kemshiligi ‒ ol belgili bir blokta salıstırmalı túrde az sanlı jazıw ciklların ǵana orınlay alıwı.[2]

NOR flesh óziniń tikkeley keminde kiriw múmkinshilikleri menen belgili, bul onı kodtı tikkeley orınlaw ushın qolaylı etedi. Onıń arxitekturası jeke baytlarǵa kiriwine múmkinshilik beredi, bul NAND fleshke salıstırǵanda tezirek oqıw tezligin támiyinleydi. NAND flesh yadı basqasha arxitektura menen isleydi, izbe-iz kiriw usılına tiykarlanǵan. Bul NANDtı joqarı tıǵızlıqtaǵı maǵlıwmatlardı saqlaw ushın qolaylı etedi, biraq keminde kiriw wazıypaları ushın nátiyjeli emes. NAND flesh kóbinese arzan hám joqarı sıyımlılıqtaǵı saqlaw áhmiyetli bolǵan jaǵdaylarda qollanıladı, mısalı, USB disklerinde, yad kartalarında hám qattı-dene disklerinde (SSD).

Tiykarǵı ayırmashılıq olardıń qollanılıw tarawları hám ishki strukturalarında. NOR flesh jeke baytlarǵa tez kiriwdi talap etetuǵın qollanıwlar ushın optimal, mısalı, baǵdarlamalardı orınlaw ushın ornatılǵan (engizilgen) sistemalarda. Al NAND flesh bolsa, arzan, joqarı sıyımlılıqtaǵı saqlawdı hám izbe-iz maǵlıwmatlarǵa kiriwdi talap etetuǵın jaǵdaylarda jaqsı nátiyje beredi.

Flesh yad[3] kompyuterlerde, PDAlarda, cifrlı audio pleerlerde, cifrlı kameralarda, mobil telefonlarda, sintezatorlarda, video oyınlarda, ilimiy ásbaplarda, sanaat robotlarında hám medicinalıq elektronikada qollanıladı. Flesh yadtıń oqıw tezligi joqarı, biraq ol statikalıq RAM yamasa ROM sıyaqlı tez emes. Kóshpeli qurılmalarda flesh yadtı qollanıw maqul kóriledi, sebebi ol mexanikalıq soqqılarǵa shıdamlı, al mexanikalıq diskler mexanikalıq zıyanlanıwǵa kóbirek beyim.[4]

Óshiriw cikllarınıń áste bolıwına baylanıslı, flesh yadta qollanılatuǵın úlken blok ólshemleri kóp muǵdardaǵı maǵlıwmatlardı jazıwda flesh emes EEPROMǵa salıstırǵanda ádewir tezlik artıqmashlıǵın beredi. 2019-jılǵa kelip,[jańalanǵan] flesh yad bayt-dárejesinde programmalanatuǵın EEPROMnan álleqayda arzan boldı hám sistemada úlken kólemdegi turaqlı qattı-dene saqlawı talap etiletuǵın jerde ústem yad túrine aylandı. Biraq, EEPROMlar ele de tek az muǵdardaǵı saqlawdı talap etetuǵın qollanıwlarda paydalanıladı, mısalı, kompyuter yad modullarındaǵı SPD ámelge asırıwlarında.[5][6]

Flesh yad paketleri kremniy arqalı ótkizgishler menen chip qatlamlastırıwdı hám bir waqıtta 3D TLC NAND yacheykalarınıń bir neshe onlaǵan qatlamların (hár bir chip ushın) qollana aladı. Bul usıl menen 16 qatlamlastırılǵan chip hám paket ishinde ayrıqsha chip sıpatında integraciyalanǵan flesh basqarıwshısın paydalanıp, paket basına 1 tebibaytqa shekem sıyımlılıqqa erisiwge boladı.[7][8][9]

Tariyxı

Alǵı sóz

Flesh yadtıń kelip shıǵıwı qalqıwshı dárwazalı MOSFET (FGMOS) yamasa qalqıwshı dárwazalı tranzistordıń rawajlanıwınan baslanǵan. Dáslepki MOSFET 1955-1960 jıllar aralıǵında Bell Labs laboratoriyasında oylap tabılǵan, Frosh hám Derik bet passivaciyasın ashqannan hám óz ashılıwların birinshi tegis tranzistorlardı jaratıwda qollanǵannan keyin. Dawon Kang 1967-jılı Bell Labs laboratoriyasında tayvan-amerikalı injener Saymon Min Sze menen birge onıń bir túrin - qalqıwshı dárwazalı MOSFETti rawajlandırdı.[10] Olar onı hám turaqlı, hám qayta programmalastırıw múmkin bolǵan programmalanatuǵın tek oqıw ushın yad (PROM) túriniń qalqıwshı dárwazalı yad yacheykaları retinde qollanıwdı usındı.[10]

Qalqıwshı dárwazalı yadtıń dáslepki túrlerine 1970-jıllarda EPROM (óshiriletuǵın PROM) hám EEPROM (elektr jolı menen óshiriletuǵın PROM) kiretuǵın edi.[10] Biraq, dáslepki qalqıwshı dárwazalı yad injenerlerden hár bir bit maǵlıwmat ushın yad yacheykasın qurıwdı talap etti, bul qolaysız,[11] áste,[12] hám qımbat bolıp shıqtı, sonlıqtan 1970-jıllarda qalqıwshı dárwazalı yad áskeriy úskeneler hám eń dáslepki eksperimental mobil telefonlar sıyaqlı sheklengen tarawlarda ǵana qollanıldı.

