플래시 메모리 작동 방식

우리는 디지털 사진, 음악 파일, 워드 프로세싱 문서, PDF 및 기타 수많은 형태의 미디어와 같은 모든 종류의 파일을 컴퓨터에 저장하고 전송합니다. 그러나 때때로 컴퓨터의 하드 드라이브가 정보를 원하는 위치에 정확히 있지 않습니다. 시스템에 존재하는 파일의 백업 복사본을 만들고 싶거나 보안이 걱정되는 경우 플래시 메모리 라는 유형의 전자 메모리를 사용하는 휴대용 저장 장치가 올바른 솔루션이 될 수 있습니다.

전자 메모리는 다양한 목적을 위해 다양한 형태로 제공됩니다. 플래시 메모리는 컴퓨터, 디지털 카메라 및 가정용 비디오 게임 콘솔 에서 쉽고 빠른 정보 저장에 사용 됩니다. 그것은 RAM 보다 하드 드라이브 처럼 더 많이 사용됩니다 . 사실, 플래시 메모리는 솔리드 스테이트 저장 장치 로 알려져 있습니다. 즉, 움직이는 부품이 없습니다. 모든 것이 기계적 대신 전자식입니다.

다음은 플래시 메모리의 몇 가지 예입니다.

플래시 메모리는 EEPROM 칩 의 일종으로 전자적으로 지울 수 있는 프로그래밍 가능한 읽기 전용 메모리 를 나타냅니다 . 각 교차점에 두 개의 트랜지스터가 있는 셀이 있는 열과 행 그리드가 있습니다(아래 이미지 참조).

두 트랜지스터는 얇은 산화막에 의해 서로 분리되어 있습니다. 트랜지스터 중 하나는 부동 게이트 로 알려져 있고 다른 하나는 제어 게이트 입니다. 행 또는 워드라인에 대한 부동 게이트의 유일한 링크 는 제어 게이트를 통하는 것입니다. 이 링크가 있는 한 셀의 값은 1입니다. 값을 0으로 변경하려면 Fowler-Nordheim 터널링 이라는 이상한 프로세스가 필요합니다 .

이 기사에서는 플래시 메모리가 어떻게 작동하는지 알아보고 플래시 메모리가 취하는 몇 가지 형태와 이를 사용하는 장치 유형을 살펴보겠습니다. 다음으로 터널링에 대해 자세히 알아보겠습니다.

내용물

1. 플래시 메모리: 터널링 및 지우기
2. 이동식 플래시 메모리 카드
3. 플래시 메모리 표준

터널링 은 플로팅 게이트 의 전자 배치를 변경하는 데 사용됩니다 . 일반적으로 10~13볼트의 전하가 플로팅 게이트에 적용됩니다. 전하는 열 또는 비트라인 에서 오고 플로팅 게이트로 들어가고 접지로 배출됩니다.

이 전하는 플로팅 게이트 트랜지스터가 전자총 처럼 작동하도록 합니다. 여기된 전자는 얇은 산화물 층의 다른 면을 통과하여 포획되어 음전하를 띠게 됩니다. 이 음전하를 띤 전자는 컨트롤 게이트와 플로팅 게이트 사이의 장벽 역할을 합니다. 셀 센서 라고 하는 특수 장치 는 플로팅 게이트를 통과하는 전하 수준을 모니터링합니다. 게이트를 통한 흐름이 50% 임계값보다 높으면 값이 1입니다. 통과하는 전하가 50% 임계값 아래로 떨어지면 값이 0으로 변경됩니다. 빈 EEPROM에는 모든 게이트가 완전히 열려 있고, 각 셀에 1의 값을 부여합니다.

플래시 메모리 칩의 셀에 있는 전자는 더 높은 전압 전하인 전기장을 인가하면 정상("1")으로 돌아갈 수 있습니다. 플래시 메모리는 회로 내 배선 을 사용 하여 전체 칩 또는 블록으로 알려진 미리 결정된 섹션에 전기장을 가합니다 . 이렇게 하면 칩의 대상 영역이 지워지고 다시 쓸 수 있습니다. 플래시 메모리는 한 번에 한 바이트 를 지우는 대신 블록 또는 전체 칩을 지운 다음 다시 쓰기 때문에 기존 EEPROM보다 훨씬 빠르게 작동 합니다.

사전 설정을 프로그래밍할 수 있고 라디오가 이를 기억하기 때문에 자동차 라디오 에 플래시 메모리 가 있다고 생각할 수 있습니다 . 그러나 실제로는 플래시 RAM을 사용하고 있습니다. 차이점은 플래시 RAM은 내용을 유지하기 위해 어느 정도 전원이 있어야 하는 반면 플래시 메모리는 외부 전원 없이 데이터를 유지한다는 것입니다. 전원을 끄더라도 자동차 라디오는 플래시 RAM의 데이터를 보존하기 위해 소량의 전류를 끌어옵니다. 이것이 자동차 배터리 가 죽거나 전선 이 분리 되면 라디오가 사전 설정을 잃는 이유 입니다.

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하드 디스크 대신 플래시 메모리를 사용하는 몇 가지 이유가 있습니다 .

그렇다면 모든 것에 플래시 메모리를 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 하드 디스크의 메가바이트당 비용은 훨씬 저렴하고 용량은 훨씬 더 많기 때문입니다.

