Първоначалната област на приложение, към която е насочена флаш паметта при създаването си, е да служи като обикновен носител на информация, притежаващ едновременно висока сигурност и малки размери. С появата на Windows Vista и различните технологии от типа на ReadyBoost и Robson, както и на моделите хибридни твърди дискове, нуждата от свръхбърза флаш памет става все по-очевидна. За съжаление пречката пред универсалната употреба на флаш паметите е не само ниската скорост, но и краткият живот и високите производствени разходи.
Само преди няколко години флаш паметите бяха познати основно под формата на EPROM чипове, използвани за съхраняване на информация без нуждата от постоянно захранване на паметта. Обикновено на такива памети се съхранява BIOS-ът на системата, както и направените в него промени. Оттогава досега технологията за производство на флаш памет се е променила значително, като основните типове памет в употреба са два – NOR и NAND flash чипове.
NOR и NAND – скорост срещу цена
Разновидностите на флаш паметта които се произвеждат и използват в момента, са два – NOR и NAND чипове, чиято архитектура се различава основно. Разбира се, никак не е трудно да се досетим защо съществуват тези две разновидности – производството на NOR е многократно по-скъпо от това на NAND паметите. От друга страна, NAND е много по-бавна, което я прави неподходяща за използване като кеш памет в хибридните твърди дискове или като цялостен техен заместител. И докато за производството на NOR няма изгледи да стане по-евтино, съществува възможност за ускоряване на NAND чрез различни методи.
В исторически план флаш паметта е изобретена доста отдавна – още през 1984 г. д-р Фуджио Масука от Toshiba разработва изцяло нов тип памет, която нарича flash, тъй като за изтриването й се е използвала светкавица. По-късно бива разработена разновидността NAND, която е значително по-евтина, макар и по-бавна. Основната разлика между двете се състои във възможността на NOR паметта да адресира всяка своя клетка, което позволява произволния достъп до нея. Това я превръща в алтернатива на класическата RAM памет, понеже, макар и по-бавна, няма нужда от постоянно захранване, за да съхранява информацията си.
NAND, от друга страна, наподобява много повече класически твърд диск, при който адресът на всеки бит записана информация се придобива след прочитане на таблицата FAT. Поради тази причина NAND е значително по-бавна при четене и запис в сравнение с NOR, но пък е и по-евтина. Друг сериозен недостатък на NAND e по-краткият живот, който напоследък се удължава сериозно чрез използването на нови технологии.
Технологично погледнато, освен поради самия начин на опериране, флаш паметите са бавни и по още една причина – контролерите, които ги управляват. За да се промени това, трябва да се премине към технология, много подобна на двуканалната RAM памет, която се използва в момента. Разбира се, в случая става въпрос за паралелната работа на повече от два контролера, за да се постигне наистина забележим скок в производителността.
ONFI – скорост на ниска цена
В настоящия момент почти всички видове NAND/NOR флаш памети за компютри използват или USB, или АТА/SATA интерфейс. Тъй като този интерфейс никога не е бил предвиждан за комбиниране със скоростта, предлагана от флаш паметите, скоростта, която той може да постигне, е значително по-ниска от максимална за тях на теория. Дори USB 2.0, увеличаващ значително скоростта на трансфер в сравнение с първото поколение USB, не може да достави необходимата пропускателна способност. Пътищата за промяна са два – цялостна преработка на архитектурата, с използване на подобрени производствени технологии, или на интерфейса, с който устройството комуникира със системата.
Докато първата възможност е доста скъпа за въвеждане, а и със сравнително съмнителни резултати, промяната на интерфейса може да доведе до значителен скок в производителността на флаш паметите. Intel тръгва по този път с разработката на Open NAND Flash Interface (ONFI), представляващ интерфейс за връзка между флаш паметта и системата. В ONFI Intel използва някои методи, намиращи по принцип приложение в DDR SDRAM паметите, HyperTransport, PCI-Express и т.н. – това са source synchronous data strobes и DDR трансфери. Първото от двете представлява схема, при която контролерът, изпращащ данните, прикача към тях синхронизиращия сигнал. Така се постига гъвкавост в скоростта на трансфер, независеща от общ генератор на сигнали. Що се отнася до DDR трансферите, едва ли има нужда да изяснявам какъв е техния принцип на действие, както и в какво се състои ползата от тях.
Според проектите за разработване на ONFI на Intel, първото поколение ще предлага скорост на трансфер от порядъка на 40 МВ/s, второто – над 133 МВ/s, а третото – 266 МВ/s. До момента реално е завършена само спецификацията на първото поколение ONFI. Тя е свободно достъпна на сайта на организацията, занимаваща се с нейната разработка. Впрочем идеята за ONFI се развива не само от Intel, но и от още няколко големи фирми – Hynix, Micron Technology, Phison, Sony, STMicroelectronics и др.
В момента е в ход стандартизацията на различни типове физически конектори за използване на ONFI, понеже, както вече отбелязахме, обикновените USB или SATA/ATA просто не са подходящи. Единият от вариантите за това е слот, подобен на използвания при RAM паметите, което ще позволи всяка система да разполага с различен обем от флаш памет за съхраняване и бързо стартиране на операционната система. С популяризирането на ONFI вероятно ще станем свидетели на все по-честото разработване и предлагане на модели дънни платки с конектори за флаш памет.
Добрил Доков
Новини 