Oylap tabılıwı hám kommerciyalastırılıwı

Maǵlıwmatlardı óshiriw ushın Fauler-Nordxeym tunnelleniwine tiykarlanǵan zamanagóy EEPROM 1974-jılı Bernvard tárepinen oylap tabılıp, Siemens kompaniyası tárepinen patentlengen. Keyin 1976-1978 jıllar aralıǵında Hughes Aircraft Company kompaniyasında Eliyaxu Xarari hám Intel kompaniyasında Djordj Perlegos hám basqalar tárepinen jáne de rawajlandırıldı.[13][14] Bul 1980-jılı Toshibada Masuokanıń flesh yadtı oylap tabıwına alıp keldi.[11] EEPROM menen flesh arasındaǵı jetilistiriw sonnan ibarat, flesh bloklar menen programmalanadı, al EEPROM baytlar menen programmalanadı. Toshibanıń aytıwınsha, "flesh" atamasın Masuokanıń kásiplesi Shodji Ariizumi usınǵan, óytkeni yad mazmunın óshiriw processi oǵan fotoapparattıń jarqırawın esletken.[15] Masuoka hám onıń kásiplesleri 1984-jılı NOR fleshti oylap tapqanın,[16] sońınan bolsa 1987-jılı San-Franciskoda ótkerilgen IEEE Xalıqaralıq elektron ásbapları jıynalısında (IEDM) NAND flesh oylap tabılıwın usındı.

Toshiba 1987-jılı NAND flesh yadın kommerciyalıq túrde iske qostı.[1][10] Intel Corporation 1988-jılı birinshi kommerciyalıq NOR tipindegi flesh chipin usındı.[17] NOR tiykarındaǵı fleshtiń óshiriw hám jazıw waqtı uzaq, biraq tolıq adres hám maǵlıwmat shinaların támiyinleydi, bul yadtıń hár qanday ornına erkin kiriwge múmkinshilik beredi. Bul onı eski tek oqıw ushın yad (ROM) chipleriniń ornın basıwǵa qolaylı etedi, olar siyrek jańalanıwdı talap etetuǵın baǵdarlama kodın saqlaw ushın qollanıladı, mısalı, kompyuterdiń BIOSı yamasa qosımsha qurılmalardıń mikrobaǵdarlamalıq támiynatı. Onıń shıdamlılıǵı chiptegi flesh yad ushın 100 óshiriw ciklinen,[18] ádettegidey 10,000 yamasa 100,000 óshiriw cikline shekem, hátte 1,000,000 óshiriw cikline shekem bolıwı múmkin.[19] NOR tiykarındaǵı flesh dáslepki flesh tiykarındaǵı almalı-salmalı medianıń tiykarı boldı; CompactFlash dáslep oǵan tiykarlanǵan edi, biraq keyingi kartalar arzanıraq NAND fleshke ótti.

NAND fleshtiń óshiriw hám jazıw waqıtları qısqaraq, hám hár bir yacheyka ushın az chip maydanın talap etedi, sonlıqtan NOR fleshke salıstırǵanda joqarıraq saqlaw tıǵızlıǵın hám hár bit ushın tómenirek bahanı támiyinleydi. Biraq, NAND fleshtiń I/O interfeysi sırtqı erkin kiriwge mólsherlengen adres shinasın bermeydi. Kerisinshe, maǵlıwmatlar blok boyınsha oqılıwı kerek, ádettegi blok ólshemleri júzlegen yamasa mıńlaǵan bitlerdi quraydı. Bul NAND fleshti baǵdarlama ROMınıń ornın tikkeley basıwǵa jaramsız etedi, sebebi kópshilik mikroprocessorlar hám mikrokontrollerler bayt dárejesinde erkin kiriwdi talap etedi. Bul jaǵınan, NAND flesh qattı diskler hám optikalıq media sıyaqlı basqa da ekinshi dárejeli maǵlıwmat saqlaw qurılmalarına uqsas, sonlıqtan yad kartaları hám qattı-dene diskler (SSD) sıyaqlı kóp mólsherli saqlaw qurılmalarında qollanıwǵa júdá qolaylı. Mısalı, SSD-ler bir neshe NAND flesh yad chiplerin paydalanıp maǵlıwmatlardı saqlaydı.

Birinshi NAND tiykarındaǵı almalı-salmalı yad karta formatı 1995-jılı shıǵarılǵan SmartMedia boldı. Onnan keyin kóp basqaları payda boldı, sonıń ishinde MultiMediaCard, Secure Digital, Memory Stick hám xD-Picture Card.

Keyingi rawajlanıwlar

Yad karta formatlarınıń jańa áwladı, sonıń ishinde RS-MMC, miniSD hám microSD, júdá kishi ólshemlerge iye. Mısalı, microSD kartasınıń maydanı 1.5 sm2 den sál úlkenirek, al qalıńlıǵı 1 mm den kem.

NAND flesh 2000-jıllardıń aqırı menen 2010-jıllardıń basında kommerciyalıq qollanıwǵa engizilgen bir qatar tiykarǵı texnologiyalar nátiyjesinde yadtıń áhmiyetli dárejedegi tıǵızlıǵına eristi.

