El tutorial sobre la memoria flash incluye:
Qué es la tecnología de memoria flash Cómo funciona la memoria flash Duración de la memoria flash & fiabilidad Guía de compra de tarjetas de memoria
Volver a: Tipos de memoria & tecnologías
La tecnología de memoria Flash se utiliza para muchas formas de almacenamiento de datos electrónicos. Su comodidad de uso ha hecho que en los últimos años su uso haya aumentado significativamente y esté disponible en muchos formatos.
La memoria flash es una forma no volátil de almacenamiento de datos electrónicos y, como resultado, se utiliza en muchas áreas en las que se necesita el almacenamiento de datos a corto y medio plazo.
La tecnología de memoria flash es visible en muchas formas: desde las conocidas memorias USB Flash y las tarjetas de memoria para cámaras, como las tarjetas compactas Flash o las tarjetas CF y las tarjetas de memoria SD, hasta aplicaciones como los discos duros de estado sólido para ordenadores, donde está sustituyendo a las antiguas tecnologías de disco, que son más lentas, menos fiables y más frágiles.
Con su uso generalizado, Flash se ha convertido en una de las formas más utilizadas de memoria semiconductora, y con su uso que se extiende desde los ampliamente vistos lápices de memoria y tarjetas de memoria para cámaras, etc, a elementos como los discos duros de estado sólido para ordenadores, la tecnología se está viendo aún más.
¿Qué es la memoria Flash?
La memoria Flash es una forma de memoria no volátil que nació de la combinación de las tradicionales EPROM y E2PROM. Estas dos formas de memoria sólo se ven ocasionalmente hoy en día y otras formas de memoria, incluida la Flash, han tomado el relevo.
En esencia, la memoria Flash utiliza el mismo método de programación que la EPROM estándar y el método de borrado de la E2PROM.
Una de las principales ventajas que tiene la memoria flash en comparación con la EPROM es su capacidad de borrado eléctrico.
Sin embargo, no es posible borrar cada celda de una memoria flash individualmente a menos que se añada una gran cantidad de circuitos adicionales en el chip. Esto supondría un aumento significativo del coste, por lo que la mayoría de los fabricantes abandonaron este enfoque en favor de un sistema en el que todo el chip, o una gran parte del mismo, se borra en bloque o en flash, de ahí su nombre.
En la actualidad, la mayoría de los chips de memoria flash disponen de un borrado selectivo que permite borrar partes o sectores de la memoria flash. Sin embargo, cualquier borrado sigue significando que una sección significativa del chip tiene que ser borrada.
Historia del desarrollo de la memoria flash
La memoria flash se remonta a alrededor de 1980 cuando el concepto fue desarrollado en Toshiba por el Dr. Fujio Masuoka. Posteriormente, se presentó en el IEEE International Electron Devices Meeting, IEDM, celebrado en San Francisco, California, en 1984.
El concepto básico de laboratorio tardó unos años en convertirse en un producto que pudiera lanzarse al mercado. Intel introdujo los primeros chips comerciales en el mercado en 1988; se trataba de tipos basados en NOR.
Las memorias flash NOR tenían tiempos de borrado y escritura relativamente largos. Toshiba volvió a desarrollar su tecnología y pudo anunciar la tecnología NAND en el IEDM de 1987. Esta tecnología, sin embargo, todavía necesitaba un mayor desarrollo para su lanzamiento comercial.
La ventaja de la memoria flash NAND era que tenía tiempos de borrado y escritura reducidos y tenía una mayor densidad de almacenamiento.
La memoria flash se ha desarrollado significativamente en los últimos años y se utiliza ampliamente en muchas aplicaciones encontrándose como memorias USB, tarjetas compactas Flash, tarjetas de memoria SD e incluso como discos duros Flash, también llamados unidades de estado sólido en algunos ordenadores.
Cómo funciona la memoria Flash
La tecnología utilizada para fabricar memorias Flash se basa en los chips EEPROM (memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente), que consisten en bancos de memoria formados por celdas de almacenamiento dispuestas en una cuadrícula de columnas y filas.
