<
div>
توجد ذاكرة الفلاش في كل مكان. فهي موجودة في ذاكرة USB، وبطاقة SD الخاصة بالكاميرا، والقرص الصلب ذي الحالة الصلبة، والمعدات الطبية في المستشفيات، وأجهزة الروبوتات الصناعية، والعديد من الأجهزة والأدوات الأخرى.
ولكن هل توقفت يومًا لتتساءل عما هي في الواقع؟ هل هناك أنواع مختلفة من ذاكرة الفلاش؟ ما هي استخداماتها؟ كيف تعمل؟
في هذه المقالة، سنشرح الاختلافات بين اثنين من أكثر أنواع ذاكرة الفلاش شيوعًا – NAND وeMMC.
شرح ذاكرة الفلاش
هناك عدة أنواع مختلفة من ذاكرة الفلاش، لكن NAND هي الأكثر شيوعًا. وهي النوع الذي ستجده في بطاقات USB ومشغلات MP3 الرائدة والأجهزة الأخرى التي تتطلب تخزين بيانات عالي السعة.
تتمتع ذاكرة الفلاش بخاصيتين رئيسيتين:
- غير متطاير—لا تحتاج الذاكرة غير المتطايرة إلى مصدر طاقة للاحتفاظ ببياناتها. وعلى هذا النحو، تُستخدم غالبًا للتخزين طويل الأمد الذي يستمر بين عمليات إعادة التشغيل. ومن الأمثلة على عكسها (الذاكرة المتطايرة) ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في جهاز الكمبيوتر. تفقد ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) كل المعلومات المحفوظة عند إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر.
- عدد محدود من دورات الكتابة—نظرًا لطريقة عملها، لا يمكن استخدام ذاكرة الفلاش إلا لعدد محدود من المرات قبل أن تبدأ في التآكل. وسوف تفشل الخلايا الفردية ببطء، وسوف يتدهور الأداء.
كيف تعمل ذاكرة الفلاش؟
تخزن ذاكرة الفلاش البيانات في مجموعة من الخلايا، وتحتوي كل خلية على بت واحد على الأقل من البيانات. يتم تنظيم الخلايا في كتل، حيث يتم تعريف الكتلة كمجموعة متجاورة من البايتات التي تشكل وحدة بيانات يمكن التعرف عليها.
الكتلة هي أصغر جزء قابل للبرمجة/المسح من المصفوفة. تتم كتابة الكتل بواسطة شحنة كهربائية، حيث تمثل كل خلية رقمًا إما 1 أو 0.
عندما يتم النظر إلى جميع الكتل معًا، فإنها تشكل شريحة ذاكرة. يتم تثبيت الشريحة على لوحة دوائر مطبوعة، والتي تتضمن أيضًا وحدة تحكم أساسية وواجهة USB.
إن ذاكرة NAND بحد ذاتها عبارة عن ذاكرة فلاش خام وتستخدم بروتوكولها الخاص. غالبًا ما تضيف التصميمات التي تنفذ ذاكرة NAND—مثل بطاقات SD ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة—وحدات تحكم دقيقة في الأعلى لتنفيذ طبقة ترجمة الفلاش (FTL). تترجم طبقة الترجمة الفلاشية استخدامك للقرص (على سبيل المثال، عبر USB) إلى عمليات NAND مفيدة.
أنواع مختلفة من NAND
ذاكرة فلاش NAND هي عبارة شاملة. هناك العديد من التصميمات والفئات الفرعية المختلفة. الثلاثة الأكثر شيوعًا هي الوحيدة التي يجب أن تقلق بشأنها حقًا.
SLC (خلية ذات مستوى واحد)
تعتبر SLC على نطاق واسع أفضل نسخة من NAND. فهي تخزن بتًا واحدًا من البيانات لكل خلية ذاكرة وبالتالي تتمتع بأفضل قدرة على التحمل، حيث تتحمل ما يقرب من 100000 دورة كتابة لكل خلية قبل التلف.
تتمتع هذه التقنية بأسرع سرعات الكتابة وأقل استهلاك للطاقة ولكنها قد تكون أكثر تكلفة بثلاث مرات من تصميم الخلية الأساسية ثلاثية المستويات وغالبًا ما تكون ذات سعة تخزين أقل. ومن الأفضل استخدامها في المواقف عالية الأداء ومتوسطة الكثافة.
تُستخدم عادةً في المواقف التي تتطلب السرعة، على سبيل المثال، الخوادم وبطاقات الوسائط عالية الأداء ومحركات الأقراص الهجينة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة المتطورة. ويمكن أيضًا العثور عليها في بطاقات SD الاحترافية المتطورة، مثل سلسلة FX من Panasonic.
