Компактные твердотельные носители

Казалось бы, что среди носителей может быть «тверже» жесткого диска? Однако нашлись другие чемпионы по «твердости» — устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвиж­ных частей. Несмотря на разнообразие форм и названий, все они осно­ваны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти. В основе работы запоминающей ячейки этого типа лежит физический эффект «Фаули — Нордхайма», связанный с лавинной инжекцией зарядов в полевых транзисторах. Содержимое флэш-памяти программируется электрическим способом.

Флэш-память читается и записывается байт за байтом. Перед запи­сью новой информации данные, имеющиеся в памяти, требуется сте­реть. Память разбита на блоки с фиксированными адресами, обычно по 8 Кбайт. При стирании информации параллельно модифицируются все ячейки внутри блока. Современные типы флэш-памяти допускают до миллиона циклов перезаписи.

Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно счи­тать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по форм-фактору (интер­фейсу) и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD). Этот формат карт флэш-памяти постепенно сходит со сцены ввиду ограниченной емко­сти (до 64 Мбайт для ММС и 256 Мбайт для SD) и низкой скорости работы. Потока в 120 Кбайт/с, обеспечиваемого ММС, совершенно недостаточно для современной аппаратуры. Скорость SD значительно выше (до 920 Кбайт/с), однако формат плохо масштабируется по ско­рости и дальнейшего прироста ожидать трудно.

SmartMedia призван стать основным форматом для «умных» карт широкого применения (от банковских карточек и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом всего 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, что не слишком удобно. Однако приличная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и ско­рость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникнове­ние в сферу цифровой фотографии и носимых МР3-устройств.

Memory Stick — «эксклюзивный» формат фирмы Sony. Широко применяется в аппаратуре этой торговой марки, но практически не используется другими компаниями. Помимо самой Sony к выпуску Memory Stick приступила фирма SanDisk. Максимальная емкость кар­точки равна 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, что по нынешним меркам считается недостаточным. Цены на флэш-память Memory Stick сравнительно высоки.

PC Card (PCMCIA ATA) — основной тип флэш-памяти для компакт­ных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type III и CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Для PC Card возможна обратная совместимость по разъемам «сверху вниз».

Важным преимуществом PC Card является поддержка интерфейса AT А, что гарантирует совместимость практически со всеми компью­терами и многими бытовыми цифровыми устройствами. Все карты оснащены шиной данных шириной 16 бит, а модификация CardBus — шириной 32 бит.

Емкость PC Card достигает 4 Гбайт, а скорость — 20 Мбайт/с при обмене данными с жестким диском. Как правило, производители гарантируют работоспособность карточек в течении 500000 часов и стойкость разъемов 10000 подключений (5000 в полевых условиях).

Miniature Card (MC) — малогабаритная (38x33x3, 5 мм) карточка флэш-памяти, предназначена в основном для карманных компьюте­ров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. На момент напи­сания книги максимальная емкость составляла 64 Мбайт. В карточке применена память типа Linear Flash, для работы с которой на компью­тере потребуется установка специальных драйверов.

xD Picture Card (extreme Digital) является новым типом флэш-памяти, разработанным компанией Toshiba специально для цифровых фотоаппаратов. На сегодняшний день является самым миниатюрным устройством флэш-памяти. Благодаря использованию технологии NAND не имеет ограничений на максимальный объем. Сейчас известны карточки xD Picture Card емкостью до 512 Мбайт, вскоре ожидается появление изделий емкостью до 8 Гбайт.

MirrorBit Flach, разработанная компанией AMD, основана на техно­логии хранения в ячейке двух бит. Каждая ячейка разделена на сим­метричные (зеркальные) половинки изолирующим слоем из нитрида кремния и, таким образом, имеет удвоенную емкость. За счет «зеркаль­ности» более быстро формируется стандартная 16-битная страница данных, что увеличивает скорость обмена. Чипы семейства MirrorBit имеют емкость 64 Мбит и могут быть установлены на большинство современных типов твердотельных устройств памяти.

Устройства сопряжения с твердотельными носителями. Большое число несовместимых по физическому интерфейсу твердотельных носителей и иных переносимых устройств памяти вызвало появле­ние многоцелевых аппаратов сопряжения компьютеров с внешними носителями, обычно называемыми CardReader/Writer. Лучшие из них позволяют использовать до 5 типов флэш-памяти (CF, MMC, SD, SM, MS) и жесткий диск IBM MicroDrive.