Flash Memory چیست؟

Flash Memory چیست؟    

حافظه های الکترونیکی در انواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم .

شیوه ذخیره اطلاعات در این نوع از حافظه بسیار شبیه به ذخیره اطلاعات در RAM می باشد . در حقیقت حافظه های فلش در نحوه فعالیت مشابه یک منبع ذخیره اطلاعات ثابت عمل می کند . به این معنی که در آنها هیچ قطعه متحرکی به کار نرفته و تمام کارها توسط مدارات الکترونیکی انجام می شود . در مقابل درون دیسک های سخت چندین قسمت متحرک وجود دارد که این وضع خود آسیب پذیر بودن این گونه حافظه را نسبت به حافظه های فلش نشان می دهد .

قطعاتی از قبیل تراشه های BIOS ، حافظه های فلش متراکم شده که در دوربین های دیجیتالی به کار می روند ، حافظه های هوشمند ، Memory Stick و کارت های حافظه که در کنسول های بازی به کار می روند همه و همه از این نوع حافظه استفاده می کنند .

در این قسمت به فن آوری و زیر ساخت این نوع حافظه نگاهی کوتاه داریم . حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود . هر کدام از این سلول ها ازتعدادی ترانزیستور ساخته شده و هر کدام از این سلول ها توسط لایه های اکسید از دیگر سلول ها جدا می باشد . درداخل این سلول ها دو ترانزیستور معروف با نام های Floating gate و Control gate استفاده می شود . Floating gate به خط ارتباطی سطر ها متصل بوده و تا زمانی که ارتباط بین این دو ترانزیستور برقرار باشد ، این سلول دارای ارزش ١ می باشد . این سلول ها می توانند دارای ارزش ١ و یا ٪ باشند .

● Tunneling :

این روش برای تغییر دادن مکان الکترون های ایجاد شده در Floating gate بکار می رود . اغلب سیگنال های شارژ الکترونیکی بین ١٪ تا ١٣ ولت می باشند که این میزان توسط Floating gate استفاده می شود . در زمان Tunneling این میزان توسط ستون ها از Floating gate گذشته و به زمین منتقل می شود . این سیگنال باعث می شود که این ترانزیستور مشابه یک تفنگ الکترونی وارد عمل شود . این تفنگ الکترونی ، الکترون ها به خارج لایه اکسید شده رانده و بدین ترتیب باعث از بین رفتن آنها می شود .

در اینجا واحد مخصوصی به نام حسگر سلول وارد عمل شده و عمل Tunneling همراه با مقدارش را ثبت می کند . اگر مقدار این سیگنال که از میان دو ترانزیستور می گذرد کمتر از نصف آستانه حساسیت حسگر باشد ، برای آن سلول در ارزش گذاری رقم ٪ ثبت می شود . ذکر این نکته ضروری است که این سلول ها در حالت عادی دارای ارزش ١ هستند .

با این توضیحات ممکن است فکر کنید که درون رادیو خودروی شما یک حافظه فلش قراردارد . درست حدس زدید ، اطلاعات ایستگاه های رادیویی مورد علاقه شما در نوعی حافظه به اسم Flash ROM ذخیره می شود . البته نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات در این نوع حافظه به کلی با Flash memory فرق می کند . این نوع حافظه برای نگهداری اطلاعات به یک منبع الکتریسیته خارجی احتیاج دارد . در صورتی که حافظه های فلش بدون نیاز به منبع خارجی اطلاعات را ثبت و ضبط می کنند .

زمانی که شما اتومبیل خود را خاموش می کنید جریان بسیار کمی به سمت این حافظه در جریان است و همین جریان بسیار کم برای حفظ اطلاعات شما کافی می باشد . ولی با تمام شدن باتری خودرو و یا جدا کردن سیم برق کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود .

امروزه این فن آوری ، آنقدر سریع توسعه می یابد که تا چند سال دیگر قادر به ذخیره اطلاعات معادل ٤٪ گیگا بایت در فضایی به اندازه یک سانتی متر مربع هستیم . هم اکنون نیز این حافظه ها در ابعاد بسیار کوچک در ظرفیت های گوناگون در دسترس همه قرار .

