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Funktionsprinzip·Anwendung·Zukunft.  Einführung ◦ Wieso „Flash“?  Technik ◦ Funktionsprinzip  Die Flash-Zelle  Der Source-Drain-Kanal  Beschreiben.

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Präsentation zum Thema: "Funktionsprinzip·Anwendung·Zukunft.  Einführung ◦ Wieso „Flash“?  Technik ◦ Funktionsprinzip  Die Flash-Zelle  Der Source-Drain-Kanal  Beschreiben."—  Präsentation transkript:

1 Funktionsprinzip·Anwendung·Zukunft

2  Einführung ◦ Wieso „Flash“?  Technik ◦ Funktionsprinzip  Die Flash-Zelle  Der Source-Drain-Kanal  Beschreiben des Floating Gates  Auslesen der Zelle  Löschen der Zelle ◦ Architekturen  NOR  NAND  Vergleich ◦ Anzahl Löschzyklen ◦ Kenngrößen  Vor-/ Nachteile  SSD und HHD

3  Genaue Bezeichnung: Flash-EEPROM  Halbleitertechnik  Nicht flüchtig (non-volatil)  Beispiele für Verwendung ◦ USB-Sticks, Speicherkarten, zur Speicherung von Firmware, Solid State Drives und Hybridfestplatten

4  Traditionelles EEPROM: ◦ Selektives Löschen einzelner Zellen möglich ◦ Dafür vor jeder Zelle einen eigenen Transistor  Niedrigere Speicherdichte  Flash-EEPROM ◦ Nur sektorenweise löschbar („flashen“) ◦ Kein zusätzlicher Transistor für jede Zelle ◦ Sektor muss vor jeder Änderung gelöscht werden EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read Only Memory

5  Information = Elektronen in einen Transistor  Floating Gate (Transistor) ◦ Entweder leitet (logisch 1) oder sperrt (logisch 0)  Ein Isolator schneidet Floating Gate von Stromzufuhr ab Ladung ist „gefangen“  Ladungszustandsänderung durch Tunneleffekt, der Elektronen durch Nichtleiter lässt

6  ähnelt einen FET  2 Gates: Control Gate; Floating Gate  Elektronen auf CG verändern Schwellspannung  Elektronen auf FG kodieren Bit

7  Strom kann bei ungeladenen Zustand durch den Kanal fließen

8  CHE: Channel Hot Electron  Verfahren um benötigte Spannung zu reduzieren  Source-Drain-Strecke dient als Elektronenbeschleuniger

9  Erzeugt durch elektrisches Feld einen leitenden Kanal zwischen Source und Drain

10  Elektronen werden durch hohe negative Löschspannung wieder „herausgezogen“

11  Es lassen sich nur Blöcke löschen ◦ 256 Bytes bis 128 KByte  Schreiboperationen die Daten verändern ◦ Machen Lesen und Modifikation in einem Puffer, und evtl. zurückschreiben in die Flash-Zelle notwendig Deutliche Unterschiede bei Schreib- und Leserate

12  Speicherzellen sind über Datenleitungen parallel geschaltet  Zugriff kann wahlfrei und direkt erfolgen

13  Serienschaltung  Beim Auslesen einer einzelnen Zelle – müssen die anderen in der Kette maskiert werden  Wird Blockweise über interne Register angesprochen

14 NOR- Flash: + einfacher ansteuerbar + schnelleres Lesen - relativ teuer - keine hohe Speicherdichte Verwendung: Bootcode- und Firmwarespeicher NAND - Flash: + schnelleres Schreiben + höhere Speicherdichte + höhere Kapazitäten + mehr Löschzyklen - Aufwendige Controller-Technik Verwendung: USB-Sticks, Speicherkarten, SSD‘s, HHD‘s etc.

15  Anzahl ist begrenzt: ◦ ca – bei NAND- Flash ◦ ca bei NOR-Flash  Löschvorgang = hohe Spannungen ◦ Oxid-Schicht wird mit jeden Löschvorgang ein klein wenig beschädigt (Degradation) ◦ Bei Wegfall der Oxid-Schicht, bleiben Informationen nicht mehr im Floating Gate

16  Endurance: ◦ Garantierte von Löschzyklen ohne Defekt ◦ Typischer Wert: bzw  Retention: ◦ Zeitspanne, in der Daten lesbar bleiben ◦ Elektronen können spontan von Floating Gate abwandern ◦ Typischer Wert: 10 Jahre

17  Nicht Flüchtig  Geringer Energieverbrauch  Resistent gegen Erschütterungen und magnetischen Feldern  Geringes Gewicht  Geräuschlos  Sehr hohe Datendichte  Kurze Zugriffszeiten (im Vergleich zu Festplatten

18  Teurer als Festplatten und optische Speicher  Langsamer als RAM  Löschen nur ganzer Sektoren  Komplexe Ansteuerung  Begrenzte Anzahl von Schreibzyklen

19  Aus Speicherchips aufgebaut, wird festplattenartig angesprochen  Große Schock- und Temperaturtoleranz  Soll die Festplatte in den nächsten Jahren vor allem im mobilen Bereich und später komplett verdrängen

20  Mischung aus persistenten Halbleiterspeicher und magnetischen Speicher  Soll Lese-/Schreibkopf entlasten  Ansatz zur Verbindung von Vorteilen von Flash- und traditionellen Festplattenspeicher

21 Danke für Eure Aufmerksamkeit


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