Rapport de discussion spécialisé Flash Dipl.Ing.(FH) Robert Herth. Flash the Future

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1 Rapport de discussion spécialisé Flash Dipl.Ing.(FH) Robert Herth Flash the Future 1

2 Flash the Future Indroduction: L'histoire de la mémoire flash est étroitement liée à l'histoire de l'appareil photo numérique. Le premier support Compact Flash avec quatre méga-octets de capacité a été créée en 1994 de San Disk. En 1998, le premier Sony Memory Stick. En 2000, IBM ersten8mb USB stick. La question hante SSD depuis 1999 dans le secteur alentour, mais seulement en l'an 2005 a été modifiée par l'introduction du 1,8 "et 2,5" SSD de Samsung et d'autres entreprises du marché pour les SSD et de préparation. En raison de la baisse des prix constante (notamment par la réduction des structures = shrink) et donc l'ouverture du marché de masse, par exemple, en remplacement d'un disque dur, le SSD prédit un grand avenir. Image 1: 32 Mo Compact Flash Card, ouvert à partir de l'année 1997 Différences de technologie Nand En général, peut, lors de la technologie Nand Flash de deux types: SLC et MLC. -Single-Level-Cell (SLC) est composé de cellules de mémoire flash NAND, qui par une cellule de mémoire de bit qui peut être enregistré. Multi-Level Cell (MLC) Le MLC peut varier en fonction de l'exécution de 2 ou 4 Bitzustände enregistrer. Il en résulte: 2

3 - - Augmenter la densité d'écriture - Une augmentation du temps d'accès - Prix avantageux (par Flash) -Une plus grande probabilité d'erreurs Ce sont les avantages et les inconvénients des différentes techniques. D.h. SLC peut être le plus rapide de lire et décrire, mais il est plus cher que le MLC, plus de bits sur une cellule mémoire, mais est plus lent et un peu plus vulnérable. Technology: la suppression d'écriture La suppression intervient profondément dans la cellule et donc de la Oyidschicht. Il doit être compatible avec une forte tension (négative) de l'état de la cellule flash, c'est à la fois l'électronique Floating Gate, être modifié. C'est la raison pour laquelle on parle aussi de plus en plus de cycles d'effacement / écriture. Lors de la suppression, en raison de la haute tension n'est pas mentionné zellenweise mais qui doit être fait de blocs, les électrons durchtunneln la couche d'oxyde. Dadruch à chaque fois que la suppression de la couche d'oxyde d'un peu plus endommagé (mince, jusqu'à la perte de la cellule. Les électrons ne restent pas plus sur le Floating Gate capture ou la modifie sa cellule et l'état de la cellule de mémoire stockée l'information (1 bit), perdu. C'est la raison pour laquelle les fabricants de mémoire flash dans les fiches de données seulement une certaine durée de vie ou de suppression des cycles d'écriture. Chez SLC, ce sont les modules Flash en cours la plupart du temps cycles, MLC sont cycles, ainsi que la réception de données de 10 ans. Ces valeurs sont la plupart du temps, mais à une température de 25Grad Celsius. La suppression découle de blocs u.a. la différence de vitesse d'écriture (exemple: lire et écrire 100 Mo "seulement" 80 Mo). Les valeurs sont pour un SSD, et non pour chaque puce. Le défaut d'une seule cellule représente une mémoire flash est loin d'être inutile. Échecs de certaines cellules grâce à une détection d'erreurs détectées dans une zone protégée, ce qu'on appelle Spare domaine, enregistré. Pour que la mémoire flash aussi longtemps que possible "survécu", dit un Wear-Leveling procédure. À cet égard, les Lösch-/Schreibzyklen ne sont pas toujours à l'adresse 0 commencé, mais le firmware conçu pour que les suppressions d'écriture des actions aussi régulièrement que possible sur l'ensemble d'un module de stockage distribué. Sur la base des structures plus petites, peut-être en cas de suppression d'ajouter une nouvelle problématique, ce qui pourrait supprimer le bloc voisin et donc influer sur les données seraient perdues. Outre le nombre de suppressions / cycles d'écriture, est aussi l'attitude correcte des données, la rétention d'un important indicateur de la cellule Flash. Il s'agit d'un minimum de mémoire par le fabricant du temps de garantie, une fois mis en demeure l'information correctement, c'est-à-dire pas de perte de données. (voir ci-dessus) D.h. le nombre d'effacement de la NAND Flash Sauver n'est pas de déterminer précisément. 3

