چرا ظرفیت فلش مموری رو به افزایش است (و چرا درایوهای کم حجم امروزه به ندرت فروخته می شوند) - مجله دکوراسیون کاشیا

تغییرات زنجیره فراوری، ظرفیت فلش مموری را به سمتی برده که ساخت درایوهای کم حجم توجیه مالی خود را از دست داده است. هزینه قطعات جانبی از جمله درگاه اتصال، مدار چاپی، تراشه کنترلر، قاب بدنه و بسته بندی برای یک فلش یک گیگابایتی تفاوت چندانی با یک مدل 64 گیگابایتی ندارد. از سوی دیگر، ابزارهای مدرن سیستم عامل مانند نصب نماینده ویندوز مایکروسافت به حداقل هشت گیگابایت فضا احتیاج دارند. بنابراین فراوری حافظه های زیر هشت گیگابایت نه تنها از نظر تجاری سودآور نیست، بلکه بخش عمده احتیاجهای ابتدایی کاربران امروزی را هم پوشش نمی دهد.

تحول تراشه های نند و فشرده سازی لایه ای داده ها

معماری داخلی چیپ های ذخیره سازی علت اصلی کوچک ماندن ابعاد فیزیکی فلش ها همراه با افزایش تصاعدی گنجایش آن هاست. سازندگان با مهاجرت به فناوری تراشه های 3D NAND توانستند سلول های حافظه را به صورت عمودی روی هم بچینند تا بدون بزرگ تر شدن فیزیکی قطعه، تراکم چندبرابر گردد. سال 2005 همکاری توشیبا و سن دیسک به معرفی چیپ های هشت گیگابیتی انجامید که توانستند دو برابر نسل قبل دیتا ذخیره نمایند. استفاده گسترده از حافظه های TLC که در هر سلول سه بیت داده جای می دهند، هزینه ساخت حافظه های با گنجایش بالا را شدیداً کاهش داد و مسیر ورود درایوهای مقرون به صرفه به بازار را هموار کرد.

تکامل مستمر فناوری ذخیره سازی نند به دوران طلایی حافظه های تک لایه ای و کم تراکم انتها داده است. جالب است بدانید که افزایش چشمگیر ظرفیت درایوهای ذخیره سازی لزوماً به معنای افزایش سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات نیست. در کنار کیفیت سلول های حافظه، پهنای باند رابط ارتباطی و به ویژه پردازنده یا همان کنترلر مرکزی، نقشی مشخص نماینده در سرعت انتقال ایفا می نمایند. کاهش فراوری چیپ های قدیمی تر نظیر MLC باعث شده تا هزینه ساخت قطعات کم ظرفیت سنتی به علت کمبود زنجیره تامین، حتی از حافظه های متراکم و مدرن فراتر برود.

کاربردهای خاص و حیات درایوهای کم ظرفیت در صنعت

بازارهای تخصصی و اتوماسیون صنعتی همچنان مشتریان پر و پا قرص حافظه های کم حجم و مقاوم هستند. برندهایی نظیر دلکین (Delkin) و اپیسر (Apacer) هنوز درایوهایی با حجم یک گیگابایت یا حتی 256 مگابایت فراوری می نمایند که با نام حافظه های فلش صنعتی شناخته می شوند. در این صنایع، اولویت اصلی به جای ذخیره فیلم یا بازی های حجیم، بر پایداری، مقاومت دمایی بالا، ماندگاری سیکل های نوشتن و سازگاری با سیستم های قدیمی تعبیه شده (Embedded Systems) واقع شده است. برای بارگذاری یک نرم افزار کنترلی چند مگابایتی روی دستگاه تراش، چنین حجم هایی تا دهه ها کاملاً کارآمد و مطمئن باقی می مانند.

بازار ابزارهای الکترونیکی به این سمت راهنمایی شده که ظرفیت فلش مموری با پیشرفت برنامه ها و نرم افزارها همگام گردد. در اوایل دهه 2000 یک فلش مموری دو گیگابایتی حدود 250 دلار قیمت داشت، در حالی که در سال 2013 کینگستون اولین درایو یک ترابایتی خود را رونمایی کرد. ارتقای مستمر استانداردهای یو اس بی نظیر Type-C و کنترلرهای پیشرفته به این روند شتاب داده اند، به طوری که خطوط فراوری با سرعت بالا بازطراحی شده و فرصتی برای ادامه حیات خطوط مونتاژ فناوری های منسوخ و قدیمی باقی نمی گذارند.

راز فرسودگی سلول ها و فیزیک کوانتومی حافظه

پشت صحنه نگهداری اطلاعات در این ابزارهای بندانگشتی، دنیایی از قوانین فیزیک حالت جامد و پدیده تونل زنی کوانتومی جریان دارد. هر بار که اطلاعاتی روی درایو نوشته یا پاک می گردد، الکترون ها از یک لایه عایق اکسید عبور می نمایند و به دام می افتند. این رفت وآمد مکرر به مرور زمان لایه عایق را فرسوده و تخریب می نماید. بنابراین چیپ های تک سطحی قدیمی عمر نوشتن بسیار طولانی تری نسبت به چیپ های چندسطحی فشرده داشتند، اما به علت هزینه سنگین مواد اولیه، جای خود را به معماری های مدرن تر، مقرون به صرفه تر و البته حساس تر دادند.

فناوری ساخت حافظه در مسیری حرکت می نماید که ابعاد سلول ها به مرزهای بحرانی فیزیک ماده نزدیک شده است. اگر روزگاری شرکت ها برای جهش از 256 مگابایت به یک گیگابایت جشن می گرفتند، حالا چالش اصلی کنترل اثرات نشت بار الکتریکی در سلول های چند نانومتری است. با ارتقای الگوریتم های تصحیح خطا در کنترلرها و استفاده از لایه بندی های سه بعدی نوین، مسیر برای عرضه حافظه های چند ترابایتی هموارتر می گردد و به زودی ظرفیت های امروزی نیز همچون فلش های یک گیگابایتی قدیمی، خاطره ای در تاریخ فناوری خواهند شد.

منبع

پیشنهاد اختصاصی سردبیر (علیرضا مجیدی)

این مقاله مجذوب کننده و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشته های مرتبط کلیک کنید:

• داروی نو حمله خواب (نارکولپسی) و تحولی بزرگ در درمان بیماری حمله خواب
• نابودی کتاب های نایاب به وسیله آمازون برای آموزش هوش مصنوعی
• قطعی سرورهای غذارسان هوشمند حیوانات خانگی و گرسنگی گربه ها
• داستان ناشنیده ترانزیستور؛ چرا اولین کامپیوترهای شخصی مدیون صنعت سمعک هستند؟
• وقتی یک غذا باعث می گردد این کرم کوچک به یک زنجیره زنده چندسر تبدیل گردد
• اعتماد شبکه تلویزیونی PBS به ارائه دهنده فضای ابری و از دست رفتن 50 ترابایت اطلاعاتش