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domenica 7 giugno 2009

Viaggio nel mondo delle memorie flash


Avere un’idea chiara su come le memorie flash ci possono aiutare ad ottimizzare l’utilizzo degli svariati dispositivi portatili è una condizione assolutamente irrinunciabile.
Le caratteristiche tecniche da osservare si possono sintetizzare in tre fattori fondamentali: la prima cosa da notare è il formato fisico, ossia le sue dimensioni, e la compatibilità con lo slot dell’apparecchio con cui la memoria si deve interfacciare. Il secondo fattore da considerare in fase di scelta è la capienza, in altre parole la quantità di dati che una memoria flash è in grado di ospitare. Il terzo aspetto è la velocità di accesso ai dati, che deve permettere al dispositivo di prelevare le informazioni nel modo più celere possibile.
Tecnicamente si distinguono due tipi di memoria flash: la NOR e la NAND.
La NOR chiamata in questo modo per via del tipo di funzione logica che utilizza nel processo di funzionamento, ha una bassa velocità di accesso alla scrittura e alla cancellazione, ma permette una localizzazione delle informazioni memorizzate di tipo random, in altre parole qualsiasi dato può essere recuperato in qualsiasi momento indipendentemente da tutti gli altri. Per queste caratteristiche le memorie flash sono perfette per l’utilizzo in casi in cui le informazioni memorizzate non devono essere continuamente aggiornate.
Se consideriamo le memorie NOR, le prime ad essere state prodotte, ogni cella è simile ad un MOSFET ma con due gate anziché uno soltanto. Uno è il solito CG (Control Gate) mentre l'altro è chiamato Floating Gate (FG), che risulta essere completamente isolato da uno strato di ossido. Il floating gate si trova tra il CG e il substrato. Poiché il FG è isolato, ogni elettrone che gli passa sopra è intrappolato permettendo così di conservare il bit di informazione.
Ricordiamo che la somma logica negata NOR si esegue su due o più variabili, l’uscita assume lo stato logico 0 se almeno una variabile di ingresso è allo stato logico 1. In tutti gli altri casi Y=1.
Le memorie flash di tipo NAND, che come le NOR prendono il nome dal tipo di operazione logica impiegata nel processo di funzionamento, sono più rapide in fase di cancellazione e scrittura, hanno una capacità di memorizzazione maggiore e un costo per byte minore rispetto alla memoria NOR. Lo svantaggio di queste memorie è che possono accedere ai dati solo in modo sequenziale, ovvero che possono recuperare l’informazione in un ordine prestabilito. Le NAND sono adatte per un impiego sulle memory card dei PC o di altri dispositivi portatili, perché non è necessaria un’estrema velocità nel recupero delle informazioni registrate.
Ricordiamo che il prodotto logico negato NAND si esegue su due o più variabili, l’uscita assume lo stato logico 0 se tutte le variabili di ingresso sono allo stato logico 1. In tutti gli altri casi Y=1.
Attualmente le memorie flash più diffuse sul mercato mondiale, per la loro semplicità ed universalità di impiego, sono le USB Flash Drive.
Queste memorie sono di tipo NAND, la loro capienza può raggiungere i 64 GB e la loro velocità i 10 MBps.
In Italia queste cartucce sono chiamate in vari modi, i più frequenti sono Pen Drive, Chiave USB, Pocket Drive, USB Drive, USB Stick, Flash Disk.
Le USB Flash Drive non sono le uniche memorie flash, ne esistono molte altre con varie caratteristiche tecniche come ad esempio: Miniature Card, SmartMedia, MultiMediaCard (MMC), RS-MMC (Reduced-Size Multi Media Card), SD (Secure Digital), MiniSD, MicroSD, Memory Stick, Compact Flash, xD-Picture Card (Extreme Digital Picture Card).
L’approfondimento delle caratteristiche tecnologiche di ognuna di queste memorie flash sopra citate saranno oggetto di prossimi articoli tematici su questo variegato mondo della nanoelettronica.