2005-jılǵa shekem NOR flesh eń keń tarqalǵan flesh yad túri bolıp esaplanǵan, al 2005-jıldan baslap NAND flesh satıwlar boyınsha NOR fleshten ozıp ketti.[20]

Kóp dárejeli yacheyka (MLC) texnologiyası hár bir yad yacheykasında birden kóp bit saqlaydı. NEC 1998-jılı kóp dárejeli yacheyka (MLC) texnologiyasın kórsetti, bunda 80 Mb flesh yad chipi hár yacheykada 2 bit saqlaǵan.[21] STMicroelectronics te 2000-jılı MLC texnologiyasın 64 MB NOR flesh yad chipinde kórsetti.[22] 2009-jılı Toshiba hám SanDisk hár yacheykada 4 bit saqlaytuǵın hám 64 Gbit sıyımlılıqqa iye bolǵan QLC texnologiyalı NAND flesh chiplerin usındı.[23] Samsung Electronics úsh dárejeli yacheyka (TLC) texnologiyasın kirgizdi, ol hár yacheykada 3 bit saqlaydı, hám 2010-jılı TLC texnologiyası menen NAND chiplerin ǵalabalı túrde islep shıǵarıwdı basladı.[24]

Zaryad tutqısh flesh

Zaryad tutqısh flesh (CTF) texnologiyası polisilikon qalqıwshı zatvordı, yaǵnıy joqarıda bloklawshı zatvor oksidi hám tómeninde tunnel oksidi arasında jaylasqan qatlamdı, elektr izolyaciyalanǵan kremniy nitrid qatlamı menen almastıradı; kremniy nitrid qatlamı elektronlardı tutıp qaladı. Teoriyada, CTF elektron aǵıp ketiwine azıraq beyim bolıp, maǵlıwmatlardı saqlawdı jaqsılaydı.[25][26][27][28][29][30]

CTF polisilikondı elektr izolyaciyalanǵan nitrid penen almastırǵanlıqtan, ol kishirek yacheykalarǵa hám joqarı shıdamlılıqqa (tómenirek degradaciya yamasa tozıw) múmkinshilik beredi. Biraq, elektronlar nitridte qamalıp qalıp, jıynalıp qalıwı múmkin, bul degradaciyaǵa alıp keledi. Aǵıp ketiw joqarı temperaturalarda kúsheyedi, sebebi elektronlar temperatura kóterilgen sayın kóbirek kúsheyedi. Biraq, CTF texnologiyası ele de tunnel oksidi hám bloklawshı qatlamdı qollanadı, bular texnologiyanıń hálsiz tárepleri bolıp esaplanadı, sebebi olar ádettegi usıllar menen buzılıwı múmkin (tunnel oksidi júdá joqarı elektr maydanları sebepli, al bloklawshı qatlam Anod Íssı Tesik Injekciyası (AHHI) sebepli zaqımlanıwı múmkin).[31][32]

Oksidlerdiń degradaciyası yamasa tozıwı flesh yadtıń sheklengen shıdamlılıqqa iye bolıwınıń sebebi bolıp tabıladı, hám degradaciya artqan sayın maǵlıwmatlardı saqlaw qábileti tómenleydi (maǵlıwmatlardı joǵaltıw qáwpi artadı), sebebi oksidler degradaciyaǵa ushıraǵan sayın ózleriniń elektr izolyaciyalaw qásiyetlerin joǵaltadı. Oksidler elektronlardı izolyaciyalawı kerek, olardıń aǵıp ketiwiniń aldın alıw ushın, sebebi bul maǵlıwmatlardıń joǵalıwına alıp keledi.

1991-jılı, NEC kompaniyasınıń izertlewshileri, sonıń ishinde N. Kodama, K. Oyama hám Xiroki Shiray zaryad tutıw usılın qollanatuǵın flesh yad túrin súwretledi. 1998-jılı, Saifun Semiconductors kompaniyasınıń (keyin Spansion tárepinen satıp alınǵan) xızmetkeri Boaz Eytan dástúrli flesh yad dizaynlarında qollanılatuǵın ádettegi júziwshi dárwazanıń ornına zaryad tutıwshı qatlamnan paydalanatuǵın NROM dep atalǵan flesh yad texnologiyasına patent aldı.[33] 2000-jılı, Advanced Micro Devices (AMD) kompaniyasınıń Richard M. Fastow basshılıǵındaǵı izertlew toparı, mısırlı injener Xaled Z. Axmed hám iordaniyalı injener Samir Xaddad (keyin Spansion kompaniyasına qosılǵan) NOR flesh yad yacheykaları ushın zaryad tutıw mexanizmin kórsetti.[34] CTF keyinirek 2002-jılı AMD hám Fujitsu tárepinen kommerciyalıq túrde qollanıldı. 3D V-NAND (vertikal NAND) texnologiyası NAND flesh yad yacheykaların 3D zaryad tutıw flesh (CTP) texnologiyasın qollanıp, chip ishinde vertikal túrde jaylastıradı. 3D V-NAND texnologiyası birinshi ret 2007-jılı Toshiba tárepinen járiyalandı, al 24 qatlamlı birinshi qurılma 2013-jılı Samsung Electronics tárepinen kommerciyalıq túrde shıǵarıldı.[35]

3D integral sxema texnologiyası

3D integral sxema (3D IC) texnologiyası integral sxema (IC) chiplerin bir 3D IC paketine vertikal túrde jaylastıradı. Toshiba 3D IC texnologiyasın NAND flesh yadına 2007-jıldıń aprel ayında engizdi. Olar 16 GB eMMC úylesimli (ónim nomeri THGBAM0G7D8DBAI6, kóbinese tutınıwshı veb-saytlarında THGAM dep qısqartıladı) ornatılǵan NAND flesh yad paketin usındı, ol segiz dana 2 GB NAND flesh chipleri jaylastırılıp islep shıǵarılǵan edi.[36] 2007-jıldıń sentyabr ayında Hynix Semiconductor (házirgi SK Hynix) 24 qatlamlı 3D IC texnologiyasın tanıstırdı, ol plastina baylanıstırıw processi arqalı 24 NAND flesh chipi jaylastırılǵan 16 GB flesh yad paketinen ibarat edi. Toshiba jáne de 2008-jılı óziniń 32 GB THGBM flesh paketi ushın segiz qatlamlı 3D IC qollandı.[37] 2010-jılı Toshiba óziniń 128 GB THGBM2 flesh paketi ushın 16 qatlamlı 3D IC qollandı, ol 16 dana 8 GB chip jaylastırılıp islep shıǵarılǵan edi.[38] 2010-jılları 3D IC mobil qurılmalardaǵı NAND flesh yadı ushın keń kommerciyalıq qollanıwǵa iye boldı.[39][40]