فلش مموری

حافظه های الکترونیکی در انواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم . شیوه ذخیره اطلاعات در این نوع از حافظه بسیار شبیه به ذخیره اطلاعات در RAM می باشد . در حقیقت حافظه های فلش در نحوه فعالیت مشابه یک منبع ذخیره اطلاعات ثابت عمل می کند . به این معنی که در آنها هیچ قطعه متحرکی به کار نرفته و تمام کارها توسط مدارات الکترونیکی انجام می شود . در مقابل درون دیسک های سخت چندین قسمت متحرک وجود دارد که این وضع خود آسیب پذیر بودن این گونه حافظه را نسبت به حافظه های فلش نشان می دهد . قطعاتی از قبیل تراشه های BIOS ، حافظه های فلش متراکم شده که در دوربین های دیجیتالی به کار می روند ، حافظه های هوشمند ، Memory Stick و کارت های حافظه که در کنسول های بازی به کار می روند همه و همه از این نوع حافظه استفاده می کنند . در این قسمت به فن آوری و زیر ساخت این نوع حافظه نگاهی کوتاه داریم . حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود . هر کدام از این سلول ها ازتعدادی ترانزیستور ساخته شده و هر کدام از این سلول ها توسط لایه های اکسید از دیگر سلول ها جدا می باشد . درداخل این سلول ها دو ترانزیستور معروف با نام های Floating gate و Control gate استفاده می شود . Floating gate به خط ارتباطی سطر ها متصل بوده و تا زمانی که ارتباط بین این دو ترانزیستور برقرار باشد ، این سلول دارای ارزش ١ می باشد . این سلول ها می توانند دارای ارزش ١ و یا ٪ باشند . Tunneling : این روش برای تغییر دادن مکان الکترون های ایجاد شده در Floating gate بکار می رود . اغلب سیگنال های شارژ الکترونیکی بین ١٪ تا ١٣ ولت می باشند که این میزان توسط Floating gate استفاده می شود . در زمان Tunneling این میزان توسط ستون ها از Floating gate گذشته و به زمین منتقل می شود . این سیگنال باعث می شود که این ترانزیستور مشابه یک تفنگ الکترونی وارد عمل شود . این تفنگ الکترونی ، الکترون ها به خارج لایه اکسید شده رانده و بدین ترتیب باعث از بین رفتن آنها می شود . در اینجا واحد مخصوصی به نام حسگر سلول وارد عمل شده و عمل Tunneling همراه با مقدارش را ثبت می کند . اگر مقدار این سیگنال که از میان دو ترانزیستور می گذرد کمتر از نصف آستانه حساسیت حسگر باشد ، برای آن سلول در ارزش گذاری رقم ٪ ثبت می شود . ذکر این نکته ضروری است که این سلول ها در حالت عادی دارای ارزش ١ هستند . با این توضیحات ممکن است فکر کنید که درون رادیو خودروی شما یک حافظه فلش قراردارد . درست حدس زدید ، اطلاعات ایستگاه های رادیوئی مورد علاقه شما در نوعی حافظه به اسم Flash ROM ذخیره می شود . البته نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات در این نوع حافظه به کلی با Flash memory فرق می کند . این نوع حافظه برای نگهداری اطلاعات به یک منبع الکتریسیته خارجی احتیاج دارد . در صورتی که حافظه های فلش بدون نیاز به منبع خارجی اطلاعات را ثبت و ضبط می کنند . زمانی که شما اتومبیل خود را خاموش می کنید جریان بسیار کمی به سمت این حافظه در جریان است و همین جریان بسیار کم برای حفظ اطلاعات شما کافی می باشد . ولی با تمام شدن باتری خودرو و یا جدا کردن سیم برق کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود . امروزه این فن آوری ، آنقدر سریع توسعه می یابد که تا چند سال دیگر قادر به ذخیره اطلاعات معادل ٤٪ گیگا بایت در فضائی به اندازه یک سانتی متر مربع هستیم . هم اکنون نیز این حافظه ها در ابعاد بسیار کوچک در ظرفیت های گوناگون در دسترس همه قرار دارد .

