Flash Memory: ecco come funzionano..
Confrontiamo le dimensioni
I benefici delle memorie flash - o, più precisamente, della Flash-EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) - sono facili da enumerare. Grazie a dei continui shock elettrici permettono di mantenere i dati immagazzinati anche quando il dispositivo è spento. L'energia richiesta è minima, e i chip della memoria sono piccolissimi, leggeri e relativamente convenienti.
Benché le flash memory possono essere utilizzate anche come RAM statiche (SRAM), la scrittura su questi dispositivi è un po' complicata: più che altro i problemi principali riguardano l'indirizzamento, l'accesso e la cancellazione della memoria. Questo è il motivo per cui la scrittura è sempre più lenta della lettura.
Una storia che spesso non si racconta riguarda il numero limitato di cicli di scrittura tollerati, dato che la carica elettrica altera permanentemente lo stato dei transistor. Queste cariche sono isolate da dei layer, che aiutano a mantenere lo stato, ma con il passare del tempo perdono di efficacia. I produttori di semiconduttori assicurano la possibilità di scrivere le memorie oltre 100.000 volte, anche se questo numero è degno di qualche scetticismo.
Un'altra distinzione più essere fatta per il tipo di memoria, NOR o NAND, che distinguono la modalità in cui le celle di memoria lavorano. Le flash NOR sono indirizzabili linearmente e utilizzano un processore convenzionale, che si occupa di fornire il codice da eseguire. Tuttavia, questa logica è più lenta della NAND, e richiede più energia per scrivere e leggere.
Tutti i dispositivi di memoria di cui ci occuperemo in questo articolo appartengono alla tipologia NAND. Le prestazioni sono maggiori, il consumo di corrente è minore, e lavorano grazie a un interfaccia bus basata su dei comandi. Tuttavia il controller della memoria è più complesso, e i processori tradizionali richiedono una routine intermedia, che abilita la scrittura/lettura delle flash memory NAND.
Le flash NAND possono essere a loro volta distinte in Multi-Level-Cell e Single-Level-Cell (MLC, SLC). Questa nozione dei livelli è più logica che fisica. Una singola cella MLC offre due bit e quattro possibili stati per immagazzinare i dati: erased (vuota), one third, two thirds, e completamente programmata. La SLC offre solo un bit e due stati; risulta più semplice, veloce e consuma meno energia. Il consumo maggiore di energia nella gestione di una coppia di bit influisce sul deterioramento dei layer di mantenimento; infatti, le MLC sono assicurate solo per 10.000 cicli di scrittura.
L'implementazione della logica SLC è più complessa, e di conseguenza i chip sono più costosi. Tuttavia, grazie alle prestazioni maggiori e alla loro longevità, le SLC hanno conquistato il mercato e sicuramente continueranno a dominarlo.