Obsah
Flash Memory (Flash paměť)
Flash paměť je specifický typ paměti typu EEPROM, která je organizována do bloků. Je to „energeticky nezávislé“ médium, což znamená, že si data uchová i po odpojení od zdroje elektrického proudu. Dnes tvoří základ pro SSD disky, USB klíčenky, paměťové karty a vnitřní úložiště chytrých telefonů.
Jak funguje Flash paměť?
Základem je tranzistor s plovoucím hradlem (Floating Gate Transistor).
- Ukládání dat: Elektrický náboj je „vstřelen“ do izolované vrstvy (plovoucí hradlo), kde zůstane uvězněn.
- Logické stavy: Přítomnost nebo absence náboje představuje binární nulu (0) nebo jedničku (1).
- Opotřebení: Každý proces zápisu a mazání mírně poškozuje izolační vrstvu. Flash paměti proto mají omezený počet cyklů zápisu (životnost).
Typy Flash pamětí podle architektury
Existují dvě hlavní technologie, které se liší způsobem zapojení paměťových buněk:
1. NAND Flash
Nejrozšířenější typ. Buňky jsou zapojeny sériově, což umožňuje vysokou hustotu dat a nízkou cenu.
- Využití: SSD, USB disky, SD karty.
- Vlastnost: Data se čtou a zapisují po celých blocích (ne po jednotlivých bajtech).
2. NOR Flash
Buňky jsou zapojeny paralelně. Je dražší a má nižší hustotu, ale umožňuje číst data z libovolné adresy (Random Access).
- Využití: Ukládání firmwaru, jako je BIOS/UEFI, kde je kritická spolehlivost a rychlé čtení.
Vrstvení buněk (SLC, MLC, TLC, QLC)
Aby se do malého čipu vešlo více dat, vyvinuli výrobci technologie ukládání více bitů do jedné buňky:
| Typ | Bitů na buňku | Rychlost / Životnost | Cena |
|---|---|---|---|
| SLC (Single Level) | 1 | Extrémně vysoká | Velmi drahé |
| MLC (Multi Level) | 2 | Vysoká | Vyšší |
| TLC (Triple Level) | 3 | Střední (běžné SSD) | Dostupná |
| QLC (Quad Level) | 4 | Nižší | Velmi levné |
3D NAND (V-NAND)
Když už nebylo možné buňky na čipu dále zmenšovat, začali je výrobci vrstvit na sebe do výšky (podobně jako mrakodrapy). Moderní čipy mají stovky vrstev, což umožňuje kapacity SSD v řádech desítek terabajtů.
Klíčové komponenty a technologie
- Řadič (Controller): „Mozeček“ flash paměti, který řídí, kam se data zapíší, a stará se o rovnoměrné opotřebení buněk (Wear Leveling).
- Wear Leveling: Technika, která zajišťuje, aby se některé části paměti neopotřebovaly dříve než ostatní tím, že zápisy rozděluje po celém čipu.
- Bad Block Management: Identifikuje poškozené buňky a označí je jako nepoužitelné.
Související pojmy: SSD, RAM, BIOS/UEFI, Binární soustava, Hardware, EEPROM.
