حافظه فلش چیست و چگونه کار می کند؟

اگر شما هم به فکر ارتقا لپ تاپ جدید یا قدیمی خود هستید و یا به یک کارت حافظه برای دوربین خود نیاز دارید احتمالاً با اصطلاح «حافظه فلش یا فلش مموری» مواجه شده اید. در این مقاله با تاریخچه و نحوه کارکرد این قطعات آشنا می شود.

سرآغاز

در اوایل دهه 1980، تیمی از مهندسان توشیبا به سرپرستی دکتر فوجیو ماسوکا نوع جدیدی از حافظه نیمه هادی غیر فرار به نام حافظه فلش را اختراع کردند.

فلش مموری یک پیشرفت بود زیرا امکان بازنویسی سریع را فراهم می‌کرد و می‌توانست داده‌ها را بدون نیاز برق ذخیره کند. از آنجایی که حالت جامد داشت، از هیچ قطعه متحرکی استفاده نمی‌کرد، بنابراین سرسخت و بادوام بود و نسبت به محلول‌های دیسک مغناطیسی معمولی برای کار به انرژی کمتری نیاز داشت. همین نیاز به انرژی کمتر و اندازه جمع و جور آن، فلش مموری را برای دستگاه‌های قابل حمل ایده‌آل کرده.

به گفته موزه تاریخ کامپیوتر، حافظه فلش نام خود را به دلیل توانایی آن در پاک کردن سریع داده‌ها در یک “فلش” به دست آورد. در تراشه‌های حافظه حالت جامد غیرفرار و قابل پاک شدن قبلی (مثل EPROMS)، چند دقیقه (گاهی تا 20 دقیقه) طول می‌کشید تا قبل از بازنویسی پاک شوند. همین سرعت نوشتن، پاک کردن و بازنویسی بود که بعداً فلش مموری را جایگزین مناسبی برای دیسک فلاپی یا دیسک Zip در قالب فلش و هارد دیسک های سنتی به شکل SSD کرد.

فلش مموری چگونه کار می‌کند؟

فلش مموری یا حافظه فلش از ترانزیستورهای گیت شناور تشکیل شده است که الکترون‌ها را روی یک گیت عایق ذخیره می‌کند. گیت برای نگه داشتن الکترون‌ها دارای بار الکتریکی است و از این بار می‌توان برای نمایش داده‌ها استفاده کرد. حافظه فلش را می‌توان پاک کرد و بازنویسی کرد زیرا الکترون‌ها را می‌توان از گیت شناور خارج کرد که ترانزیستور را به حالت اولیه خود بازنشانی می‌کند. این کار با ارسال بار الکتریکی از طریق ترانزیستور انجام می‌شود که الکترون‌ها را از گیت آزاد می‌کند.

حافظه فلش در سه فرمت اصلی ارائه می شود: NOR، NAND (نامگذاری شده برای انواع گیت‌های منطقی)، و EEPROM. امروزه، بیشتر فلش مموری ها از نوع NAND هستند زیرا کمترین هزینه را دارند و معمولاً انرژی کمتری نسبت به انواع دیگر مصرف می‌کنند.

انواع کارت حافظه

سازندگان لوازم الکترونیکی از فلش مموری در موارد مختلفی از جمله ذخیره‌سازی در گوشی‌های هوشمند، درایوهای USB و درایوهای حالت جامد (SSD) استفاده می‌کنند. SSD ها به عنوان جایگزینی برای هارد دیسک‌های سنتی به طور فزاینده‌ای محبوب شدند. SSD ها سریع‌تر و بادوام‌تر هستند و مصرف انرژی کمتری نسبت به هارد دیسک‌های چرخشی (مثل سی‌دی و دی وی دی‌ها) دارند.

در طول دهه‌های 1990 و 2000، صاحبان رایانه‌های معمولی اغلب از فلش مموری (حافظه فلش) به شکل کارت‌های فلش مدیا با قابلیت جابجایی استفاده می‌کردند که اغلب در دوربین‌های دیجیتال و PDA قرار می‌گرفتند. در اینجا چند نمونه از کارت‌های اصلی فلش مدیا آورده شده. با ذکر زمان معرفی و حداکثر ظرفیت آن‌ها:

• کامپکت فلش (CompactFlash): در سال 1994 توسط سان‌دیسک (SanDisk) معرفی شد. در ظرفیت‌های تا 512 گیگابایت موجود است که بعداً با CF 5.0 گسترش یافت.
• اسمارت‌مدیا (SmartMedia): در سال 1995 توسط توشیبا معرفی شد. حداکثر ظرفیت آن 128 مگابایت بود.
• مالتی‌مدیا‌کارت (MultiMediaCard (MMC)): در سال 1997 توسط سان‌دیسک (SanDisk) و سیمنز (Siemens) معرفی شد. این مورد در ظرفیت‌های تا 512 گیگابایت موجود است.
• مموری استیک (Memory Stick): در سال 1998 توسط سونی معرفی شد. تا ظرفیت 128 مگابایت موجود است.
• سکیور دیجیتال (Secure Digital (SD)): در سال 1999 توسط سان‌دیسک (SanDisk) معرفی شد. پشتیبانی آن تا 2 گیگابایت بوده و فرمت‌های توسعه یافته به صورت نظری تا 128 ترابایت را پشتیبانی می کنند.
• کارت xD-Picture: در سال 2002 توسط اولیمپوس (Olympus) و فوجی‌فیلم (Fujifilm) معرفی شد. حداکثر ظرفیت آن تا 2 گیگابایت است.
• کارت XQD: در سال 2011 توسط سونی (Sony) معرفی شد و تا 4 ترابایت ظرفیت دارد.
• CFexpress: در سال 2017 توسط انجمن CompactFlash معرفی شد و تا 4 ترابایت ظرفیت دارد.

تعدادی از این کارت‌های رسانه‌ای در طول زمان با استانداردهای جدید برای پشتیبانی از ظرفیت‌های بالاتر توسعه یافته‌اند. مدل‌هایی مانند SDHC، SDXC و مموری‌استیک پرو (MemoryStick Pro). برخی از فرمت‌های کارت‌های فلش مدیا نیز در اندازه‌های مختلف مانند مینی اس‌دی (miniSD) و میکرو اس دی (microSD) عرضه شده‌اند که با استفاده از آداپتورها با یکدیگر سازگار هستند.

مطلب مرتبط: رم لپ تاپ و تفاوت آن با هارد چیست؟ 

طول عمر حافظه فلش

همانطور که فلش مموری فوق العاده است، طول عمر نامحدودی ندارد. در واقع، قبل از اینکه از کار بیفتد، فقط می‌توان آن را برای تعداد معینی نوشت. با این حال، در دستگاه‌های فلش مدرن، تعداد چرخه‌های نوشتن نسبتاً زیاد است.

با توجه به سوالات متداول مطرح شده در انجمن SD، طول عمر معمول یک کارت SD حدود 10 سال است. با این حال، این زمان بسته به کیفیت کارت و شرایط استفاده از آن می‌تواند متفاوت باشد.

حافظه های SSD معمولاً بیشتر از کارت های حافظه فلش عمر می‌کنند زیرا برای استفاده سخت و مداوم نسب به فلش مموری ها طراحی شده‌اند. به عنوان مثال شما از فلش مموری در زمانی محدود عموما استفاده کرده و سپس آن را تا زمان استفاده بعدی و یا نیاز به انتقال داده بعدی کنار می گذارید اما هنگامی که از لپ تاپ خود در حال استفاده هستید، هارد SSD شما به صورت مداوم در حال استفاده است. هنگام خرید SSD، به دنبال عدد TBW یا ترابایت نوشته شده باشید. عدد بالاتر به این معنی است که درایو می‌تواند داده‌های بیشتری را که در طول زمان روی آن نوشته می‌شود، تحمل کند و عموماً عمر طولانی‌تری خواهد داشت. اگر نحوه استفاده شما درحد یک کاربر معمولی است، نیازی نیست نگران خرابی SSD به دلیل ذخیره‌های زیاد باشید. اما SSD ها هر از گاهی به طور تصادفی از کار می افتند، بنابراین به یاد داشته باشید که همیشه از آن‌ها پشتیبان تهیه کنید. حواستان به این مورد باشد!

مسلما در لپ تاپ‌ها ارتقای هارد به بالا بردن سرعت لپ تاپ کمک می‌کند، انتخاب حافظه فلش و یا هارد مناسب با توجه به فاکتورهای گوناگونی است که به زودی یک مقاله در خصوص آنها خواهیم نوشت. اما در هر صورت اگر برای ارتقای لپ تاپ خود هر گونه سوالی داشتید می توانید از یک درخواست در وب سایت مرکز تعمیرات لپ تاپ اِلبان ثبت نمایید تا کارشناسان البان به رایگان مشاوره های لازم را به شما ارائه نمایند.