고체 플로피 디스크 카드 보다 스마트 미디어로 알려진 (SSFDC)는, 원래 도시바에 의해 개발되었다. SmartMedia 카드는 2MB에서 128MB 범위의 용량으로 제공됩니다. 카드 자체는 길이가 약 45mm, 너비가 37mm, 두께가 1mm 미만으로 매우 작습니다. 

아래와 같이 SmartMedia 카드는 매우 간단합니다. 평면 전극 으로 플래시 메모리 칩에 접속되어 , 본딩 와이어 . 플래시 메모리 칩, 평면 전극 및 본딩 와이어는 OMTP( Over-Molded Thin Package) 라는 기술을 사용하여 수지에 내장됩니다 . 이를 통해 납땜 없이 모든 것을 단일 패키지에 통합할 수 있습니다.

OMTP 모듈은 실제 카드를 만들기 위해 기본 카드 에 접착됩니다 . 전원과 데이터는 카드가 장치에 삽입될 때 전극을 통해 플래시 메모리 칩으로 전달됩니다. 홈이 있는 모서리는 SmartMedia 카드의 전원 요구 사항을 나타냅니다. 전극이 위를 향한 카드를 보면 노치가 왼쪽에 있으면 카드에 5볼트가 필요합니다. 노치가 오른쪽에 있으면 3.3볼트가 필요합니다.

SmartMedia 카드는 작은 블록(256 또는 512바이트 증분)으로 메모리를 지우고, 쓰고, 읽습니다. 이 접근 방식은 유지하려는 데이터를 지정할 수 있는 동시에 빠르고 안정적인 성능을 제공할 수 있음을 의미합니다. 다른 형태의 이동식 솔리드 스테이트 스토리지보다 덜 견고하므로 취급 및 보관할 때 매우 주의해야 합니다. xD-Picture Cards 및 Secure Digital 카드와 같이 더 큰 저장 용량을 가진 더 작고 새로운 카드로 인해 Toshiba는 본질적으로 SmartMedia 카드 생산을 중단하여 이제는 찾기가 어렵습니다.

CompactFlash 카드는 1994년 Sandisk에 의해 개발되었으며 두 가지 중요한 면에서 SmartMedia 카드와 다릅니다.

CompactFlash는 플래시 메모리 칩이 있는 소형 회로 기판과 전용 컨트롤러 칩으로 구성되며, 모두 SmartMedia 카드보다 두꺼운 견고한 쉘에 들어 있습니다. CompactFlash 카드는 너비가 43mm, 길이가 36mm이며 두 가지 두께로 제공됩니다. Type I 카드의 두께 는 3.3mm이고 Type II 카드의 두께는 5.5mm입니다.

CompactFlash 카드는 이중 전압을 지원하며 3.3V 또는 5V에서 작동합니다.

카드 두께가 증가하여 SmartMedia 카드보다 더 큰 저장 용량이 가능합니다. CompactFlash 크기의 범위는 8MB에서 최대 100GB입니다. 온보드 컨트롤러는 특히 프로세서 가 느린 장치에서 성능을 향상시킬 수 있습니다 . 케이스와 컨트롤러 칩은 SmartMedia 카드와 비교할 때 CompactFlash 카드에 크기, 무게 및 복잡성을 추가합니다.

SmartMedia와 CompactFlash, 그리고 PCMCIA Type I 및 Type II 메모리 카드는 PCMCIA( Personal Computer Memory Card International Association )에서 개발한 표준을 따릅니다. 이러한 표준 덕분에 CompactFlash 및 SmartMedia 제품을 다양한 장치에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 표준 플로피 드라이브 , USB 포트 또는 PCMCIA 카드 슬롯(일부 랩톱 컴퓨터 에서 사용 가능)을 통해 이러한 카드에 액세스할 수 있는 어댑터를 구입할 수도 있습니다.). 예를 들어, Sony의 원래 PlayStation 및 PlayStation 2용 게임은 최신 콘솔인 PlayStation 3과 역호환되지만 이전 시스템에서 사용하는 메모리 카드용 슬롯이 없습니다. 최신 시스템에서 저장된 게임 데이터를 가져오려는 게이머는 어댑터를 구입해야 합니다. Sony의 Memory Stick 은 Sony에서 제공하는 다양한 제품에서 사용할 수 있으며 현재 다른 제조업체의 제품에서도 나타나고 있습니다.

표준이 번창하고 있지만 일부 비디오 게임 시스템의 메모리 카드와 같이 완전히 독점적인 플래시 메모리 제품이 많이 있습니다. 그러나 전자 부품이 점점 더 상호 교환 가능해지고 서로 통신할 수 있게 됨에 따라( Bluetooth 와 같은 기술을 통해 ) 표준화된 이동식 메모리 를 사용하면 세상을 가까이에서 유지할 수 있습니다.

2006년 9월, 삼성은 PRAM( Phase-change Random Access Memory) 의 개발을 발표했습니다 . 이 새로운 유형의 메모리는 RAM의 빠른 처리 속도와 플래시 메모리의 비휘발성 기능을 결합하여 일부에서는 "완벽한 RAM"이라는 별명을 얻었습니다. PRAM은 기존 플래시 메모리보다 30배 빠르며 수명은 10배라고 합니다. 삼성은 2010년에 512MB 용량의 최초의 PRAM 칩을 상용화할 계획입니다[출처: Numonyx ]. 그들은 아마도 휴대폰과 기타 모바일 장치에 사용될 것이며 심지어 플래시 메모리를 완전히 대체할 수도 있습니다.

플래시 메모리, 다른 형태의 컴퓨터 메모리 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.

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