2016-jılı Micron hám Intel CMOS Under the Array/CMOS Under Array (CUA), Core over Periphery (COP), Periphery Under Cell (PUA) yamasa Xtacking[41] dep atalatuǵın texnologiyanı tanıstırdı. Bul texnologiyada flesh yad ushın basqarıw sxeması flesh yad yacheykaları massiviniń astına yamasa ústine jaylastırıladı. Bul flesh yad chipiniń ploskostları yamasa bólimleri sanın basqarıw yamasa periferiya sxemasına ajıratılǵan maydandı úlkeytpesten, 2 ploskostten 4-ke shekem kóbeytiwge múmkinshilik berdi. Bul flesh chip yamasa kristall basına IO operaciyaları sanın kóbeytedi, biraq sonday-aq flesh yadqa jazıw ushın qollanılatuǵın zaryadlı nasoslar ushın kondensatorlar qurıwda qıyınshılıqlar payda etedi.[42][43][44] Ayırım flesh kristalları 6-ǵa shekem keńislikke iye.[45]

2017-jıldıń avgust ayına kelip, 400 GB (400 milliard bayt) sıyımlılıqqa iye microSD kartaları payda boldı.[46] Sol jılı Samsung óziniń 3D IC chip jaylastırıw texnologiyasın 3D V-NAND hám TLC texnologiyaları menen birgelikte qollanıp, segiz dana 64 qatlamlı V-NAND chipleri jaylastırılǵan 512 GB KLUFG8R1EM flesh yad paketin islep shıǵardı.[8] 2019-jılı Samsung segiz dana 96 qatlamlı V-NAND paketi jaylastırılǵan hám QLC texnologiyasın qollanǵan 1024 GB flesh paketin islep shıǵardı.[47][48]

Islew principleri

Flesh yad yacheykası

Flesh yad informaciyanı qalqıwshı zatvorlı tranzistorlardan jasalǵan yad yacheykaları massivinde saqlaydı. Bir dárejeli yacheykalı (SLC) qurılmalarda, hár bir yacheyka tek bir bit informaciyanı saqlaydı. Kóp dárejeli yacheykalı (MLC) qurılmalar, sonıń ishinde úsh dárejeli yacheykalı (TLC) qurılmalar, bir yacheykada birden kóp bit saqlay aladı.

Qalqıwshı zatvor ótkizgish bolıwı múmkin (kópshilik flesh yad túrlerinde ádette polikremniy qollanıladı) yamasa ótkizgish emes bolıwı múmkin (SONOS flesh yadında bolǵanı sıyaqlı).[49]

Qalqıwshı zatvorlı MOSFET

Flesh yadta, hár bir yad yacheykası standart metal-oksid-yarım ótkizgish maydan effektli tranzistorǵa (MOSFET) uqsaydı, biraq tranzistordıń bir emes, eki zatvorı bar. Yacheykalardı eki terminal (derek hám stok) arasında tok aǵatuǵın hám qalqıwshı zatvor (FG) hám basqarıwshı zatvor (CG) arqalı basqarılatuǵın elektr sóndirgish retinde qarawǵa boladı. CG basqa MOS tranzistorlardaǵı zatvorǵa uqsas, biraq onıń astında hámme tárepten oksid qatlamı menen izolyaciyalanǵan FG bar. FG CG menen MOSFET kanalı arasına jaylastırılǵan. FG elektr jaqtan izolyaciyalanǵanlıqtan, oǵan jaylastırılǵan elektronlar uslanıp qaladı. FG elektronlar menen zaryadlanǵanda, bul zaryad CG-dan elektr maydanın ekranlaydı, sonlıqtan yacheykanıń bosaǵa kernewin (VT) arttıradı. Bul yacheykanıń VT mánisin FG zaryadın ózgertiw arqalı zaryadlanbaǵan FG bosaǵa kernewi (VT1) menen joqarı zaryadlanǵan FG bosaǵa kernewi (VT2) arasında ózgertiwge boladı degendi ańlatadı. Yacheykadan mánisti oqıw ushın, CG-ǵa VT1 menen VT2 arasındaǵı aralıq kernew (VI) qollanıladı. Eger VI kernewinde kanal ótkizse, FG zaryadlanbaǵan bolıwı kerek (eger ol zaryadlanǵan bolsa, VI VT2-den kishi bolǵanlıqtan, ótkiziw bolmas edi). Eger VI kernewinde kanal ótkizbese, bul FG-nıń zaryadlanǵanın kórsetedi. Yacheykanıń eki sanlı mánisi CG-ǵa VI berilgende tranzistor arqalı tok aǵıp-aqpawın anıqlaw arqalı seziledi. Kóp dárejeli yacheyka qurılmasında, yaǵnıy bir yacheykada birden kóp bit saqlaytuǵın qurılmada, FG-daǵı zaryad dárejesin anıǵıraq anıqlaw ushın tok aǵımınıń bar-joqlıǵı emes, al onıń muǵdarı ólshenedi.

