Który wynalazł dysk flash i kiedy

Wiele dobrze znanych wynalazków, które dokonują przełomu w nauce i technologii, wydają się być losowymi procesami i są powiązane z nazwami naukowców i inżynierów, którzy są z tym bezpośrednio związani. Ale jeśli zagłębiasz się głębiej, okazuje się, że znacząca część odkryć dokonuje niezależne grupy badaczy prawie jednocześnie i w różnych lokalizacjach, co wskazuje na nieuchronność postępu technologicznego. Tak, chwała odkrywcy dostaje tylko jedną rzecz, ale fakt, że wiele grup ludzi zawsze pracuje nad pilnymi problemami technicznymi, jest dziś uważany za niepodważalny. Uderzającym przykładem jest historia tworzenia i rozwoju mikroelektroniki, która rozpoczęła się od otwarcia półprzewodników.

Jednym z głównych kierunków w tym obszarze jest tworzenie i ulepszenie urządzeń do przechowywania pamięci. I muszę powiedzieć, że to tutaj paradygmat, o którym wspomnieliśmy w maksymalnym objawy i nadal się objawia. Kto z młodzieży wie o dyskach magnetycznych lub dysku? Dysk optyczne (CD/DVD) również szybko stały się anachronizmem w pamięci flash czołowej, dysków, które w różnych wersjach są używane w prawie wszystkich urządzeniach z elektroniczną jednostką sterującą, od pralki po dyski flash USB.

Ale błędem byłoby powiedzieć, że pamięć flash jest niedawnym wynalazkiem. Historia rozwoju tej technologii poprawiła się od czasu pojawienia się pierwszych tranzystorów ..

Jak to się wszystko zaczeło

Jest znane z pewności, kiedy pojawił się pierwszy dysk flash USB, który jest obecnie uważany za najczęstsze urządzenie do noszenia do przechowywania ogromnych tablic danych. Ale niewiele osób wie, że pierwsze prototypy pamięci flash miały po prostu absurdalną objętość kilku kilobajtów według obecnych standardów i przeszła długą drogę do obecnego masowego sukcesu.

Diody półprzewodników, które zastąpiły lampy w połowie ubiegłego wieku, doprowadziły do ​​początku ery ery miniaturyzacji elektroniki, a już w 1956 r. Bosch Arma Corporation opatentowała wynalazek swojego pracownika, inżyniera Venz Qin Chow - Program programowy typu pamięci. Nie wiadomo, kto dokładnie nadał nazwę pamięci flash, ale w patentu było już skorzystanie.

Istotą wynalazku było stworzenie dwuwymiarowej szeregu diod, z których każdy miał zworkę. Proces rejestrowania danych na temat pamięci flash był prezentacją zwiększonej prądowej oceny do pożądanych elementów obwodu, w wyniku czego stopili się skoczki. Zatem możliwe było zakodowanie danych w układzie binarnym: 0 - Jeśli skoczek jest cały, 1-, jeśli stopiony. Urządzenia pamięci flash nazywano programistami.

Ponieważ Bosch Arma Corporation pracował przez wojsko (amerykańskie siły powietrzne), wynalazek ten został sklasyfikowany i wykorzystany do przechowywania danych do kierowania Atlas MBR. I dopiero w 1969 r., Kiedy patent stał się publicznie dostępny, pojawił się pierwsza przemysłowa zależna od energii pamięć flash typu PROM. Posiadała szereg zalet, w tym małe wymiary, szybki czas czytania, ale nie był pozbawiony wad, z których jedna okazała się niska niezawodność - 10-35% produktów zostało zaprogramowanych z błędami, których nie można naprawić.

Możliwe było jednak zorganizowanie tego, ale w ten sposób nie można było stworzyć dużej pamięci objętościowej, konieczne było wymyślanie sposobu na zwiększenie gęstości przechowywanych elementów mikrokrwia. Wreszcie niemożność przepisania znacznie ograniczyła zakres tego rodzaju zależnej od energii pamięci flash w stanie stałym. Przełom nie musiał długo czekać.