4 Limites des processus de rétrécissement En cas de semi-conducteurs Flash est la semi-isolant, qui doit être très mince pour Floating Gate particulièrement critique. Quelque chose pour les 10 nanomètres sont actuellement considérés comme limite inférieure. Ainsi, il devient très difficile, les structures en dessous de 43 nanomètres. Ces électrons, l'isolation à peu de frais (faible tension d'écriture) et peut entrer à plus de dix ans sans pertes "conserver". Lors de la suppression de la reconstruction de décrire les électrons à peu de frais (faible Löschspannung) encore complètement supprimées. Actuellement, le flash se déplacent dans les secteurs producteurs de 43 à 45 mm. Afin de continuer à shrinken et les électrons (information enregistrée), qui sont les producteurs comme les chercheurs invités, de nouveaux matériaux. Un banal s'attend à ce que les flash de plus en plus les prix baissent et que les SD présenter leur triomphe final, il ya encore un certain nombre de pierres de la voie d'évacuer. Je pense que ce sont les scientifiques mais aussi de résoudre plusieurs reprises, jusqu'à la mémoire organique. Quand j'ai commencé mes études de l'enseignement technique en 1983 a mis fin, il convient que la limite de silicium structures 100mn. Accessible au plus tard possible et, en La durée de vie de Flash, la durée de vie de la carte / SSD C'est précisément cette question de la question de savoir combien de temps puis-je utiliser une carte, une clé USB ou SSD? Quelle est la durée de vie? Gardez vos données en mémoire, ou je perds des données, documents, images, vidéos, etc se pose de plus en plus. Ce sujet a été et est dans la carte à plusieurs reprises dans la conversation et vient maintenant dans le cadre de l'introduction et l'application de la masse de SSD, en particulier chez les clients industriels de nouveau en discussion. À cet égard, les principaux composants de la carte flash, USB Stick, individuellement ou SSD être discutées. D.h. le flash utilisé, le contrôleur a utilisé et quelles mesures le fabricant du contrôleur dès le contrôleur et que l'on appelle Firmware, et quelles sont alors le fabricant de la carte / ou SSD peut faire. Retour au firmware / logiciels / Programmation. D.h. comment puis-je beaucoup d'effort pour exploiter économiquement ni judicieux d'offrir une solution. Comme mentionné ci-dessus, il ya une certaine durée de vie d'indication de la Flash, les cellules du fabricant de modules flash sur la page sécurisée est placé. La cellule elle-même estime que Flash (probablement) l'accroissement de suppression des cycles d'écriture, ce qui est des études et des tests. Voici par ex au lieu de 100k suppression des cycles d'écriture par la cellule Flash (cf fiche technique) les valeurs ont été testés dans le sens de 300k, 500k et plus. La compagnie MSC sera bientôt offrir un outil d'une tendance à la «durée de vie" lors de Kompact cartes peut afficher. À cet effet, u.a. l'intensité de l'écriture, de la Löschzähler Spare et les rues pris en compte. Ce n'est pas facile, si l'on o.g. Voit un problème et n'a pas encore discuté, l'application, c'est-à-dire le domaine d'application de la carte ou SSD. Un sujet très important, si l'on révise les différentes applications: ordinateurs portables, ordinateurs industriels, le système Raid, PDA, système Navision, lecteur MP3, technologie médicale, caméra, magnétoscope, serveur, applications militaires, l'automobile, accessoires, etc. 4

5 Si le flash très peu décrites et principalement en lecture seule, il est difficile de la question de la durée de vie, indépendamment de la réception de données sur les années où le stockage (température) joue un rôle. Si la cellule, mais extrêmement Flash souvent décrit, se pose la question de savoir quel contrôleur de firmware qui, Wear-Leveling, salle de bains bloc de gestion, quelle température, qui flash, le nombre de blocs disque de rechange ont été mis en réserve, comme beaucoup de bits de correction ECC être utilisé. Z.B. l'indication de change lors de l'ecc selon le fabricant de 2bit, 4bit, 6bit et 7bit correction. Dans le cas SSD varient selon les fabricants ex 2% de l'ensemble de la taille de stockage de bloc Spare réservés. Cela peut être le "bloc de gestion de salle de bains" en panne et en reconnaître les cellules Spare blocks, à condition encore que là. Spécialement pour les SSD, certains fabricants, les fameux HDD SMART Fonction omboard déjà. SMART est: Self-Monotoring, d'analyse et de reporting Technology. D.h. nous parlons ici u.a. d'erreur de suivi, de surveillance limite, l'état de la requête, la température, compteur d'heures, etc. Comment fonctionne SMART? Le SSD surveille et analyse des paramètres spécifiques et transmet en prévision d'une menace de conditions d'erreur. En cas de risque d'un échec, ce sera sur le statut du SMART. Les cartes, clés USB et SSD MSC offre la gamme complète de la technologie Flash pour le marché et, partant, pour l'utilisateur. D.h. avant de prendre une carte flash, USB-Stick ou SSD est offert, sur l'utilisation et de la demande de l'utilisateur sont parlées. A cet égard, MSC interne un questionnaire conçu, vise à clarifier des questions telles que: Consumer application (par défaut, les appareils standard) ou d'application industrielle. Ici se séparent déjà les moyens. Questions sur la fréquence de l'écriture, effacement, speed en lecture et écriture, temps d'accès, MTBF, la température et finalement le budget de décider, sur la recommandation de la bonne carte / USB / SSD et de rendre le prix des modules. Spécialement pour des exigences de MSC peut être la carte SD, un port USB-Stick et Compact Flash Card demandé à l'application de concevoir, développer et offrir. MSC Il travaille très étroitement avec les fabricants de contrôleurs Cyperstone, et le flash avec le leader du marché Samsung. La qualité du flash de Samsung et de l'expérience et la flexibilité de la compagnie Stone hypertexte dans le contrôleur de domaine, il en résulte une combinaison optimale des différents composants et du fabricant de carte MSC. Ceci est typique d'une demande pour de prétendues OEM = variantes. MSC peut également la programmation, Belabelung et l'emballage, si vous le souhaitez. 5

