फ्लैश मेमोरी कैसे काम करती है

हम अपने कंप्यूटर पर सभी प्रकार की फाइलों को संग्रहीत और स्थानांतरित करते हैं - डिजिटल फोटोग्राफ, संगीत फाइलें, वर्ड प्रोसेसिंग दस्तावेज, पीडीएफ और मीडिया के अनगिनत अन्य रूप। लेकिन कभी-कभी आपके कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव ठीक वैसी नहीं होती, जहां आप अपनी जानकारी चाहते हैं। चाहे आप उन फाइलों की बैकअप प्रतियां बनाना चाहते हैं जो आपके सिस्टम से बाहर रहती हैं या यदि आप अपनी सुरक्षा के बारे में चिंतित हैं, तो पोर्टेबल स्टोरेज डिवाइस जो एक प्रकार की इलेक्ट्रॉनिक मेमोरी का उपयोग करते हैं, जिसे फ्लैश मेमोरी कहा जाता है, सही समाधान हो सकता है।

विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति के लिए इलेक्ट्रॉनिक मेमोरी विभिन्न रूपों में आती है। फ्लैश मेमोरी का उपयोग कंप्यूटर, डिजिटल कैमरा और होम वीडियो गेम कंसोल में आसान और तेज सूचना भंडारण के लिए किया जाता है । इसका उपयोग RAM की तुलना में हार्ड ड्राइव की तरह अधिक किया जाता है । वास्तव में, फ्लैश मेमोरी को सॉलिड स्टेट स्टोरेज डिवाइस के रूप में जाना जाता है, जिसका अर्थ है कि कोई हिलता हुआ भाग नहीं है - सब कुछ मैकेनिकल के बजाय इलेक्ट्रॉनिक है।

फ्लैश मेमोरी के कुछ उदाहरण यहां दिए गए हैं:

फ्लैश मेमोरी एक प्रकार की EEPROM चिप है, जो इलेक्ट्रॉनिकली इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड ओनली मेमोरी के लिए है । इसमें एक सेल के साथ स्तंभों और पंक्तियों का एक ग्रिड होता है जिसमें प्रत्येक चौराहे पर दो ट्रांजिस्टर होते हैं (नीचे चित्र देखें)।

दो ट्रांजिस्टर एक पतली ऑक्साइड परत द्वारा एक दूसरे से अलग होते हैं। ट्रांजिस्टर में से एक को फ्लोटिंग गेट के रूप में जाना जाता है , और दूसरे को कंट्रोल गेट के रूप में जाना जाता है । फ्लोटिंग गेट की पंक्ति, या वर्डलाइन का एकमात्र लिंक कंट्रोल गेट के माध्यम से होता है। जब तक यह लिंक मौजूद है, सेल का मान 1 है। मान को 0 में बदलने के लिए फाउलर-नॉर्डहाइम टनलिंग नामक एक जिज्ञासु प्रक्रिया की आवश्यकता होती है ।

इस लेख में, हम यह पता लगाएंगे कि फ्लैश मेमोरी कैसे काम करती है और इसके कुछ रूपों और इसका उपयोग करने वाले उपकरणों के प्रकारों को देखें। आगे, हम टनलिंग के बारे में और बात करेंगे।

अंतर्वस्तु

1. फ्लैश मेमोरी: टनलिंग और इरेज़िंग
2. हटाने योग्य फ्लैश मेमोरी कार्ड
3. फ्लैश मेमोरी मानक

टनलिंग का उपयोग फ्लोटिंग गेट में इलेक्ट्रॉनों के स्थान को बदलने के लिए किया जाता है । फ्लोटिंग गेट पर आमतौर पर 10 से 13 वोल्ट का विद्युत आवेश लगाया जाता है। चार्ज कॉलम, या बिटलाइन से आता है, फ्लोटिंग गेट में प्रवेश करता है और जमीन पर जाता है।

यह चार्ज फ्लोटिंग-गेट ट्रांजिस्टर को इलेक्ट्रॉन गन की तरह काम करने का कारण बनता है । उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को पतली ऑक्साइड परत के दूसरी तरफ धकेल दिया जाता है और इसे एक नकारात्मक चार्ज दिया जाता है। ये ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन कंट्रोल गेट और फ्लोटिंग गेट के बीच एक अवरोध के रूप में कार्य करते हैं। सेल सेंसर नामक एक विशेष उपकरण फ्लोटिंग गेट से गुजरने वाले चार्ज के स्तर की निगरानी करता है। यदि गेट के माध्यम से प्रवाह 50 प्रतिशत सीमा से ऊपर है, तो इसका मान 1 है। जब चार्ज 50-प्रतिशत थ्रेसहोल्ड से नीचे चला जाता है, तो मान 0 में बदल जाता है। एक खाली ईईपीरोम में सभी द्वार पूरी तरह से खुले होते हैं, प्रत्येक सेल को 1 का मान देना।