Pierwsze sukcesy

W 1971 r. Inżynier Intel DOV Froman podczas badania przyczyn dużej uwalniania wadliwych zintegrowanych schematów ujawniła, że ​​obecność zanieczyszczeń metali w półprzewodnikach wpływa na właściwości tranzystorów, co pozwoliło mu wymyślić prototyp pamięci błyskowej EPROM z możliwością usuwania danych. Aby zmienić stan tranzystora, konieczne było napromieniowanie go światłem ultrafioletowym. Zasada programowania pozostała taka sama - podaż zwiększonych prądów do tranzystorów, z których każda zakodowała 1 bit, ale logicznie połączono w blok 8 tranzystorów, kodując 1 bajty informacji.

W celu napromieniowania mikrokroku pamięci flash, w górnej części wykonano przezroczyste okno i wykluczyć wpływ światła dziennego, zostało uszczelnione logo producenta. Podczas korzystania z potężnej lampy ultrafioletowej proces danych do mycia trwał kilka godzin, podczas gdy cała matryca została wymazana w tym samym czasie. Liczba cykli pamięci flash była nieograniczona, w przeciwieństwie do procedury mycia, co doprowadziło do stopniowego niszczenia migawki tranzystora.

Ograniczenia związane z potrzebą użycia źródła promieniowania ultrafioletowego do wymazania informacji zostały przezwyciężone przez inżynierów Intel w 1978 r., Kiedy George Perlegos poprawił strukturę bloku tranzystorowego pamięci flash, dodając do niej cienką warstwę izolacji. Nowy rodzaj operatora danych nazywa się EEPROM i został użyty do produkcji układu Intel 2816. Niestety, technologia ta miała również znaczącą wadę trudności technicznych prawidłowego zasilania prądu przez cienką warstwę dielektryki, przepisanie danych nie zostało zrealizowane, jeśli była to duża pamięć flashowa.

Po 6 latach Fujio Masuoka z Toshiba poprawił pamięć flash, osiągnęła znaczny wzrost liczby danych, rejestrowanie i usuwanie danych, aw 1988 r. Intel rozpoczął masową produkcję pierwszej pamięci flashowej opartej na Nor Flash w oparciu o japoński patent. Rok później Toshiba ogłosił wydanie pamięci NAND, która charakteryzuje się logicznie ustrukturyzowaną organizacją adresowanej architektury, w postaci bloków i stron. Aby zarządzać tą ukierunkowaną przestrzenią, pamięć flash była wyposażona w specjalne mikrokrążenia serwisowe, które są używane do dziś. Pierwsze prototypy były stosunkowo proste i były odpowiedzialne tylko za adresowanie operacji z komórkami pamięci. Nowoczesne układy FSP to dość potężne i produktywne wielordzeniowe układy, które służą do rozwiązywania pamięci flash i korygowania błędów oraz usuwania „informacji” śmieci zgromadzonych w pamięci.

To FSP jest obecnie „sercem” pamięci flash, wnosząc znaczący wkład w czas rozwoju nowych układów.

Trudności związane z wymazaniem i przepisaniem danych popchnęły pamięć flash w dość wąską niszę - do rejestrowania mikropologramów rodzaju oprogramowania, którego zmiana nie była często wymagana.

W przypadku masowego przechowywania danych w komputerach stacjonarnych zastosowano nośniki magnetyczne, od dawna stosowano dyski do noszenia wymagające czytelnika - dysku. Pojawienie się dysków optycznych umożliwiło wielokrotne zwiększenie objętości zarejestrowanych danych, ale także wymagało użycia specjalnego napędu, ponadto samo rejestrowanie było dość długim procesem i nie różniło się niezawodnością. Jednak same dyski CD/DVD były łatwe do porysowania, podlegały negatywnym skutkom wielu innych czynników zewnętrznych.

A potem na scenę pojawiła się nowa generacja pamięci flash. Początek nowego tysiąclecia, kiedy pojawił się pierwsze dyski flash, charakteryzował się szybkim rozwojem mikroelektroniki. W 2000 r. M-SISTEMS Engineers (Izrael) opracował dyskoney do noszenia z objętością 8 MB. W przybliżeniu jego rozwój tego samego tomu, Thumbdrive, ogłosił Singapur Company M-Sistems.

