فلش مموری چیست؟

طی سال‌های اخیر با توجه به اهمیتی که ذخیره‌سازی اطلاعات و داده ها دارند، تکنولوژی های مختلفی برای این منظور عرضه شده است که یکی از تکنولوژی ها استفاده از انواع فلش مموری می‌باشد. امروزه استفاده از فلش مموری ها جزو اساسی ترین بخش های نگهداری و حمل اطلاعات شده است. هدف از تولید و عرضه فلش مموری سرعت بیشتر ذخیره‌سازی اطلاعات و همچنین کاهش ابعاد دستگاه نگهدارنده می‌باشد که به راحتی قابل‌حمل است. فلش مموری در واقع دستگاه کوچک الکترونیکی ذخیره‌سازی داده‌ها می‌باشد که قابلیت  مصرف متعددی دارد و بدون انرژی کار می کند.

به نمونه ای از حافظه ها که با پورت USB قابلیت اتصال به کامپیوتر و لپ تاپ استوک را پیدا می کنند، فلش مموری گفته می شود. حافظه فلش یا فلش مموری با ظرفیت های بسیار مختلفی قابل تولید بوده و این تنوع باعث شده تا برای مصرف کنندگان جذابیت بسیار زیادی داشته باشد. امروزه اغلب افراد با حافظه فلش آشنایی داشته و به طور روزانه از آن استفاده می کنند. دلیل آن نیز نصب پورت USB بر روی دستگاه های مختلف از جمله تلویزیون، دستگاه دیجیتال، وسایل پخش آهنگ و…. می باشد.

برای اطلاع از مفهوم USB و انواع موجود آن در بازار مقاله مقایسه USB 2 با USB 3 را مطالعه کنید.

فلش مموری برنامه نویسی EPROM و نحوه پاک شدن E2PROM را دارد .کاربردی که فلش مموری را از EPROM متمایز میکند قدرت پاک شدن آن است . اگرچه قدرت پاکسازی هر خانه وجود ندارد که در واقع برای رسیدن به این توانایی باید تعداد زیادی مدار به تراشه اضافه شود تا این امکان را برای مموری ها فراهم کند .  این عمل برای تولید کنندگان هزینه های زیادی خواهد داشت و به دلیل بالا رفتن قیمت فلش مموری بیشتر تولیدکنندگان از این عمل صرف نظر کرده اند .

تاریخچه

نخستین بار مشخصات مفهومی قطعات فلش مموری در سال ۱۹۸۴ میلادی توسط یکی از محققان شرکت توشیبا به نام دکتر فوجیوماسوکا مطرح و توصیف شد. نام فلش برای این قطعه پیشنهادی توسط هم دانشگاهی ماسوکا، به نام آقای شوجی آریزومی مطرح و پیشنهاد شد که این نام پیشنهادی توسط موسسه IEEE که در کالیفرنیا قرار داشت، مورد تأیید قرار گرفت.

چندین سال زمان برد تا این طرح ابتدایی با آزمایشات و بررسی ها تبدیل شود به یک محصولی که از نظر تجاری بتوان آن را عرضه نمود. شرکت اینتل، تراشه های تجاری آغازین را شرکت اینتل در سال 1988 به بازار ارائه نمود که از اولین الگو های فلش های NOR بودند. فلش مموری های NOR، تقریبا”برای دفعات فراوان قابل نوشتن و پاک شدن بودند. شرکت توشیبا مجددا” تکنولوژی این فلش مموری ها را ارتقاء داد و در همایش بین المللی وسایل الکترونیکی (IEDM ) سال 1987، خبری از تکنولوژی پیشرفته به نام NAND داد. گرچه NAND بازهم برای ارائه در بازارهای تجاری احتیاج به پیشرفت بیشتری داشت.

انواع حافظه فلش مموری

فلش مموری با توجه به نوع حافظه داخلی که دارد به دو دسته به قرار زیر تقسیم می‌شود:

فلش مموری NOR:

یکی از تکنولوژی ها رایج در FLASH MEMORY استفاده از حافظه نور می‌باشد. حافظه NOR نسبت به حافظه NAND قدیمی تر می‌باشد. این نوع حافظه به دلیل داشتن امکاناتی همچون هزینه به نسبت پایین، اندازه کوچک و جمع و جور، مصرف انرژی کم و همچنین استقامت فیزیکی بالا در بسیاری از فلش مموری ها استفاده می‌شود.