एक फ्लैश-मेमोरी चिप की कोशिकाओं में इलेक्ट्रॉनों को एक विद्युत क्षेत्र, एक उच्च-वोल्टेज चार्ज के अनुप्रयोग द्वारा सामान्य ("1") पर वापस किया जा सकता है। फ्लैश मेमोरी विद्युत क्षेत्र को या तो संपूर्ण चिप पर या ब्लॉक के रूप में ज्ञात पूर्व निर्धारित वर्गों पर लागू करने के लिए इन-सर्किट वायरिंग का उपयोग करती है । यह चिप के लक्षित क्षेत्र को मिटा देता है, जिसे फिर से लिखा जा सकता है। फ्लैश मेमोरी पारंपरिक ईईपीरोम की तुलना में बहुत तेजी से काम करती है क्योंकि एक बार में एक बाइट को मिटाने के बजाय , यह एक ब्लॉक या पूरी चिप को मिटा देता है, और फिर इसे फिर से लिखता है।

आप सोच सकते हैं कि आपकी कार रेडियो में फ्लैश मेमोरी है, क्योंकि आप प्रीसेट प्रोग्राम करने में सक्षम हैं और रेडियो उन्हें याद रखता है। लेकिन यह वास्तव में फ्लैश रैम का उपयोग कर रहा है । अंतर यह है कि फ्लैश रैम में अपनी सामग्री को बनाए रखने के लिए कुछ शक्ति होनी चाहिए, जबकि फ्लैश मेमोरी बिना किसी बाहरी स्रोत के अपने डेटा को बनाए रखेगी। भले ही आपने बिजली बंद कर दी हो, फ्लैश रैम में डेटा को संरक्षित करने के लिए कार रेडियो थोड़ी मात्रा में करंट खींच रहा है। यही कारण है कि अगर आपकी कार की बैटरी मर जाती है या तार काट दिए जाते हैं तो रेडियो अपने प्रीसेट खो देगा ।

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हार्ड डिस्क के बजाय फ्लैश मेमोरी का उपयोग करने के कुछ कारण हैं :

तो क्यों न हम हर चीज के लिए फ्लैश मेमोरी का ही इस्तेमाल करें? क्योंकि हार्ड डिस्क के लिए प्रति मेगाबाइट की लागत काफी सस्ती है, और क्षमता काफी अधिक है।

ठोस राज्य फ्लॉपी डिस्क कार्ड (SSFDC), बेहतर SmartMedia रूप में जाना जाता है, मूल रूप तोशिबा द्वारा विकसित किया गया था। स्मार्टमीडिया कार्ड 2 एमबी से 128 एमबी तक की क्षमता में उपलब्ध हैं। कार्ड अपने आप में काफी छोटा है, लगभग 45 मिमी लंबा, 37 मिमी चौड़ा और 1 मिमी से कम मोटा है। 

जैसा कि नीचे दिखाया गया है, स्मार्टमीडिया कार्ड बेहद सरल हैं। एक प्लेन इलेक्ट्रोड को बॉन्डिंग वायर द्वारा फ्लैश-मेमोरी चिप से जोड़ा जाता है । फ्लैश-मेमोरी चिप, प्लेन इलेक्ट्रोड और बॉन्डिंग वायर ओवर-मोल्डेड थिन पैकेज (OMTP) नामक तकनीक का उपयोग करके एक राल में एम्बेडेड होते हैं । यह सब कुछ सोल्डरिंग की आवश्यकता के बिना एक पैकेज में एकीकृत करने की अनुमति देता है।

वास्तविक कार्ड बनाने के लिए OMTP मॉड्यूल को आधार कार्ड से चिपकाया जाता है । जब कार्ड को किसी डिवाइस में डाला जाता है तो पावर और डेटा को इलेक्ट्रोड द्वारा फ्लैश-मेमोरी चिप तक ले जाया जाता है। एक नोकदार कोने स्मार्टमीडिया कार्ड की बिजली आवश्यकताओं को इंगित करता है। इलेक्ट्रोड के साथ कार्ड को ऊपर की ओर देखते हुए, यदि पायदान बाईं ओर है, तो कार्ड को 5 वोल्ट की आवश्यकता होती है। अगर नॉच दायीं तरफ है तो इसके लिए 3.3 वोल्ट की जरूरत होती है।

स्मार्टमीडिया कार्ड छोटे ब्लॉक (256- या 512-बाइट की वृद्धि) में मेमोरी को मिटाते, लिखते और पढ़ते हैं। इस दृष्टिकोण का अर्थ है कि वे आपको यह निर्दिष्ट करने की अनुमति देते हुए तेज़, विश्वसनीय प्रदर्शन करने में सक्षम हैं कि आप कौन सा डेटा रखना चाहते हैं। वे हटाने योग्य ठोस-राज्य भंडारण के अन्य रूपों की तुलना में कम कठोर हैं, इसलिए आपको उन्हें संभालते और संग्रहीत करते समय बहुत सावधान रहना चाहिए। एक्सडी-पिक्चर कार्ड और सिक्योर डिजिटल कार्ड जैसे बड़े स्टोरेज क्षमता वाले नए, छोटे कार्डों के कारण, तोशिबा ने अनिवार्य रूप से स्मार्टमीडिया कार्ड का उत्पादन बंद कर दिया है, इसलिए अब उन्हें ढूंढना मुश्किल है।