Qalqıwshı zatvorlı MOSFETler usılay ataladı, sebebi qalqıwshı zatvor menen kremniy arasında elektr izolyaciyalanıwshı tunnel oksid qatlamı bar, sonlıqtan zatvor kremniydiń ústinde "qalqıp" turadı. Oksid elektronlardı qalqıwshı zatvorda uslap turadı. Qalqıwshı zatvorlı flesh yadtıń buzılıwı yamasa tozıwı (hám sheklengen shıdamlılıǵı) oksidtiń júdá joqarı elektr maydanına (bir santimetrge on million volt) ushırawı sebepli júz beredi. Bunday joqarı kernew tıǵızlıqları waqıt ótiwi menen salıstırmalı juqa oksidtegi atom baylanısların buzıp, onıń elektr izolyaciyalawshı qásiyetlerin ástelik penen tómenletedi hám elektronlardıń qalqıwshı zatvorda erikli túrde tutılıwına hám ótiwine (aǵıwına) jol qoyadı, bul maǵlıwmatlardıń joǵalıw itimallıǵın arttıradı, sebebi elektronlar (olardıń muǵdarı hár qıylı zaryad dárejelerin kórsetiw ushın qollanıladı, hám hár bir dáreje MLC fleshinde bitlerdiń hár qıylı kombinaciyasına sáykes keledi) ádette qalqıwshı zatvorda boladı. Usı sebepli, tozıw artqan sayın maǵlıwmatlardı saqlaw múddeti qısqaradı hám maǵlıwmatlardı joǵaltıw qáwpi artadı.[50][51][29][52][53] Yacheykadaǵı kremniy oksidi hár bir óshiriw operaciyası menen tozadı. Tozıw waqıt ótiwi menen yacheykadaǵı teris zaryadtıń muǵdarın arttıradı, sebebi oksidte tutılǵan elektronlar basqarıw zatvorı kernewiniń bir bólegin joq qıladı, bul waqıt ótiwi menen yacheykanı óshiriwdi de ásteletedi, sonlıqtan NAND chipiniń ónimdarlıǵı hám isenimliligin saqlaw ushın yacheykanı paydalanıwdan shıǵarıw kerek boladı. Shıdamlılıq ta yacheykadaǵı bitler sanı kóbeygen sayın tómenleydi. Yacheykadaǵı bitler sanı kóbeygen sayın, yacheykadaǵı múmkin bolǵan jaǵdaylar sanı (hár biri hár qıylı kernew dárejesi menen kórsetiledi) artadı hám programmalastırıw ushın qollanılatuǵın kernewlerge sezgir boladı. Kremniy oksidiniń tozıwın ótew ushın kernewler dúzetiliwi múmkin, al bitler sanı artqan sayın, múmkin bolǵan jaǵdaylar sanı da artadı, sonlıqtan yacheyka programmalastırıw kernewleriniń dúzetiliwine az shıdamlı boladı, sebebi yacheykadaǵı hár bir jaǵdaydı anıqlaytuǵın kernew dárejeleri arasındaǵı aralıq kemeyedi.[54]

Fauler–Nordxeym tunnelleniwi

Elektronlardı basqarıw dárwazasınan qalqıwshı dárwazaǵa kóshiriw processi Fauler–Nordxeym tunnelleniwi dep ataladı, hám ol MOSFETtiń bosaǵa (shekli) kernewin arttırıw arqalı yacheykanıń tiykarǵı qásiyetlerin ózgertedi. Bul, óz gezeginde, berilgen dárwaza kernewi ushın tranzistor arqalı ótetuǵın aǵıs-derek togın ózgertedi, ol aqırında ekilik mánisti kodlaw ushın qollanıladı. Fauler-Nordxeym tunnelleniw effekti qaytımlı, sonlıqtan elektronlar qalqıwshı dárwazaǵa qosılıwı yamasa onnan alıp taslanıwı múmkin, bul processler dástúrli túrde jazıw hám óshiriw dep ataladı.[55]

Ishki zaryad nasosları

Salıstırmalı túrde joqarı programmalaw hám óshiriw kernewleri talap etilgenine qaramastan, búgingi kúnde derlik barlıq flesh chipleri tek bir támiyinlew kernewin talap etedi hám talap etiletuǵın joqarı kernewlerdi chiptegi zaryad nasosları járdeminde payda etedi.

1.8 V-NAND flesh chipi tárepinen paydalanılatuǵın energiyanıń yarımınan kóbisi zaryad nasosınıń ózinde joǵaladı. Kúsheytiwshi túrlendirgishler tábiyiy túrde zaryad nasoslarına qaraǵanda kóbirek nátiyjeli bolǵanlıqtan, tómen quwatlı SSDlerdi rawajlandırıwshı izertlewshiler barlıq dáslepki flesh chiplerinde qollanılǵan qos Vcc/Vpp támiyinlew kernewlerine qaytıwdı usınıs etti, SSDdegi barlıq flesh chipleri ushın joqarı Vpp kernewin bir bólisilgen sırtqı kúsheytiwshi túrlendirgish penen basqaradı.[56][57][58][59][60][61][62]

Kosmos kemelerinde hám basqa da joqarı radiaciyalı ortalıqlarda, chiptegi zaryad nasosı flesh chiptiń birinshi bolıp isten shıǵatuǵın bólegi bolıp tabıladı, biraq flesh yadlar ádewir joqarı radiaciya dárejelerinde de – tek oqıw rejiminde – islewin dawam etedi.