حافظه فلش یک نوع از EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read only memory ) است که از شبکه ای ماتریسی (سطری ستونی) از سلول هایی با دو ترانزیستور در هر تقاطع سطر ستون تشکیل یافته است. دو ترانزیستور به وسیله لایه نازکی از اکسید از یکدیگر جدا گردیده اند و به طور مستقل کار می کنند.

یکی از ترانزیستور ها همانند دریچه ای شناور عمل می نماید و دیگری مسئولیت دریچه کنترل ره به عهده دارد . تنها اتصال گیت شناور به سطر یا word line از میان گیت کنترل می گذرد. تا زمانیکه این پیوند بر قرار است مقدار سلول حافظه برابر یک قرار می گیرد. برای تغییر مقدار یک به صفر لازم است یک پردازش خاص به نام Fowler –Nordheim tunneling انجام گیرد.

از این پردازش برای عوض کردن نوع بار الکتریکی قرار گرفته در گیت شناور استفاده می شود. شارژ الکتریمی که معمولا بین 10 تا 13 ولت است به گیت شناور اعمال می گردد. این ولتاژ از ستون ها یا bitline می گذرد و پس از عبور از گیت شناور به زمین منتقل می شود.

این شارژ باعث می شود که ترانزیستور گیت شناور مانند یک تفنگ الکترونی عمل کند. بدین صورت که الکترون های موجود در گیت شناور به شدت به بیرون از ترانزیستور رانده می شود و در لایه نازک اکسید به دام می افتند و بار منفی را به آن منتقل می نماید

این بار همانند یک مرز بین گیت کنترل و گیت شناور عمل میکند.

به وسیله مخصوصی که cell sensor نامیده می شود مقدار شارژ فرستاده شده توسط گیت شناور را بررسی می نماید. اگر این مقدار بیش از نیم شارژ فرستاده شده بود مقدار فعلی سلول برابر یک است. اما اگر این ولتاژ کمتر از نیم ولتاژ شارژ بود مقدار آن سلول صفر تلقی می شود.

در یکEEPROM خالی تمام گیت ها کاملا باز هستند و مقدار یک را نمایش می دهند.

امروزه با افزایش قدرت فلش مموری ها شرکت های بزرگ در صدد تو سعه زمینه کار برد های فلش بر آمده اند.

فلش وسیله مناسبی برای جابه جایی اطلاعات است و توانسته رقیب مناسبی برای سی دی تلقی شود . توانایی پخش فایل های صوتی و حتی تصویری بر قدرت فلش افزوده است و توانسته جایگاه مناسبی در بین کاربران پیدا کند.

Flash برای چه بوجود آمد؟

          نرم افزار Flash از شرکت Macromedia نرم افزاری است که شرکت ماکرومدیا به عنوان یک Solution یک راه حل در مرحله اول ایجاد کرد برای انتقال تصاویر Vector بر روی وب .

نرم افزار Flash از شرکت Macromedia نرم افزاری است که شرکت ماکرومدیا به عنوان یک Solution یک راه حل در مرحله اول ایجاد کرد برای انتقال تصاویر Vector بر روی وب .

تصاویر Vector به چه معنی است ؟؟؟

دو نوع تصویر وجود دارد ، یکی تصاویر Pixel که در اصطلاح به آنها Raster هم گفته میشود و یکی دیگر تصاویر برداری یا Vector .

اوایل که اینترنت به وجود آمده بود سرعتهای Connection اینترنتی در حد سرعتهایی که هم اکنون ما در ایران از آن استفاده میکنیم هم نبود ، چه برسد به آن سرعتی که هم اکنون آمریکایی ها از آن استفاده میکنند . در آن زمان سرعتهای مودمهایی که معمول بود ۹۶۰۰ بیت در ثانیه بود بهد از آن به ۱۴۴۰۰ بیت در ثانیه تبدیل شد . ۹۶۰۰ یعنی در یک ثانیه ۰.۹ کیلوبایت میتوانست اطلاعات را Transfer کند . یعنی اگر قرار بود که تصویری ایجاد شود که این تصویر تبلیغات یک محصول قرار بود باشد و این تصویر ۵۰ KB حجمش بود زمانی که لازم بود Data Transfer انجام بشه و تصویر ظاهر بشود در آن مودمها ۵۵ ثانیه بود . در نتیجه انتقال اطلاعات در اینترنت بسیار بسیار کند اتفاق می افتاد . به همین دلیل بود که در HTML های ورژن ۱ و ۲ مرسوم نبود که از تصویر در سایت وب استفاده کنند و راحت تر بگویم اصلا Tag های مربوط به Image در آن زمان در زبان HTML وجود نداشت .

