كل ما تحتاج لمعرفته حول ذاكرة NAND و eMMC

الكاتب: سامي -
كل ما تحتاج لمعرفته حول ذاكرة NAND و eMMC
كل ما تحتاج لمعرفته حول ذاكرة NAND و eMMC

ذاكرة فلاش في كل مكان. إنه موجود في ذاكرة USB الخاصة بك ، وبطاقة SD الخاصة بالكاميرا ، ومحرك الأقراص الثابتة ذي الحالة الصلبة ، والمعدات الطبية بالمستشفيات ، وآلات الروبوتات الصناعية ، وعدد لا يحصى من الأجهزة والأدوات.

لكن هل توقفت يومًا لتتساءل ما هي في الواقع؟ هل توجد أنواع مختلفة من ذاكرة الفلاش؟ ما يتم استخدامها ل؟ كيف يعمل هذا كله؟

سنشرح في هذه المقالة الاختلافات بين نوعين من أكثر أنواع ذاكرة الفلاش شيوعًا - NAND و eMMC.

ماهي ذاكرة فلاش

هناك عدة أنواع مختلفة من ذاكرة الفلاش ، لكن NAND هي الأكثر شيوعًا. إنه الجهاز الذي ستجده في بطاقات USB ومشغلات MP3 الرائدة والأجهزة الأخرى التي تتطلب تخزين بيانات عالي السعة.

ذاكرة فلاش لها خاصيتان رئيسيتان:

  • Non-volatile غير متطايرة - لا تحتاج الذاكرة غير المتطايرة إلى مصدر طاقة للاحتفاظ ببياناتها. على هذا النحو ، يتم استخدامه بشكل شائع للتخزين طويل الأجل الذي يستمر بين عمليات إعادة التشغيل. مثال على نقيضها (الذاكرة المتطايرة) هو ذاكرة الوصول العشوائي RAM للكمبيوتر الخاص بك. تفقد ذاكرة الوصول العشوائي جميع المعلومات المحفوظة عند إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
  • عدد محدود من دورات الكتابة - نظرًا لكيفية عملها ، لا يمكن استخدام ذاكرة الفلاش إلا لعدد محدود من المرات قبل أن تبدأ في التلف. ستفشل الخلايا الفردية ببطء ، وسيتراجع الأداء.

كيف تعمل ذاكرة فلاش؟

تخزن ذاكرة فلاش البيانات في صفيف من الخلايا ، وكل خلية تحتوي على بت واحد على الأقل من البيانات. يتم تنظيم الخلايا في كتل ، حيث يتم تعريف الكتلة على أنها مجموعة متجاورة من البايتات التي تشكل وحدة بيانات قابلة للتحديد.

الكتلة هي أصغر جزء قابل للبرمجة / للمسح من المصفوفة. تتم كتابة الكتل بشحنة كهربائية ، حيث تمثل كل خلية رقمًا واحدًا أو صفرًا.

عندما يتم اعتبار كل الكتل معًا ، فإنها تشكل شريحة ذاكرة. يتم تثبيت الشريحة على لوحة دوائر مطبوعة ، والتي تتضمن أيضًا وحدة تحكم أساسية وواجهة USB.

NAND نفسها هي ذاكرة فلاش خام وتستخدم بروتوكولها الخاص. غالبًا ما تضيف التصميمات التي تنفذ NAND - مثل بطاقات SD ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة - وحدات تحكم دقيقة في الأعلى لتنفيذ طبقة ترجمة فلاش (FTL). يترجم FTL استخدام القرص (على سبيل المثال ، عبر USB) إلى عمليات NAND مفيدة.

أنواع NAND المختلفة

ذاكرة فلاش NAND عبارة عن عبارة شاملة. هناك العديد من التصاميم والفئات الفرعية المختلفة. الثلاثة الأكثر شيوعًا هي الوحيدة التي تحتاج حقًا إلى القلق بشأنها.

SLC (خلية أحادية المستوى) Single Level Cell

يعتبر SLC على نطاق واسع أفضل إصدار من NAND. يخزن بت واحدًا من البيانات لكل خلية ذاكرة وبالتالي يتمتع بأفضل قدرة على التحمل ، حيث يعالج ما يقرب من 100000 دورة كتابة لكل خلية قبل التدهور.

تتميز بأعلى سرعات كتابة وأقل استهلاك للطاقة ، ولكن يمكن أن تكون أغلى بثلاث مرات من التصميم الأساسي للخلية ثلاثية المستويات وغالبًا ما تكون سعة تخزينها أقل. من الأفضل نشره في المواقف عالية الأداء ومتوسطة الكثافة.