NOR flesh

NOR flesh yadınıń kremniydegi sım tartılıwı hám strukturası

NOR fleshte, hár bir yacheykanıń bir ushı tuwrıdan-tuwrı jerge, al ekinshi ushı tikkeley bit sızıǵına qosılǵan. Bul jaylasıw "NOR flesh" dep ataladı, sebebi ol NOR logikalıq dárwazası sıyaqlı háreket etedi: sóz sızıqlarınıń birewi (yacheykanıń CG-ne qosılǵan) joqarıǵa kóterilgende, sáykes saqlaw tranzistorı shıǵıs bit sızıǵın tómenge tartıw ushın háreket etedi. NOR flesh diskret turaqlı yad qurılmasın talap etetuǵın engizilgen qollanıwlar ushın tańlaw texnologiyası bolıp qala beredi. NOR qurılmalarına tán tómen oqıw keshigiwleri bir yad ónimine hám tikkeley kod orınlawdı, hám maǵlıwmatlardı saqlawdı múmkin etedi.[63]

Programmalastırıw

NOR yad yacheykasın programmalastırıw (onı logikalıq 0-ge ornatıw), ıssı elektron inekciyası arqalı
NOR yad yacheykasın óshiriw (onı logikalıq 1-ge ornatıw), kvantlıq tunnellew arqalı

Bir dárejeli NOR flesh yacheykası óziniń dáslepki halında logikalıq jaqtan ekilik "1" mánisine teń, sebebi basqarıw dárwazasına sáykes kernew berilgende tok kanaldan ótedi, sonlıqtan bit sızıǵınıń kernewi tómenleydi. NOR flesh yacheykasın tómendegi procedura arqalı programmalastırıw, yaǵnıy ekilik "0" mánisine ornatıw múmkin:

  • basqarıw dárwazasına joqarı qosıw kernewi (ádette >5 V) beriledi
  • endi kanal qosılǵan, sonlıqtan elektronlar derekten stokqa óte aladı (NMOS tranzistorın esapqa alǵanda)
  • derek-stok togı jetkilikli dárejede joqarı bolıp, ayırım joqarı energiyalı elektronlardıń izolyaciyalawshı qatlamnan ótip, qalqıwshı dárwazaǵa sekiriwine alıp keledi, bul process ıssı elektron inekciyası dep ataladı.

Óshiriw

NOR flesh yacheykasın óshiriw ushın (onı "1" jaǵdayına qaytarıw), basqarıw dárwazası menen derek terminalı arasında qarama-qarsı polyarlıqtaǵı úlken kernew qollanıladı, bul Fauler-Nordxeym tunnelleniwi (FN tunnelleniwi) arqalı elektronlardı qalqıwshı dárwazadan tartıp aladı.[64] Bul process teris dárwaza deregi derek óshiriwi dep ataladı. Jańaraq NOR yadları teris dárwaza kanalı óshiriwin qollanıp óshiredi, bunda NOR yad yacheykası blogınıń sóz sızıǵına hám P-qudıǵına kernew beriledi, bul FN tunnelleniwiniń ámelge asırılıwına hám yacheyka blogınıń óshiriliwine múmkinshilik beredi. Eski yadlar derek óshiriwin qollanǵan, bunda derekke joqarı kernew berilip, soń elektronlar qalqıwshı dárwazadan derekke kóshirilgen.[65][66] Házirgi NOR flesh yadı chipleri óshiriw segmentlerine (kóbinese bloklar yamasa sektorlar dep ataladı) bólingen. Óshiriw operaciyası tek blok tiykarında orınlanıwı múmkin; óshiriw segmentindegi barlıq yacheykalar birge óshiriliwi kerek.[67] Biraq, NOR yacheykaların programmalastırıw ulıwma alǵanda bir bayt yamasa sóz boyınsha orınlanıwı múmkin.