فلش مموری NAND:

حافظه نند در واقع نسل جدیدی از حافظه نور می‌باشد. حافظه نند به دلیل کارایی بالا و از همه مهم‌تر قیمت مناسبی که دارد در انواع حافظه‌ها همچون فلش مموری، هاردهای SSD و… مورد بهره‌برداری و استفاده قرار می گیرد.

در مقاله حافظه فلش مموری چیست؟ مفهوم حافظه را بطور کامل تشریح کرده ایم.

معماری حافظه فلش

معماری حافظه فلش شامل یک آرایه حافظه است که با تعداد زیادی سلول های فلش مموری جمع شده است. سلول اصلی حافظه فلش شامل یک ترانزیستور ذخیره سازی با یک دروازه کنترل و دروازه شناور است که از بقیه ترانزیستور توسط یک ماده دی الکتریک نازک یا لایه اکسید عایق شده است. دروازه شناور بار الکتریکی را ذخیره می کند و جریان الکتریکی را کنترل می کند.

سه نوع مختلف تراشه فلش در بازار وجود دارد:

(Single Layer Cell (SLC

(Multi Layer Cell (MLC

(Triple Layer Cell (TLC

فلش مموری از نظر شکل ظاهری نیز، دارای انواع مختلفی به قرار زیر است:

فلش مموری کارتی

فلش مموری چرمی

فلش مموری فلزی

فلش مموری پلاستیکی

فلش مموری OTG

فلش مموری کریستال

فلش مموری اختصاصی یا سفارشی

فلش مموری چوبی

فلش مموری فانتزی

فلش مموری چگونه کار می کند؟

حافظه Flash دارای شبکه‌هایی است که از ستون‌ها و سطرها تشکیل شده است و در نقطه اتصال هر سط یا ستون، ۲ ترانزیستور مورد استفاده قرار می‌گیرد که توسط یک لایه نازک اکسید از یکدیگر جدا شده‌اند. یکی از این ترانزیستورها، Floatig Gate و دیگری Control Gate است. Floatig Gate به قسمت سطر اتصال داده می‌شود و Control Gate نیز فقط به ستون اتصال داده می‌شود.  در زمانی که لینکی وجود داشته باشد در ترانزیستور مقدار ۱ ذخیره می‌شود. عملیاتی به نام Fowler-Nordheim tunneling برای تبدیل مقدار یک به صفر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای جابجایی محل الکترون‌ها در Floating Gate از Tunnling استفاده می‌شود.

شارژ الکتریکی با ولتاژ حدود ۱۰ تا ۱۳ ولت به Floating gate از ستون BitLine شروع می‌شود سپس به Floating Gate می‌رسد و در آخر نیز خارج می‌شود (به زمین انتقال پیدا می‌کند). این شارژ باعث می‌شود تا این ترانزیستور مانند یک توزیع کننده الکترون عمل کند. الکترون‌هایی که باقی می‌مانند متراکم شده و در جهت دیگر لایه اکسد اسیر خواهند شد و یک شارژ منفی را به وجود می‌آورند. الکترون‌هایی که منفی شارژ می‌شوند مانند صفحه عایق بین ترانزیستور Floatig Gate و Control Gate عمل خواهند کرد. سطح شارژ انتقال داده شده به Floatig Gate توسط دستگاهی به نام Cell Sensor مانیتور می‌شود. اگر جریان Gate بیش از ۵۰% شارژ باشد مقدار 1 را دارا خواهد بود و اگر از ۵۰% ابتدایی بازگشت کند به 0 تغییر پیدا خواهد کرد.

