閃存如何工作

⊙flash memory ⊙EEPROM

我們?cè)谟?jì)算機(jī)上可以存儲(chǔ)和傳輸各種文件——數(shù)碼照片、音樂(lè)文件、文字處理文檔、PDF 和無(wú)數(shù)其他形式的媒體。 但有時(shí)計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器并不完全是你想要獲取信息的地方。 無(wú)論是想為系統(tǒng)外的文件制作備份副本，還是擔(dān)心系統(tǒng)的安全，使用一種稱(chēng)為閃存的電子存儲(chǔ)器的便攜式存儲(chǔ)設(shè)備是好的解決辦法。

電子存儲(chǔ)器有多種形式，可用于多種用途。 閃存用于在計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和家用視頻游戲機(jī)中方便快捷地存儲(chǔ)信息。 它更像是一個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，而不是 RAM。

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**### Flash Memory：隧道和擦除點(diǎn)

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閃存是EEPROM芯片的一種，全稱(chēng)Electronically Erasable Programmable Read Only Memory。 它有一個(gè)列和行的網(wǎng)格，每個(gè)交叉點(diǎn)有一個(gè)單元格有兩個(gè)晶體管。

這兩個(gè)晶體管被薄氧化層彼此隔開(kāi)。 其中一個(gè)晶體管稱(chēng)為浮柵，另一個(gè)稱(chēng)為控制柵。 浮柵與行或字線(xiàn)的唯一鏈接是通過(guò)控制柵。 只要此鏈接存在，單元格的值為 1。要將值更改為 0 需要一個(gè)稱(chēng)為 Fowler-Nordheim 隧道效應(yīng)的奇怪過(guò)程。

隧穿用于改變浮柵中電子的位置。 將電荷（通常為 10 至 13 伏）施加到浮動(dòng)?xùn)艠O。 電荷來(lái)自列或位線(xiàn)，進(jìn)入浮柵并流到地。

這種電荷使浮柵晶體管像電子槍一樣工作。 激發(fā)的電子被推過(guò)并被困在薄氧化物層的另一側(cè)，使其帶負(fù)電荷。 這些帶負(fù)電的電子充當(dāng)控制柵極和浮動(dòng)?xùn)艠O之間的屏障。 一種稱(chēng)為電池傳感器的特殊設(shè)備可監(jiān)控通過(guò)浮柵的電荷水平。 如果通過(guò)柵極的流量高于 50% 閾值，則值為 1。當(dāng)通過(guò)的電荷降至 50% 閾值以下時(shí)，該值變?yōu)?0?？瞻?EEPROM 的所有柵極都完全打開(kāi)， 給每個(gè)單元格賦值為 1。

閃存芯片單元中的電子可以通過(guò)施加電場(chǎng)（更高電壓的電荷）恢復(fù)正常（“1”）。 閃存使用電路內(nèi)布線(xiàn)將電場(chǎng)施加到整個(gè)芯片或稱(chēng)為塊的預(yù)定部分。 這會(huì)擦除芯片的目標(biāo)區(qū)域，然后可以對(duì)其進(jìn)行重寫(xiě)。 Flash memory 的工作速度比傳統(tǒng)的 EEPROM 快得多，因?yàn)樗皇且淮尾脸粋€(gè)字節(jié)，而是擦除一個(gè)塊或整個(gè)芯片，然后重新寫(xiě)入。

你可能認(rèn)為汽車(chē)收音機(jī)有flash memory，因?yàn)槟憧梢詫?duì)預(yù)設(shè)進(jìn)行編程，收音機(jī)會(huì)記住它們。 但它實(shí)際上使用的是flash ram。 不同之處在于flash RAM必須有一些電源來(lái)維持其內(nèi)容，而flash memory無(wú)需任何外部電源即可維持其數(shù)據(jù)。 即使關(guān)閉電源，汽車(chē)收音機(jī)仍會(huì)消耗少量電流以保存flash RAM中的數(shù)據(jù)。 這就是為什么如果汽車(chē)電池沒(méi)電或電線(xiàn)斷開(kāi)，收音機(jī)將丟失其預(yù)設(shè)。（flash memory與 RAM 不同。 RAM 是易失性的，只在電源打開(kāi)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而flash memory是非易失性的，即使在電源關(guān)閉時(shí)也存儲(chǔ)數(shù)據(jù)）

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**可移動(dòng)的閃存卡

以下是使用閃存而不是硬盤(pán)的幾個(gè)原因：

• 它沒(méi)有移動(dòng)部件，因此沒(méi)有噪音。
• 它允許更快的訪(fǎng)問(wèn)。
• 它體積更小，重量更輕。

那么，為什么我們不對(duì)所有內(nèi)容都使用閃存呢？ 因?yàn)橛脖P(pán)每兆字節(jié)的成本要便宜得多，而且容量要大得多。

固態(tài)軟盤(pán)卡 (SSFDC)，更廣為人知的名稱(chēng)是 SmartMedia，最初由東芝開(kāi)發(fā)。 SmartMedia 卡的容量從 2 MB 到 128 MB 不等。 卡本身很小，長(zhǎng)約 45 毫米，寬 37 毫米，厚度不到 1 毫米。

如下所示，SmartMedia 卡非常簡(jiǎn)單。 平面電極通過(guò)鍵合線(xiàn)連接到閃存芯片。 閃存芯片、平面電極和鍵合線(xiàn)使用一種稱(chēng)為包覆成型薄封裝 (OMTP) 的技術(shù)嵌入樹(shù)脂中。 這使得所有東西都可以集成到一個(gè)封裝中，而無(wú)需焊接。

OMTP 模塊粘在base card上以創(chuàng)建實(shí)際的卡。 當(dāng)卡插入設(shè)備時(shí)，電源和數(shù)據(jù)通過(guò)電極傳送到閃存芯片。 帶缺角的角表示 SmartMedia 卡的電源要求。 電極朝上看卡片，如果槽口在左側(cè)，則卡片需要 5 伏電壓。 如果槽口在右側(cè)，則需要 3.3 伏特。

SmartMedia 卡以小塊（256 或 512 字節(jié)增量）擦除、寫(xiě)入和讀取內(nèi)存。 這種方法意味著它們能夠提供快速、可靠的性能，同時(shí)允許您指定要保留的數(shù)據(jù)。它們不如其他形式的可移動(dòng)固態(tài)存儲(chǔ)堅(jiān)固耐用，因此在處理和存儲(chǔ)它們時(shí)應(yīng)該非常小心。 由于 xD-Picture 卡和 Secure Digital 卡等更新、更小但存儲(chǔ)容量更大的卡的出現(xiàn)，東芝基本上已停止生產(chǎn) SmartMedia 卡，因此現(xiàn)在很難找到它們。