Que Es La Memoria Flash En Informatica
Viva Allor
La memoria flash es un medio de almacenamiento de memoria de computadora electrnico no voltil que se puede borrar y reprogramar elctricamente. Los dos tipos principales de memoria flash, NOR flash y NAND flash, reciben su nombre de las puertas lgicas NOR y NAND. Permite la lectura y escritura de mltiples posiciones de memoria en la misma operacin. Gracias a ello, la tecnologa flash, mediante impulsos elctricos, permite velocidades de funcionamiento superiores frente a la tecnologa EEPROM primigenia, que solo permita actuar sobre una nica celda de memoria en cada operacin de programacin.
En 1994, SanDisk comenz a comercializar tarjetas de memoria (CompactFlash) basadas en estos circuitos, y desde entonces la evolucin ha llegado a pequeos dispositivos de mano de la electrnica de consumo como reproductores de MP3 porttiles, tarjetas de memoria para videoconsolas y telfonos mviles, capacidad de almacenamiento para las PC Card que permiten conectar a redes inalmbricas y un largo etctera, incluso llegando a la aeronutica espacial.
Actualmente la memoria flash es un xito, ya que se tiende a la ubicuidad de las computadoras y electrodomsticos inteligentes e integrados y, por ello, la demanda de memorias pequeas, baratas y flexibles seguir en alza hasta que aparezcan nuevos sistemas que lo superen tanto en caractersticas como en costo. En apariencia, esto no pareca muy factible ni siquiera a medio plazo ya que la miniaturizacin y densidad de las memorias flash estaba todava lejos de alcanzar niveles preocupantes desde el punto de vista fsico. Pero con la aparicin del memristor y el almacenamiento en la nube, el futuro de las memorias flash comienza a opacarse.
El desarrollo de las memorias flash es, en comparacin con otros tipos de memoria sorprendentemente rpido tanto en capacidad como en velocidad y prestaciones. Sin embargo, los estndares de comunicacin de estas memorias, de especial forma en la comunicacin con los PC es notablemente inferior, lo que puede retrasar los avances conseguidos. Para resolverlo se introducen continuamente nuevos estndares como USB 3.0 y posteriores y NVM Express.
Actualmente el uso de memoria flash est bastante extendido en los telfonos celulares para el almacenamiento del Sistema operativo, las aplicaciones y otros elementos, igualmente en las tabletas y reloj inteligente relojes inteligentes se prefiere por su practicidad y reducido tamao.
Cualquier dispositivo con datos crticos emplea las tecnologas basadas en NOR u ORNAND si tenemos en cuenta que un fallo puede hacer inservible un terminal de telefona mvil o un sistema mdico por llegar a un caso extremo. Sin embargo, la electrnica de consumo personal seguir apostando por las memorias basadas en NAND por su inmensamente reducido costo y gran capacidad, como los telfonos celulares o incluso, reproductores de DVD porttiles. La reduccin del voltaje empleado, adems de un menor consumo, permite alargar la vida til de estos dispositivos sensiblemente.
Los sistemas de ficheros para memorias flash, con proyectos disponibles mediante CVS (Concurrent Version System) y cdigo abierto permiten un desarrollo realmente rpido, como es el caso de YAFFS2, que, incluso, ha conseguido varios patrocinadores y hay empresas realmente interesadas en un proyecto de esta envergadura.
La Agencia Espacial Brasilea, por citar una agencia espacial, ya se ha interesado oficialmente en este tipo de memorias para integrarla en sus diseos; la NASA ya lo hizo y demostr en Marte su funcionamiento en el Spirit (rover de la NASA, gemelo de Opportunity).
La primera unidad de estado slido fue introducida en 1976, la Dataram Bulk Core. La unidad era del tamao de un horno de microoondas actual y contaba con una capacidad de 2 Megabytes. La primera unidad de estado slido de lanzamiento comercial basada en memoria flash fue lanzada por SanDisk en 1991 y usada en el equipo IBM ThinkPad Pen Computer con una capacidad de 20 MB.
De manera similar el sistema operativo Windows desde Windows Vista ofrece la prestacin ReadyBoost para usar las memorias USB y tarjetas de memoria como cach para ayudar a la computadora a ser ms rpida.
Econmicamente hablando, el precio en el mercado cumple la ley de Moore aumentando su capacidad y disminuyendo el precio. Esta evolucin se ha acelerado en los ltimos aos desde la implementacin de la tecnologa 3D NAND y similares.
Algunas de sus ventajas son una gran resistencia a los golpes, tiempos de acceso ms rpidos, bajo consumo de energa y un funcionamiento silencioso, ya que no contiene actuadores mecnicos, lentes lser ni partes mviles comparados con un disco duro convencional o los discos compactos y DVD. Su pequeo tamao tambin es un factor determinante a la hora de escoger para un dispositivo porttil, as como su ligereza y versatilidad para todos los usos hacia los que est orientado. En vista de ello, comienzan a popularizarse las unidades SSD que usan memoria flash en lugar de platos y las consolas de novena generacin la emplean como almacenamiento primario.