La celda básica de la memoria Flash consiste en un canal de aproximadamente 1µm de longitud con los electrodos de origen y drenaje en cada extremo. Sobre el canal de la célula de memoria Flash hay una puerta flotante que está separada del canal por una capa de óxido extremadamente fina que suele tener un grosor de sólo 100 Å. La calidad de esta capa es crucial para el funcionamiento fiable de la memoria.
El almacenamiento de carga en la puerta flotante es la clave del funcionamiento de la célula de memoria Flash.
Fiabilidad y vida útil de la memoria Flash
Cuando la memoria Flash fue introducida por primera vez, tenía una vida útil relativamente corta. El uso repetido de las celdas hacía que la memoria se degradara. Por ello, la memoria Flash sólo se utilizaba para un número restringido de ciclos de lectura/escritura.
Hoy en día la tecnología de la memoria Flash ha mejorado significativamente y la fiabilidad no es el problema que era. No obstante, las memorias Flash incorporan un esquema de lo que se denomina nivelación de desgaste para reducir el impacto en las celdas o áreas de la memoria que pueden estar sometidas a un uso elevado.
La nivelación de desgaste supervisa el uso de las diferentes áreas de la memoria global y trata de utilizar todas las áreas por igual, nivelando así el uso.
Ventajas de la memoria flash & desventajas
Como en cualquier tecnología existen diversas ventajas y desventajas. Es necesario tener en cuenta todas ellas a la hora de determinar el tipo de memoria óptimo a utilizar.
Ventajas de la memoria flash
- Memoria no volátil
- Fácilmente transportable (por ejemplo. Memorias USB, tarjetas flash de cámaras, etc)
- Robusto mecánicamente
Desventajas de las memorias flash
- Coste más alto por bit que los discos duros
- Más bajo que otras formas de memoria
- Número limitado de ciclos de escritura/borrado
- Los datos deben ser borrados antes de poder escribir nuevos datos
- Los datos suelen borrarse y escribirse en bloques
Obviamente, cuando se considera el uso de la memoria Flash en cualquier aplicación particular, es necesario sopesar las ventajas y desventajas.
Tipos de memoria Flash
Hay dos tipos básicos de memoria Flash. Aunque utilizan la misma tecnología básica, la forma en que se direccionan para leer y escribir es ligeramente diferente. Los dos tipos de memoria Flash son:
- Memoria Flash NAND: Las memorias NAND Flash tienen una estructura diferente a las memorias NOR. Se accede a este tipo de memoria flash de forma muy parecida a los dispositivos de bloque, como los discos duros. Cuando las memorias NAND Flash van a ser leídas, el contenido debe ser primero paginado en la memoria RAM mapeada. Esto hace que la presencia de una unidad de gestión de memoria sea esencial.
- Memoria Flash NOR: La memoria NOR Flash es capaz de leer celdas individuales de memoria flash, y como tal se comporta como una ROM tradicional en este modo. Para las funciones de borrado y escritura, los comandos se escriben en la primera página de la memoria mapeada, tal y como se define en la «interfaz flash común» creada por Intel.
Compensación NAND / NOR: las memorias NAND Flash y las memorias NOR Flash pueden utilizarse para diferentes aplicaciones. Sin embargo, algunos sistemas utilizarán una combinación de ambos tipos de memoria Flash. El tipo de memoria NOR se utiliza como ROM y la memoria NAND se particiona con un sistema de archivos y se utiliza como área de almacenamiento de acceso aleatorio.
La memoria Flash es una forma particularmente importante de memoria semiconductora. Ahora se utiliza ampliamente y es posiblemente una de las formas más importantes de almacenamiento a medio plazo.
Como se ha mencionado la memoria Flash se puede ver en una variedad de formas y usos que van desde la memoria Flash lápices de memoria USB a las tarjetas Compact Flash utilizadas para las cámaras, tarjetas SD en las cámaras micro tarjetas SD en los teléfonos. Además de esto, se pueden ver muchos otros artículos de electrónica que utilizan la memoria Flash. También está haciendo incursiones significativas en el mercado de los discos duros de ordenador, donde los discos duros de estado sólido son ahora ampliamente utilizados.
En vista de todas sus aplicaciones, la tecnología de memoria Flash es una de las formas clave de la tecnología de memoria de semiconductores en uso hoy en día.
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