Derekler

  1. ↑ 1,0 1,1 „1987: Toshiba Launches NAND Flash“. eWeek (11-aprel 2012-jıl). Qaraldı: 20-iyun 2019-jıl. Silteme kórsetiwdegi qátelik: Invalid <ref> tag; name ":0" defined multiple times with different content
  2. ↑ "A Flash Storage Technical and Economic Primer". FlashStorage.com. 30 March 2015. http://www.flashstorage.com/flash-storage-technical-economic-primer/. 
  3. ↑ „Flash Memory Guide“. Kingston Technology (2012). 19-oktyabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 4-dekabr 2023-jıl.
  4. ↑ Bauer. „HDD vs SSD: What Does the Future for Storage Hold?“. Backblaze (6-mart 2018-jıl). 22-dekabr 2022-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  5. ↑ „Memory Module Serial Presence-Detect Introduction“. Micron Technology. 26-iyul 2022-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 1-iyun 2022-jıl.
  6. ↑ „Serial Presence Detect - Technical Reference“. Texas Instruments (yanvar 1998). 4-dekabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  7. ↑ Shilov, Anton (30 January 2019). "Samsung Starts Production of 1 TB eUFS 2.1 Storage for Smartphones". AnandTech. https://www.anandtech.com/show/13918/samsung-starts-production-of-1-tb-eufs-21-storage-for-smartphones. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Shilov, Anton (5 December 2017). "Samsung Starts Production of 512 GB UFS NAND Flash Memory: 64-Layer V-NAND, 860 MB/s Reads". AnandTech. https://www.anandtech.com/show/12120/samsung-starts-production-of-512-gb-ufs-chips.  Silteme kórsetiwdegi qátelik: Invalid <ref> tag; name "anandtech-20171205" defined multiple times with different content
  9. ↑ Tyson, Mark. "Samsung enables 1TB eUFS 2.1 smartphones". Hexus. https://hexus.net/tech/news/storage/127010-samsung-enables-1tb-eufs-21-smartphones/. 
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 „1971: Reusable semiconductor ROM introduced“. The Storage Engine. Computer History Museum (11-iyun 2018-jıl). 10-avgust 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 19-iyun 2019-jıl. Silteme kórsetiwdegi qátelik: Invalid <ref> tag; name "computerhistory1971" defined multiple times with different content
  11. ↑ 11,0 11,1 Fulford. „Unsung hero“. Forbes (24-iyun 2002-jıl). 3-mart 2008-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 18-mart 2008-jıl. Silteme kórsetiwdegi qátelik: Invalid <ref> tag; name "forbes" defined multiple times with different content
  12. ↑ Tyson. „How ROM Works“. HowStuffWorks (29-avgust 2000-jıl). 2-dekabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 10-sentyabr 2019-jıl.
  13. ↑ Simko. „Electrically programmable and electrically erasable MOS memory cell“ (17-mart 1977-jıl).
  14. ↑ Frohman-Bentchkowsky. „Electrically programmable and erasable MOS floating gate memory device employing tunneling and method of fabricating same“ (15-dekabr 1978-jıl).
  15. ↑ „NAND Flash Memory: 25 Years of Invention, Development – Data Storage – News & Reviews“. eWeek.com. 18-avgust 2014-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 18-avgust 2014-jıl.
  16. ↑ „Toshiba: Inventor of Flash Memory“. Toshiba. 20-iyun 2019-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 20-iyun 2019-jıl.
  17. ↑ Tal. „NAND vs. NOR flash technology: The designer should weigh the options when using flash memory“ (fevral 2002). 28-iyul 2010-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 31-iyul 2010-jıl.
  18. ↑ „H8S/2357 Group, H8S/2357F-ZTATTM, H8S/2398F-ZTATTM Hardware Manual“. Renesas (oktyabr 2004). — „The flash memory can be reprogrammed up to 100 times.“. 9-yanvar 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 23-yanvar 2012-jıl.
  19. ↑ „AMD DL160 and DL320 Series Flash: New Densities, New Features“. AMD (iyul 2003). — „The devices offer single-power-supply operation (2.7 V to 3.6 V), sector architecture, Embedded Algorithms, high performance, and a 1,000,000 program/erase cycle endurance guarantee.“. 24-sentyabr 2015-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 13-noyabr 2014-jıl.
  20. ↑ „NAND overtakes NOR in flash memory“. CNET.
  21. ↑ NEC (28-oktyabr 1997-jıl). „NEC and SanDisk Develop 80Mb Flash Memory“. Press-reliz.
  22. ↑ „Memory“. STOL (Semiconductor Technology Online). 2-noyabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 25-iyun 2019-jıl.
  23. ↑ Toshiba (11-fevral 2009-jıl). „Toshiba Makes Major Advances in NAND Flash Memory with 3-bit-per-cell 32nm generation and with 4-bit-per-cell 43nm technology“. Press-reliz.
  24. ↑ „History“. Samsung Electronics. Samsung. Qaraldı: 19-iyun 2019-jıl.
  25. ↑ "Interview: Spansion's CTO Talks About Embedded Charge Trap NOR Flash Technology". https://www.electronicdesign.com/technologies/memory/article/21796009/interview-spansions-cto-talks-about-embedded-charge-trap-nor-flash-technology. 
  26. ↑ Embedded Flash Memory for Embedded Systems: Technology, Design for Sub-systems, and Innovations. 
  27. ↑ Introduction to flash memory. 
  28. ↑ Review paper: Nano-floating gate memory devices. 
  29. ↑ 29,0 29,1 Aravindan. „Flash 101: Types of NAND Flash“. embedded.com (13-noyabr 2018-jıl). 6-noyabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Silteme kórsetiwdegi qátelik: Invalid <ref> tag; name "auto5" defined multiple times with different content
  30. ↑ Overview of emerging nonvolatile memory technologies. 
  31. ↑ Sheldon. „Charge trap technology advantages for 3D NAND flash drives“. SearchStorage (19-iyun 2023-jıl). 9-avgust 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  32. ↑ 3D Flash Memories. 
  33. ↑ Eitan. „US Patent 5,768,192: Non-volatile semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping“. US Patent & Trademark Office. 22-fevral 2020-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 22-may 2012-jıl.
