Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Флеш-память - Особенности применения

Стремление достичь предельных значений емкости для NAND устройств привело к «стандартизации брака» — праву выпускать и продавать микросхемы с некоторым процентом бракованных ячеек и без гарантии появления новых в процессе эксплуатации. Чтобы минимизировать потери данных каждая страница памяти снабжается небольшим дополнительным блоком в котором записывается контрольная сумма, информация для восстановления одиночных битовых ошибок, информация о сбойных элементах на этой странице и количеству записей на эту страницу.

Сложность алгоритмов чтения и допустимость бракованных ячеек вынудило разработчиков оснастить микросхемы NAND памяти специфическим командным интерфейсом. Это означает что нужно сначала подать специальную команду переноса указанной страницы памяти в специальный буфер внутри микросхемы, дождаться окончания этой операции, считать буфер, проверить целостность данных.

Слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи в одной странице. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что стандартные файловые системы часто записывают данные в одно и то же место. Часто обновляется корневая таблица файловой системы, так что первые секторы памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволит существенно продлить срок работы памяти.

Подробнее см. Write amplification русск., Wear leveling русск..

Контроллеры NAND

Для упрощения применения микросхем флеш-памяти NAND типа они используются совместно со специальными микросхемами — контроллерами NAND. Эти контроллеры должны выполнять всю черновую работу по обслуживанию NAND памяти: преобразование интерфейсов и протоколов, виртуализацию адресации, проверку и восстановление данных при чтении, заботы о разном размере блоков стирания и записи, заботы о периодическом рефреше записанных блоков, равномерное распределение нагрузки на сектора при записи.

Однако задача равномерного распределения износа не является обязательной, что зачатую приводит к экономии в дешевых изделиях. Такие флеш-карты памяти и USB брелки быстро выйдут из строя при частой записи. Если вам нужно часто записывать на флешку — старайтесь брать дорогие изделия с SLC памятью и качественными контроллерами, а также старайтесь минимизировать запись в корневую директорию.

На дорогие контроллеры NAND также может возлагаться задача «ускорения» микросхем флеш-памяти путем распределения данных одного файла по нескольким микросхемам. Время записи и чтения файла при этом сильно уменьшается.

Подробнее см. Flash memory controller русск..

Специальные файловые системы

Зачастую флеш-память подключается в устройстве напрямую, без контроллера. В этом случае задачи контроллера должен выполнять программный драйвер NAND в операционной системе. Чтобы не выполнять лишнюю работу по равномерному распределению записи по страницам стараются эксплуатировать такие носители со специально придуманными файловыми системами русск.: exFAT для Microsoft Windows и JFFS2 и YAFFS для GNU/Linux и др.

См. также TRIM.