يتم استخدامه عادةً في المواقف التي تتطلب السرعة - على سبيل المثال ، الخوادم وبطاقات الوسائط عالية الأداء ومحركات الأقراص المختلطة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة المتطورة. يمكن العثور عليها أيضًا في بطاقات SD الاحترافية المتطورة ، مثل سلسلة FX من Panasonic.

MLC (خلية متعددة المستويات) Multi-Level Cell

يخزن MLC NAND بتّين لكل خلية ، وبالتالي يمكنه الاحتفاظ بضعف كمية البيانات في الجهاز نفسه الحجم ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة البت. إنه رائع للتطبيقات عالية الكثافة وذات الدورة المنخفضة.

ومع ذلك ، هناك مفاضلة: يمكن لـ MLC دعم حوالي 10000 دورة كتابة فقط لكل خلية قبل التدهور ، مما يؤثر سلبًا على طول عمرها.

يمكن اعتبار MLC NAND على مستوى المستهلك. إنها مسؤولة عن ما يقرب من 80 بالمائة من جميع شحنات فلاش NAND في جميع أنحاء العالم وتستخدم بشكل شائع في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة من فئة المستهلكين.

TLC (خلية ثلاثية المستوى) Three Level Cell

TLC NAND هي الأرخص من بين الأشكال الثلاثة ، حيث تكلف حوالي 30 بالمائة أرخص من ذاكرة MLC (وحتى أرخص من ذاكرة SLC).

إنها أعلى كثافة - قادرة على حفظ ثلاثة بتات من البيانات لكل خلية ولديها أسوأ متانة. في الواقع ، يمكن لشريحة TLC النموذجية أن تدعم فقط حوالي 4000 دورة كتابة لكل خلية ، وهو أسوأ بكثير من كل من MLC و SLC.

يتم استخدام TLC بشكل شائع في المنتجات الفعالة من حيث التكلفة التي لا تتطلب أداء NAND متطورًا ولن تدوم تقريبًا مثل نظيراتها. تتضمن الأمثلة مشغلات MP3 ، و بطاقات ذاكرة USB ، وأجهزة الوسائط المحمولة المنخفضة الجودة.

لن يتم العثور عليه في أي شيء يقوم بتشغيل نظام تشغيل أو يخزن بيانات مهمة (مثل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة).

ماذا عن ذاكرة فلاش eMMC؟

يرمز eMMC إلى "بطاقة الوسائط المتعددة المضمنة" Embedded Multimedia Card ، والتي نشأت بحد ذاتها عن سابقتها ، MMC (بطاقة الوسائط المتعددة).

ظهرت بطاقات الوسائط المتعددة لأول مرة على الرفوف في عام 1997. وقد تم استخدامها كوسيط تخزين للأجهزة المحمولة ، بما في ذلك مشغلات MP3 والكاميرات الرقمية.

غالبًا ما كانت منافذ البطاقات مدمجة في أجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت ، ولكن مع تزايد شعبية بطاقات SD ، قل عدد المصنّعين الذين انزعجوا من استخدام MMC بعد الآن. اليوم ، ستجد صعوبة في شراء جهاز كمبيوتر بفتحة MMC.

ومع ذلك ، فقد عاش الإرث في شكل بطاقات eMMC. لا تزال ذاكرة eMMC مستخدمة على نطاق واسع في قطاع الهاتف المحمول باعتبارها الشكل الأكثر شيوعًا للتخزين المتكامل في الأجهزة المحمولة ويمكن حتى العثور عليها في بعض أجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية وأجهزة Chromebook منخفضة الجودة.

إنها مرتبة على مجموعة شبكية كروية صغيرة (BGA) ملحومة بالجهاز وغير قابلة للإزالة. إنه أبطأ وبالتالي أرخص من أشكال NAND الأخرى ، لذلك إذا كنت تستطيع تحمله ، ففضل استهداف أجهزة NAND بدلاً من ذلك.

NAND و eMMC بالاختصار

نأمل أن نكون قد أوضحنا NAND و eMMC بطريقة مفهومة ، ولكن إذا كنت لا تزال مرتبكًا ، فلا تقلق. إنه بلا شك موضوع محير.

يتفاقم الارتباك بسبب السرعة التي تتحرك بها التكنولوجيا. على سبيل المثال ، يتميز أحدث إصدار من eMMC الآن بسرعات كتابة تنافس محركات أقراص الحالة الصلبة المنفصلة القائمة على SATA بحوالي 400 ميجابايت / ثانية. ولكن بالنسبة للجزء الأكبر ، ما عليك سوى معرفة الفروق بين SLC و MLC و TLC.

شارك المقالة:
2289 مشاهدة
هل أعجبك المقال
0
1

مواضيع ذات محتوي مطابق

التصنيفات تصفح المواضيع
youtubbe twitter linkden facebook