6 Figure 3: Deux sticks USB portable en application Actuellement, dans le domaine des cartes SD la taille de la mémoire de 256MB à 2GB SD de 4Go, ainsi que de 16GB à la SDHC types disponibles. Les petites capacités de 256MB (64MB et 128MB) en tant que variante OEM, en consultation avec les clients et le nombre des pièces à réaliser. MSC propose ici les fabricants de SanDisk, Samsung, Kingmax, PQI et TRS-Star côté des marques propres. En ce qui concerne les cartes Compact Flash les fabricants SanDisk, PQI et TRS Star. Ici, un accent spécial sur les exigences de l'industrie. D.h. les cartes sont dans le domaine de température étendu et en tant que "industrial Grade" et discuté. (Application spécifique). Pour la clé USB peut MSC variantes de SanDisk, Kingston, PQI, AddOn, ALENEON et TRS Star. Dans le domaine de la SSD a MSC producteurs dans le programme suivant: Samsung, SanDisk, et Mtron STEC. 6

7 Photo 2: SSD de 32 Go avec connecteur SATA en aluminium. Actuellement, il ya des tailles à partir du SSD 16GB à 64GB, 128GB prochainement. Certes, le PReis dans de nombreux cas, pour une utilisation non acceptable, mais ce sera dans les prochains 1 à 2 ans. En outre, de plus en plus avec neuerern SSD flash MLC et de meilleure qualité et, pour les contrôleurs de la percée dans le marché de masse. SSD séduit non seulement par la réduction sensible des temps d'accès à la lecture de disques durs mécaniques, mais aussi de plus ou de moins dans la physique de résistance. La plupart des SSD sont de 2,5 modèle. (Il ya aussi un 1,8 "et 3,5"). L'installation de ces disques durs 2,5 "Baies de lecteur est simple. L'installation sur un 3,5", lecteur de cassette est simple cadre de montage possible. En outre, le réseau Flash produits d'une plus grande marge d'exploitation à des températures de mécanique des disques durs. Les nouveaux modules Flash ont converti une de l'espérance de vie de plus de 100 ans (2 millions d'heures pour les SSD de 300k heures à HDD). Comparer les données d'un SSD de 32 Go et un disque dur à titre d'exemple: (SSD/HDD) Puissance de ralenti: Performances d'accès: Temps d'accès: Exploitation de choc: Bruit : Poids : Lire: Écrire 0,1 watts/ 0,8 watts 0,5 watts/2,0 watts 0,1ms/2ms 1500G/350G 0 db/ 29 db 54 g/ 102 g 120MByte/ 50Mbyte 100Mbyte/ 50 Mbyte 7

8 Si SSD parlé, il est à noter qu'il est très achalandée différentes variantes. Une fois la version SLC ou MLC, alors les différences dans le contrôleur, firmware, la mise en place, la structure, ECC, température, MTBF (mean operating Time Between Failures). Cela signifie en fin de l'acheteur ou l'utilisateur une énorme différence de prix pour un même capacité. Ainsi, par ex 16GB un SSD, dissociable Promo MLC et le contrôleur (lire lors de 30MB / s, écriture 20MB/s) à environ 160, alors qu'un contact avec 16GB et un meilleur contrôleur SLC (lire 100MB / s, écriture à 80MB/ s) à un prix d'environ 300. Trend / Tendance Lt. Col. isupply a été le flash du marché environ 13,9 milliards de S en 2007 et devrait atteindre 15,2 milliards de croître en En 2009, nous avons 128GB (MLC) Clé USB parler., Sur des cartes Compact Flash de 32 Go (SLC), sur des cartes SD de 32 Go et plus de 256GB SSD. Le marché du SSD d'ici l'an 2012 à plus de 10Mrd. wachesn, selon les analystes, une proportion majoritaire Il s'agit de tous les appareils mobiles, qui ont été déjà mentionné ci-dessus. CFC - USBdrive - SSD Timeline Kapazität in GB CFC-SLC USB-SLC USB-MLC SSD-SLC SSD-MLC 27.April 2008 Dipl.Ing.(FH) Robert Herth 8