General
La memoria flash no
existe en realidad—derivada de la memoria EEPROM— que permite la
lecto-escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación.
Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante
impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores
frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre una
única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de la
tecnología empleada en los dispositivos pendrive.
Funcionalidades
Flash, como tipo de EEPROM que es, contiene una matriz de celdas con un transistor evolucionado con dos puertas en cada intersección. Tradicionalmente sólo almacenan un BIT de información. Las nuevas memorias flash, llamadas también dispositivos de celdas multi-nivel, pueden almacenar más de un bit por celda variando el número de electrones que almacenan.
Estas memorias están basadas en el transistor FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal Oxide Semiconductor) que es, esencialmente, un transistor NMOS con un conductor (basado en un óxido metálico) adicional localizado o entre la puerta de control (CG – Control Gate) y los terminales fuente/drenador contenidos en otra puerta (FG – Floating Gate) o alrededor de la FG conteniendo los electrones que almacenan la información.
Memoria
flash de tipo NOR
En las memorias flash de tipo NOR, cuando los electrones se encuentran en FG,
modifican (prácticamente anulan) el campo
eléctrico que generaría CG en caso de estar activo. De esta
forma, dependiendo de si la celda está a 1 ó a 0, el campo eléctrico de la
celda existe o no. Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado
voltaje en CG, la corriente eléctrica fluye o no en función del voltaje
almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente se detecta e
interpreta como un 1 ó un 0, reproduciendo así el dato almacenado. En los
dispositivos de celda multi-nivel, se detecta la intensidad de la corriente
para controlar el número de electrones almacenados en FG e interpretarlos
adecuadamente.
Para programar una celda de tipo NOR (asignar un valor
determinado) se permite el paso de la corriente desde el terminal fuente al
terminal sumidero, entonces se coloca en CG un voltaje alto para absorber los
electrones y retenerlos en el campo eléctrico que genera. Este proceso se llama hot-electrón
injection. Para borrar (poner a “1”, el estado natural del transistor)
el contenido de una celda, expulsar estos electrones, se emplea la técnica de Fowler-Nordheim
tunnelling, un proceso de tunelado mecánico – cuántico. Esto es, aplicar un
voltaje inverso bastante alto al empleado para atraer a los electrones,
convirtiendo al transistor en una pistola de electrones que permite, abriendo
el terminal sumidero, que los electrones abandonen el mismo. Este proceso es el
que provoca el deterioro de las celdas, al aplicar sobre un conductor tan
delgado un voltaje tan alto.
Es necesario destacar que las memorias flash están
subdivididas en bloques (en ocasiones llamados sectores) y por lo tanto, para
el borrado, se limpian bloques enteros para agilizar el proceso, ya que es la
parte más lenta del proceso. Por esta razón, las memorias flash son mucho más
rápidas que las EEPROM convencionales, ya que borran byte a byte. No
obstante, para reescribir un dato es necesario limpiar el bloque primero para
después reescribir su contenido.
Memorias
flash de tipo NAND
Las memorias flash basadas en puertas lógicas NAND funcionan de forma ligeramente
diferente: usan un túnel de inyección para la escritura y para el borrado un
túnel de ‘soltado’. Las memorias basadas en NAND tienen, además de la evidente
base en otro tipo de puertas, un coste bastante inferior, unas diez veces de
más resistencia a las operaciones pero sólo permiten acceso secuencial (más
orientado a dispositivos de almacenamiento masivo), frente a las memorias flash
basadas en NOR que permiten lectura de acceso
aleatorio. Sin embargo, han sido las NAND las que han permitido la expansión de
este tipo de memoria, ya que el mecanismo de borrado es más sencillo (aunque
también se borre por bloques) lo que ha proporcionado una base más rentable
para la creación de dispositivos de tipo tarjeta de memoria. Las populares memorias USB o
también llamadas Pendrives, utilizan memorias flash de tipo NAND.
http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_flash
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