ویژگی های فلش مموری:

حجم بالای ظرفیت

وزن بسیار کم

آسیب پذیری کم نسبت به ضربه

قابلیت جابجایی راحت و آسان

بازیابی سریع اطلاعات نسبت به فلاپی

یکی از بزرگترین دلایل سوختن فلش مموری بروز مشکل در پورت های usb جلوی کیس است و باید گفت این پورت ها باید با توجه به دفترچه مادربورد و به مادر بورد وصل شوند اما اگر فرد که کامپیتوتر شخصی را اسمبل کرده پین های این پورت را تنظیم نکرده باشد ممکن است برق جابجا به فلش وی وارد و باعث سوختن فلش شود.

در این قسمت برخی از کاربرد های فلش مموری ها را بیان میکنیم :

قفل کامپیوتر :

شما میتواید فش مموری تان را به قفل کامپوتر تان تبدیل کنید .کافیست برنامه predator را رئی آن نصب کنید ک در این صورت تنها زمانی که فلشتان به کامپوتر شما اتصال داشته باشد میتواانید به آ ن دسترسی پیدا کنید .

هر شخص دیگری بخواهد بدون اطلاع شما وارد سیستمتان شود با پیغام ACCES DINIED روبه رو خواهد شد .

ویروس کش کامپیوتر :

وقتی شما برنامه AVG را روی آن نصب کنید به راحتی میتوانید کامپیوترتان را که از آن قطع امد کرده اید از ویروس ها پاک سازی کنید . در انتهای کار سیستم شما جانی دوباره خواهد گرفت.

نصب ویندوز:

از طریق فلش مموری میتوانید ویندوز فعلی تان را بی آن که بخواهید عوض کنید.

ایمن سازی اطلاعات :

اگر از فلش مموری برای ذخیره سازی اطلاعات استفاده میکنید هرگز فراموش نکنید که اطلاعات خود را ایمن سازی کنید . فقط کافیست برای فلش مموری خود رمز بگذارید تا به غیر از خودتان کسی نتواند به اطلاعات شما دسترسی پیداکند .

کامپیوترخود را مدیریت کنید :

با نصب برنامه Parted Magic  میتوانید کامپیوترتان را بخش بندی کنید و یا رمزتان را بازیابی کنی و فعالیت هایی از این قبیل .

ویندوز جدید نصب کنید :

اگر بخواهید به طور همزمان سیستم عامل OSX و ویندوز را روی مک بوکتان نصب کنید ،با فلش مموری تان میتوانید این امر را انجام دهید

سرعت خواندن و نوشتن در فلش مموری

بعد از شناخت انواع فلش مموری، نیاز است تا با سرعت آنها نیز آشنا بشویم. برخی از افراد ممکن است درک درستی از سرعت فلش نداشته باشند و در هنگام خرید حافظه فلش به سرعت آن توجه نکنند. زمانی که فایلی از روی فلش بر روی دستگاه دیگری پخش می شود، خواندن نامیده می شود و زمانی که از روی کامپیوتر و یا هر دستگاه دیگری فایلی بر روی فلش ریخته شود، عملیات مربوطه نوشتن نامیده می شود. بدین ترتیب هر چه سرعت فلش بیشتر باشد، می توان فایل ها را با سرعت بیشتر و در زمان کوتاه تری بر روی حافظه کامپیوتر و یا هر دستگاه دیگری کپی کرد. همین موضوع برای کپی فایل ها بر روی حافظه فلش نیز صادق می باشد.

فلش مموری چیست

تهدید و خطرات استفاده از فلش مموری

استفاده از این حافظه‌ها همانقدر که مفید است، می‌تواند تهدیدات و خطراتی را برای ما به همراه داشته باشد که از جمله آن‌ها سرقت شدن حافظه توسط سارقان‌، مفقود شدن، آلوده شدن به ویروس‌ها‌ست و در بسیاری از موارد شما مجبور به فرمت کردن فلش دیسک هستید و قادر به استفاده از اطلاعاتتان نخواهید بود.

با رعایت 3 نکته ساده می توان به بهترین شکل از این حافظه ها نگهداری کرد:

1. اطلاعات را به صورت رمزنگاری شده بر روی کول دیسک ( حافظه‌های فلش دیسک ) ذخیره کنید.
به این صورت اگر این تجهیزات به هر دلیلی مفقود و یا سرقت شوند، دیگر نگران این نیستید که اطلاعاتتان به دست افراد دیگری بیافتد.