Los sistemas de ficheros para estas memorias estn en pleno desarrollo aunque ya en funcionamiento como por ejemplo JFFS originalmente para NOR, evolucionado a JFFS2 para soportar adems NAND o YAFFS, ya en su segunda versin, para NAND. Sin embargo, en la prctica se emplea un sistema de ficheros FAT o NTFS por compatibilidad, sobre todo en las unidades de memoria extrable y los discos de estado slido de los equipos, mientras que los dispositivos como consolas de videojuegos usan los sistemas de archivos establecidos por los fabricantes.
Existen varios estndares de encapsulados promocionados y fabricados por la mayora de las multinacionales dedicadas a la produccin de hardware. Los ms comunes hoy en da son Secure Digital, Compact Flash y Memory Stick.
Flash, como tipo de EEPROM que es, contiene una matriz de celdas con un transistor evolucionado con dos puertas en cada interseccin. Tradicionalmente solo almacenan un bit de informacin. Las nuevas memorias flash, llamadas tambin dispositivos de celdas multinivel, pueden almacenar ms de un bit por celda variando el nmero de electrones que almacenan.
En las memorias flash de tipo NOR, cuando los electrones se encuentran en FG (Floating Gate), modifican (prcticamente anulan) el campo elctrico que generara CG (control Gate) en caso de estar activo. De esta forma, dependiendo de si la celda est a 1 o a 0, el campo elctrico de la celda existe o no. Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado voltaje en CG, la corriente elctrica fluye o no en funcin del voltaje almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente se detecta e interpreta como un 1 o un 0, reproduciendo as el dato almacenado. En los dispositivos de celda multinivel, se detecta la intensidad de la corriente para controlar el nmero de electrones almacenados en FG e interpretarlos adecuadamente.
Es necesario destacar que las memorias flash estn 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 ms lenta del proceso. Por esta razn, las memorias flash son mucho ms rpidas que las EEPROM convencionales, ya que borran byte a byte. No obstante, para reescribir un dato es necesario limpiar el bloque primero para despus reescribir su contenido.
En resumen, los sistemas basados en NAND son ms baratos pero carecen de una fiabilidad que los haga eficientes, lo que demuestra la necesidad imperiosa de un buen sistema de ficheros. Dependiendo de qu sea lo que se busque, merecer la pena decantarse por uno u otro tipo.
Un grupo de proveedores (incluyendo Intel, Dell, y Microsoft) formaron el grupo de trabajo NVM Express (Non-Volatile Memory Host Controller Interface). El objetivo del grupo es proporcionar software estndar e interfaces de programacin hardware para los subsistemas de memoria no voltil, incluido el dispositivo "flash cach", conectado al bus PCI Express.
Disear un sistema de ficheros eficiente para las memorias flash se ha convertido en una carrera vertiginosa y compleja, porque aunque ambos son tipos de memoria flash (NOR y NAND), tienen caractersticas muy diferentes entre s a la hora de acceder a esos datos. Esto es porque un sistema de ficheros que trabaje con memorias de tipo NOR incorpora varios mecanismos innecesarios para NAND y, a su vez, NAND requiere mecanismos adicionales, innecesarios para gestionar la memoria de tipo NOR. Llavero usb
Un ejemplo podra ser un "recolector de basura". Esta herramienta est condicionada por el rendimiento de las funciones de borrado que, en el caso de NOR es muy lento y, adems, un recolector de basura NOR requiere una complejidad relativa bastante alta y limita las opciones de diseo del sistema de ficheros. Comparndolo con los sistemas NAND, que borran mucho ms rpidamente, estas limitaciones no tienen sentido.
Otra de las grandes diferencias entre estos sistemas es el uso de bloques errneos que pueden existir en NAND pero no tienen sentido en los sistemas NOR que garantizan la integridad. El tamao que deben manejar unos y otros sistemas tambin difiere sensiblemente y por lo tanto es otro factor a tener en cuenta. Se deber disear estos sistemas en funcin de la orientacin que se le quiera dar al sistema.
Los dos sistemas de ficheros que se disputan el liderazgo para la organizacin interna de las memorias flash son JFFS (Journaling Flash File System) y YAFFS (Yet Another Flash File System), ExFAT (tabla extendida de asignacin de ficheros) es la opcin de Microsoft.
Las memorias han evolucionado mucho desde los comienzos del mundo de la computacin. Conviene recordar los tipos de memorias de semiconductores empleadas como memoria principal y unas ligeras pinceladas sobre cada una de ellas para enmarcar las memorias flash dentro de su contexto.
Organizando estos tipos de memoria conviene destacar tres categoras si las clasificamos en funcin de las operaciones que podemos realizar sobre ellas, es decir, memorias de solo lectura, memorias de sobre todo lectura y memorias de lectura/escritura.
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