Równolegle rozwój pamięci flash był poddawany znacznie większej liczbie, ale wymagał użycia rekreacji z karty czytnika.

Karty SD

W tym samym czasie, kiedy pojawiły się pierwsze dyski USB, konsorcjum kilku dużych firm IT (Sandisk, Panasonic i Toshiba), zwane SD Association, zaczęło rozwijać nową generację zwiększonej objętości. Po pewnym czasie do stowarzyszenia dołączyło wielu innych gigantów branży, w tym Kingston, Intel, AMD, Apple, HP, Nikon, Canon itp. W rezultacie narodziły się karty SD o pojemności 2 GB, co było prawdziwym przełomem. Takie karty flash były aktywnie używane w kamerach cyfrowych, a na początku ten tom był dość wystarczający. Ale wraz ze wzrostem rozdzielczości macierzy CMOS, wymiary plików również wzrosły, ponadto możliwe stało się nakręcenie wideo wymagającego znacznie większej ilości pamięci flashowej. Podwojenie kart SD nie rozwiązało problemu, aw 2006 r. Wymyślono format napędu Flash SDHC, co pozwoliło na zwiększenie pojemności przewoźników do 32 GB. Niezgodność na poziomie trzciny kart okazała się jedyną znaczącą wadą nowego formatu, ale wkrótce brakowało tyle pamięci.

Wypełnienie pamięci flash ponownie poddano poprawie, więc format SDXC pojawił się z możliwością przechowywania do 2 informacji, co jest nadal istotne do dziś. Czy ten tom wystarczy przez długi czas? Jeśli wydaje ci się, że tak, radzimy, abyś nie spieszył się z wnioskami ..

Karty microSD

Karty SD były dobre dla wszystkich, zarówno pod względem wolumenu, jak i, jeśli to możliwe, szybkie przepisywanie danych. Rozmiary były również takie, że pozwolili im używać ich w kamerach cyfrowych i innych technologii komputerowej. Ale tutaj na pierwszym planie pojawiają się smartfony, gdzie walka ma na każdy dodatkowy milimetr kwadratowy. I nie było już miejsca na karty SD.

Wymagane było wielokrotne zmniejszenie rozmiarów, co zostało osiągnięte dzięki następnej generacji pamięci flash - kart microSD. Są czterokrotnie mniejsze przy zachowaniu charakterystyki objętości i prędkości starszego odpowiednika. W większości przypadków użycie kart microSD jest również możliwe w gniazdach dla zwykłych kart SD, obecność adaptera jest wystarczająca, ale można umieścić większą kartę w małym szczelinie.

Jeśli chodzi o format przechowywanych danych, jest on identyczny z obiema technologiami, podczas gdy stale się rozwija. Ostatnim wprowadzonym formatem jest microSduc, który pozwala przechowywać na średnim do 128 danych TB.

Zauważ, że historia poprawy pamięci flash nie jest w żadnym wypadku tak bezbładza. Wraz z porównywanymi formatami istniało wiele niezupełnie udanych odmian pamięci flash, których rozwój wydano ogromną liczbę zasobów ludzkich i finansowych. Wystarczy przypomnieć formaty pamięci flash, które nie były powszechne:

• Compactflash-pojawił się w 1990 r., Pamięć flash była charakteryzowana przez rekordową szybkość danych dla tego czasu- około 90 MB/s;
• MemoryStick- Pierwsze nośniki tego rodzaju pamięci flash o objętości 128 MB pojawili się w sprzedaży w 1998 r.;
• Memorystick Pro wszedł na rynek po 5 latach i miał połowę wymiarów w porównaniu do stwardnienia rozsianego;
• Duo Memorystick Pro, opublikowane w 2006 roku, miał zwiększony objętość.

Obecne pokolenie z pewnością przetrwa do czasu, gdy pojawi się zasadniczo nowy rodzaj pamięci flash, ale czy zmiany te będą rewolucyjne, czy będą miały charakter ewolucyjny, możesz tylko zgadnąć. Sądząc po liczbie publikacji w wyspecjalizowanych publikacjach, rozwój w tym kierunku jest przeprowadzany dość intensywnie.