  34. ↑ Bake induced charge gain in NOR flash cells. https://www.researchgate.net/publication/3253902. 
  35. ↑ Samsung (13-avgust 2013-jıl). „Samsung Introduces World's First 3D V-NAND Based SSD for Enterprise Applications“. Press-reliz.
  36. ↑ Toshiba (17-aprel 2007-jıl). „Toshiba commercializes Industry's Highest Capacity Embedded NAND Flash Memory for Mobile Consumer Products“. Press-reliz.
  37. ↑ "Hynix Surprises NAND Chip Industry". https://www.koreatimes.co.kr/www/news/biz/2007/09/123_9628.html. 
  38. ↑ Toshiba (7-avgust 2008-jıl). „Toshiba Launches the Largest Density Embedded NAND Flash Memory Devices“. Press-reliz.
  39. ↑ Toshiba (17-iyun 2010-jıl). „Toshiba Launches Industry's Largest Embedded NAND Flash Memory Modules“. Press-reliz.
  40. ↑ Úlgi:Cite conference
  41. ↑ Mellor. „NAND we'll send foreign tech packing, says China of Xtacking: DRAM-speed... but light on layer-stacking“. www.theregister.com.
  42. ↑ Tallis. „2021 NAND Flash Updates from ISSCC: The Leaning Towers of TLC and QLC“. www.anandtech.com.
  43. ↑ Mellor, Chris. "What the PUC: SK Hynix next to join big boys in 96-layer 3D NAND land". https://www.theregister.com/2018/11/05/sk_hynix_96_layer_flash_chip/. 
  44. ↑ Mellor, Chris. "Look who's avoided getting chatty about XPoint again. Micron... let's get non-volatile". https://www.theregister.com/2016/02/22/microns_journey_into_the_depths_of_nonvolatility/. 
  45. ↑ Alcorn. „Micron Takes Lead With 232-Layer NAND Flash, up to 2TB per Chip Package“ (en). Tom's Hardware (26-iyul 2022-jıl). Qaraldı: 31-may 2024-jıl.
  46. ↑ SanDisk (31-avgust 2017-jıl). „Western Digital Breaks Boundaries with World's Highest-Capacity microSD Card“. Press-reliz.
  47. ↑ "Samsung makes 1TB flash eUFS module". https://www.electronicsweekly.com/news/business/samsung-makes-1tb-flash-module-2019-01/. 
  48. ↑ "Samsung Shares SSD Roadmap for QLC NAND And 96-layer 3D NAND". https://www.anandtech.com/show/13497/samsung-shares-ssd-roadmap-for-qlc-nand-and-96layer-3d-nand. 
  49. ↑ Basinger, Matt (18 January 2007), PSoC Designer Device Selection Guide (PDF), AN2209, 31 October 2009da túp nusqadan arxivlendi, „The PSoC ... utilizes a unique Flash process: SONOS“{{citation}}: CS1 maint: unfit URL ()
  50. ↑ Windbacher. „2.1.1 Flash Memory“. Engineering Gate Stacks for Field-Effect Transistors. 9-noyabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  51. ↑ „Floating Gate MOS Memory“. University of Minnesota. 8-avgust 2022-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  52. ↑ Shimpi, Anand Lal. "The Intel SSD 710 (200GB) Review". https://www.anandtech.com/show/4902/intel-ssd-710-200gb-review. 
  53. ↑ „Flash Memory Reliability, Life & Wear“. Electronics Notes. 2-noyabr 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi.
  54. ↑ Vättö, Kristian. "Understanding TLC NAND". https://www.anandtech.com/show/5067/understanding-tlc-nand/2. 
  55. ↑ „Solid State bit density, and the Flash Memory Controller“. hyperstone.com (17-aprel 2018-jıl). 9-iyun 2023-jılda túp nusqadan arxivlendi. Qaraldı: 29-may 2018-jıl.
  56. ↑ Yasufuku, Tadashi; Ishida, Koichi; Miyamoto, Shinji; Nakai, Hiroto; Takamiya, Makoto; Sakurai, Takayasu; Takeuchi, Ken (2009), „Proceedings of the 14th ACM/IEEE international symposium on Low power electronics and design - ISLPED '09“, IEICE Transactions on Electronics, 93-tom, № 3, 87–92-bet, Bibcode:2010IEITE..93..317Y, doi:10.1145/1594233.1594253, ISBN 9781605586847, S2CID 6055676, 5 March 2016da túp nusqadan arxivlendi
  57. ↑ Micheloni, Rino; Marelli, Alessia; Eshghi, Kam (2012), Inside Solid State Drives (SSDs), Bibcode:2013issd.book.....M, ISBN 9789400751460, 9 February 2017da túp nusqadan arxivlendi {{citation}}: Unknown parameter |publisher= ignored (járdem)
  58. ↑ Micheloni, Rino; Crippa, Luca (2010), Inside NAND Flash Memories, ISBN 9789048194315, 9 February 2017da túp nusqadan arxivlendi {{citation}}: Unknown parameter |publisher= ignored (járdem) In particular, Takeuchi, K. „Low power 3D-integrated SSD“,. Inside NAND Flash Memories, 2010 — 515–536 bet. DOI:10.1007/978-90-481-9431-5_18. ISBN 978-90-481-9430-8. 
  59. ↑ Mozel, Tracey (2009), CMOSET Fall 2009 Circuits and Memories Track Presentation Slides, ISBN 9781927500217, 9 February 2017da túp nusqadan arxivlendi {{citation}}: Unknown parameter |publisher= ignored (járdem)
  60. ↑ Yasufuku, Tadashi (March 2010). Inductor and TSV Design of 20-V Boost Converter for Low Power 3D Solid State Drive with NAND Flash Memories. pp. 317–323. doi:10.1587/transele.E93.C.317. 
  61. ↑ „4-times faster rising VPASS (10V), 15% lower power VPGM (20V), wide output voltage range voltage generator system for 4-times faster 3D-integrated solid-state drives“ 200–201 (iyun 2011).
  62. ↑ Ishida, Koichi (May 2011). 1.8 V Low-Transient-Energy Adaptive Program-Voltage Generator Based on Boost Converter for 3D-Integrated NAND Flash SSD. pp. 1478–1487. doi:10.1109/JSSC.2011.2131810. 
  63. ↑ Zitlaw, Cliff (2 May 2011). "The Future of NOR Flash Memory". Memory Designline (UBM Media). https://www.eetimes.com/the-future-of-nor-flash-memory/. 
  64. ↑ Springer Handbook of Semiconductor Devices, 10 November 2022. ISBN 978-3-030-79827-7. 
  65. ↑ CMOS Processors and Memories, 9 August 2010. ISBN 978-90-481-9216-8. 
  66. ↑ Tanzawa, T. (2002). High-voltage transistor scaling circuit techniques for high-density negative-gate channel-erasing NOR flash memories. pp. 1318–1325. doi:10.1109/JSSC.2002.803045. 
  67. ↑ Flash Memories: Economic Principles of Performance, Cost and Reliability Optimization, 12 September 2013. ISBN 978-94-007-6082-0. 
«https://kaa.wikipedia.org/w/index.php?title=Flesh_yad&oldid=102656» saytınan alınǵan