MLC (خلية متعددة المستويات)
تخزن ذاكرة MLC NAND بتين لكل خلية، وبالتالي يمكنها تخزين ضعف كمية البيانات في نفس حجم الجهاز، مما يقلل بشكل كبير من التكلفة لكل بت. إنها رائعة للتطبيقات ذات الكثافة العالية والدورة المنخفضة.
ومع ذلك، هناك مقايضة: لا يمكن لـ MLC دعم سوى حوالي 10000 دورة كتابة لكل خلية قبل التدهور، وبالتالي يؤثر سلبًا على طول عمرها.
يمكن اعتبار MLC ذاكرة NAND مخصصة للمستهلكين. وهي مسؤولة عن ما يقرب من 80 بالمائة من جميع شحنات ذاكرة فلاش NAND في جميع أنحاء العالم، وتُستخدم بشكل شائع في محركات الحالة الصلبة المخصصة للمستهلكين.
TLC (خلية ثلاثية المستويات)
تعتبر ذاكرة TLC NAND هي الأرخص بين الأشكال الثلاثة، حيث تكلف حوالي 30 بالمائة أقل من ذاكرة MLC (وأرخص حتى من ذاكرة SLC).
إنها أعلى كثافة – قادرة على حفظ ثلاثة بتات من البيانات لكل خلية ولديها أسوأ متانة. في الواقع، لا يمكن لشريحة TLC النموذجية أن تدعم سوى حوالي 4000 دورة كتابة لكل خلية، وهو أسوأ بكثير من كل من MLC وSLC.
تُستخدم تقنية TLC بشكل شائع في المنتجات منخفضة التكلفة التي لا تتطلب أداء NAND عالي الجودة ولن تدوم طويلاً مثل نظيراتها. تشمل الأمثلة مشغلات MP3، وأفضل وحدات ذاكرة USB، وأجهزة الوسائط المحمولة منخفضة التكلفة.
لن يتم العثور عليه على أي شيء يعمل بنظام تشغيل أو يخزن بيانات مهمة (مثل محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة).
ماذا عن ذاكرة فلاش eMMC؟
<
div class=”body-img landscape “>
eMMC تعني “بطاقة الوسائط المتعددة المضمنة”، والتي نشأت بدورها من سابقتها، MMC (بطاقة الوسائط المتعددة).
ظهرت بطاقات الوسائط المتعددة لأول مرة في عام 1997. وكانت تستخدم كوسيلة تخزين للأجهزة المحمولة، بما في ذلك مشغلات MP3 والكاميرات الرقمية. وكانت منافذ البطاقات مدمجة في أجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت، ولكن مع تزايد شعبية بطاقات SD، لم يعد هناك الكثير من الشركات المصنعة التي تهتم ببطاقات MMC. واليوم، ستجد صعوبة في شراء جهاز كمبيوتر مزود بفتحة MMC.
ومع ذلك، فقد استمر هذا الإرث في شكل بطاقات eMMC. ولا تزال ذاكرة eMMC مستخدمة على نطاق واسع في قطاع الأجهزة المحمولة باعتبارها الشكل الأكثر شيوعًا للتخزين المتكامل في الأجهزة المحمولة، ويمكن حتى العثور عليها في بعض أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة اللوحية وأجهزة Chromebook منخفضة التكلفة.
يتم ترتيبها على شكل شبكة كروية صغيرة (BGA) يتم لحامها بالجهاز ولا يمكن إزالتها. إنها أبطأ وبالتالي أرخص من أشكال NAND الأخرى، لذا إذا كان بوسعك تحمل تكلفتها، فمن الأفضل أن تستهدف أجهزة NAND بدلاً من ذلك.
NAND وeMMC في جوهرهما
نأمل أن نكون قد شرحنا مفهوم NAND وeMMC بطريقة مفهومة، ولكن إذا كنت لا تزال في حيرة من أمرك، فلا تقلق. لا شك أن هذا موضوع مربك.
يتفاقم الارتباك بسبب السرعة التي تتحرك بها التكنولوجيا. على سبيل المثال، تتمتع أحدث نسخة من eMMC الآن بسرعات كتابة تنافس محركات أقراص الحالة الصلبة المنفصلة القائمة على SATA والتي تبلغ حوالي 400 ميجابايت/ثانية. ولكن في الغالب، تحتاج فقط إلى معرفة الاختلافات بين SLC وMLC وTLC.