कॉम्पैक्ट फ्लैश कार्ड 1994 में सैंडिस्क द्वारा विकसित किए गए थे, और वे स्मार्टमीडिया कार्ड से दो महत्वपूर्ण तरीकों से अलग हैं:

कॉम्पेक्टफ्लैश में फ्लैश-मेमोरी चिप्स के साथ एक छोटा सर्किट बोर्ड और एक समर्पित कंट्रोलर चिप होता है, जो एक स्मार्टमीडिया कार्ड से मोटा होता है। कॉम्पैक्ट फ्लैश कार्ड 43 मिमी चौड़े और 36 मिमी लंबे होते हैं, और दो मोटाई में आते हैं: टाइप I कार्ड 3.3 मिमी मोटे होते हैं, और टाइप II कार्ड 5.5 मिमी मोटे होते हैं।

कॉम्पैक्ट फ्लैश कार्ड दोहरे वोल्टेज का समर्थन करते हैं और 3.3 वोल्ट या 5 वोल्ट पर काम करेंगे।

कार्ड की बढ़ी हुई मोटाई स्मार्टमीडिया कार्ड की तुलना में अधिक भंडारण क्षमता की अनुमति देती है। कॉम्पैक्ट फ्लैश का आकार 8 एमबी से लेकर 100GB तक होता है। ऑनबोर्ड नियंत्रक प्रदर्शन को बढ़ा सकता है, विशेष रूप से धीमे प्रोसेसर वाले उपकरणों में । स्मार्टमीडिया कार्ड की तुलना में केस और कंट्रोलर चिप कॉम्पैक्ट फ्लैश कार्ड में आकार, वजन और जटिलता जोड़ते हैं।

स्मार्टमीडिया और कॉम्पैक्टफ्लैश दोनों, साथ ही पीसीएमसीआईए टाइप I और टाइप II मेमोरी कार्ड, पर्सनल कंप्यूटर मेमोरी कार्ड इंटरनेशनल एसोसिएशन (पीसीएमसीआईए) द्वारा विकसित मानकों का पालन करते हैं । इन मानकों के कारण, विभिन्न उपकरणों में कॉम्पैक्टफ्लैश और स्मार्टमीडिया उत्पादों का उपयोग करना आसान है। आप एडेप्टर भी खरीद सकते हैं जो आपको इन कार्डों को एक मानक फ़्लॉपी ड्राइव , यूएसबी पोर्ट या पीसीएमसीआईए कार्ड स्लॉट (कुछ लैपटॉप कंप्यूटरों में उपलब्ध) के माध्यम से एक्सेस करने की अनुमति देते हैं।) उदाहरण के लिए, सोनी के मूल PlayStation और PlayStation 2 के लिए गेम, नवीनतम कंसोल, PlayStation 3 के साथ बैकवर्ड-संगत हैं, लेकिन पुराने सिस्टम द्वारा उपयोग किए जाने वाले मेमोरी कार्ड के लिए कोई स्लॉट नहीं है। गेमर जो अपने सहेजे गए गेम डेटा को नवीनतम सिस्टम पर आयात करना चाहते हैं, उन्हें एक एडेप्टर खरीदना होगा। सोनी की मेमोरी स्टिक सोनी द्वारा पेश किए जाने वाले उत्पादों की एक बड़ी श्रृंखला में उपलब्ध है, और अब अन्य निर्माताओं के उत्पादों में भी दिखाई दे रही है।

हालांकि मानक फल-फूल रहे हैं, कई फ्लैश-मेमोरी उत्पाद हैं जो प्रकृति में पूरी तरह से मालिकाना हैं, जैसे कि कुछ वीडियो गेम सिस्टम में मेमोरी कार्ड। लेकिन यह जानना अच्छा है कि जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटक तेजी से विनिमेय हो जाते हैं और एक-दूसरे के साथ संवाद करने में सक्षम होते हैं ( ब्लूटूथ जैसी तकनीकों के माध्यम से ), मानकीकृत हटाने योग्य मेमोरी आपको अपनी दुनिया को हाथ में रखने की अनुमति देगी।

सितंबर 2006 में, सैमसंग ने PRAM - फेज-चेंज रैंडम एक्सेस मेमोरी के विकास की घोषणा की । यह नई प्रकार की मेमोरी फ्लैश मेमोरी की गैर-वाष्पशील विशेषताओं के साथ रैम की तेज प्रसंस्करण गति को जोड़ती है, जिससे कुछ इसे "परफेक्ट रैम" कहते हैं। PRAM को पारंपरिक फ्लैश मेमोरी की तुलना में 30 गुना तेज और जीवन काल का 10 गुना माना जाता है। सैमसंग की योजना पहले PRAM चिप्स को 2010 में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध कराने की है, जिसकी क्षमता 512 एमबी है [स्रोत: न्यूमोनीक्स ]। वे शायद सेल फोन और अन्य मोबाइल उपकरणों में उपयोग किए जाएंगे, और फ्लैश मेमोरी को पूरी तरह से बदल भी सकते हैं।

फ्लैश मेमोरी, कंप्यूटर मेमोरी के अन्य रूपों और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

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