به تدریج که سرعتها افزایش پیدا کردند و سرعتها به ۱۴۴۰۰ و ۲۸۸۰۰ بیت در ثانیه رسیدند ، کم کم تصاویر Pixel در وب مطرح شدند و لی خوب یک چیزایی وجود داشت که هیچ الزامی پشتش نبود که این تصاویر بخواهد Pixel باشد مثلا آرم شرکت یا مثلا یک Title که قرار بود در بالای سایت قرار بگیرد و با یک فونت خاصی هم نمایش داده شود . اینها را اگر به یک شکلی میتوانستیم Vector انتقالشان دهیم خیلی خیلی سبکتر میشدند و در واقع یک صفحه وب هر چه حجمش کمتر باشد در اصطلاح به آن میگویند صفحه وب از لحاظ حجم بهینه است یا بهتره .

در یک نرم افزار گرافیک Vector اگر بخواهیم یک خط ترسیم کنیم ، نرم افزار گرافیک Vector برای ترسیم مختصات نقطه شروع و مختصات نقطه پایان را در خودش ذخیره میکند. یعنی ۲ جفت عدد را یا بهتر بگم ۴ تا دونه عدد را . ولی در نرم افزار گرافیک Pixel زمانی که بخواهیم یک خط بکشیم باید اطلاعات مربوط به تک تک این Pixel هایی که در روی خط قرار دارند بعلاوه تمام Pixel های دور آن را در خود ذخیره کند و هیچ فرمول ریاضی در این داستان نمیتواند دخالت کند و فقط میتوانیم در فرمتهای مختلف گرافیکی آنها را فشرده سازی کرد .

ولی در هر صورت حجم فایلهای Pixel اصلا قابل قیاس با فایلهای Vector نبود . دو شرکت آمدند و سعی کردند که این کار را انجام دهند ، یعنی آمدند یک قالب و یک روشی را پیدا کنند که فایلها را بتوانند به صورت Vector انتقال دهند. زیرا مرورگرها فقط فایلهای Pixel را میتوانند نمایش دهند .

یکی شرکت Adobe بود که آمد و یک چیزی اختراع کرد به نام SVG (Scalble Vector Graphic) و دیگری شرکت Macromedia بود که آمد و SWF (Shockwave Flash) را اختراع کرد .

پس هدف در مرحله اول انتقال تصاویر Vector بود به هدف سبک تر شدن حجم صفحات .

اما مرورگرهای وب به تدریج توانایی پخش این جریان را نداشتند در نتیجه یک چیزی به وجود آمد به نام Plugin که بر روی مرورگر دستگاه شخص نصب میشود که باعث میشود که آن گرافیک به نمایش در آید. مثلا Flash Player که از اینترنت دانلود میکنیم و یا از روی CD نصب میکنیم، همین نقش را به عهده دارد .

Flash به تدریج که تکامل پیدا کرد خیلی از داستانهای دیگری بود که به آن اضافه شد یعنی مثلا بحث انیمیشن در این برنامه مطرح شد – بحث موزیک در این برنامه مطرح شد – بحث برنامه نویسی در این برنامه مطرح شد .

تا قبل از این جریان که Flash انیمیشن را در خودش قرار بدهد میبایستی برای ساخت انیمیشن های اینترنتی از Gif Animation استفاده میشد که مشکلی که بود این بود که این قضیه باید فریم فریم ساخته میشد و مساله بعدی این بود که Gif Animation ها به صورت PIXEL بودند و Flash تصاویر Vector را به انیمیشن تبدیل میکند و این را هم باید بگویم که ساخت انیمیشن در Flash بسیار راحت تر از ساخت Gif Animation است .

امکان استفاده از موزیک در Flash یک امکان فوق العاده بود که یک استاندارد برای پخش موزیک در وب قرار دارد که این استاندارد MP۳ بود.