2.  گذاشتن پسورد برروی حافظه‌های فلش دوربین.
بسیاری از دوربینهای عکس‌برداری و فیلم برداری این قابلیت را دارند که برروی فلش دیسک و یا به قولی رم آنها رمز ( پسورد ) بگذارید.

3. استفاده از فلش دیسک فقط بر روی کامپیوترها و موبایل‌هایی که مجهز به نسخه‌های اصلی و معتبر آنتی ویروس هستند.

عوامل تاثیر گذار بر روی قیمت فلش مموری

معمولا برخی از افراد با عواملی که بر روی قیمت فلش مموری تاثیر گذار بوده، آشنایی کامل ندارند و ممکن است در هنگام خرید حافظه فلش نتوانند مناسب ترین نمونه از این محصول را تهیه کنند. در اینجا به دو نمونه از عوامل تاثیر گذار بر روی قیمت حافظه فلش اشاره می شود.

1- ظرفیت فلش:

معمولا این موضوع بر هیچ فردی پوشیده نیست که هر چه یک حافظه فلش ظرفیت بالاتری داشته باشد، قیمت بیشتری هم دارد. امروزه در بازار حافظه فلش با حافظه حداقل 4 گیگ و حداکثر 2 ترابایت موجود می باشد. معمولا ظرفیت فلش ها بدین ترتیب محاسبه می شود 2 به توان 2 که می شود 4 و بعد از آن 2 به توان 3 که می شود 8 و پس از آن 2 به توان 4 که می شود 16 و این روند ادامه دارد تا به آخرین مدل آن یعنی 2048 یا 2 ترابایت برسد.

2- رابط سخت افزاری:

معمولا حافظه فلش USB2.0 دارای قیمت کمتری نسبت به USB3.0 می باشد و به همین ترتیب حافظه فلش USB3.0 نیز قیمت کمتری نسبت به حافظه فلش USB3.1 دارد. حافظه فلش USB TYPE C گران ترین نمونه حافظه فلش محسوب می شود. البته عوامل دیگری مانند ضد آب بودن، ضد ضربه بودن، داشتن گارانتی، طراحی و زیبایی، سرعت و… نیز بر روی قیمت فلش مموری تاثیر گذار می باشند.

نتیجه :

حافظه فلش برای ذخیره دیتاها آسان و با سرعت استفاده می شود. در اصل این حافظه همچون دستگاه سیو سازی با امنیت  در نظر گرفته می شود. برا ی مثال تراشهCompactflash ، BIOS (اغلب در دوربینهای دیجیتالی به کار می رود ) Smarts media یا رسانه های هوشمند و پیشرفته ، PCMCIA ، Memory Stick و کارتهای حافظه از فلش مموری استفاده می کنند. این حافظه یکی از انواع تراشه EEPROM یا حافظه تنها خواندنی با توانایی برنامه ریزی پاک کردنی می باشد و حاوی شبکه شطرنجی با یک سل (خانه های مستطیل شکل در شبکه شطرنجی را گویند) که حاوی دو ترانزیستور در هر چهاراه  آن وجود دارند، می باشد. 2 ترانزیستورها از همدیگر توسط لایه اکسید جدا می شوند. یکی از ترانزیستورها بعنوان یک Floating gate و دیگری به عنوان Control gate شناخته می شود.

Floating gate فقط به ردیف و Control gate به Word line پیوند داده می شود. تا هنگامی که  این پیوند موجود باشد سل حاوی مقدار مساوی  با یک است. الکترونهای که در دل یک  تراشه وجود دارند می توانند از طریق شارژ ولتاژ بالا و یک میدان الکتریکی به عدد مناسب و نرمال یعنی یک باز گردند . فلش مموری با سرعت بیشتر از حافظه تنها خواندنی توانایی برنامه ریزی پاک کردنی، کار می کند . زیرا در ازای پاک کردن یک بایت در یک زمان یک دسته کلمه یا تمام تراشه را پاک کرده و بعد مجددا” آن را می نویسد. فاقد صدا بوده و توانایی دست یافتن سریعتر را مهیا می کند.