Интерфейсы и конструктивы твердотельных носителей информации

Твердотельные устройства хранения используются в миниатюрных компьютерах, а также компьютеризированных цифровых устройствах бытовой электроники - фотокамерах, плейерах, приемниках глобальной системы позиционирования (GPS), музыкальных инструментах и прочих. В большинстве своем эти устройства основаны на микросхемах флэш-памяти, в наиболее современных используется память со структурой NAND (см. п. 7.3.2). Этому типу флэш-памяти присуще быстрое чтение, запись и стирание небольших блоков (256 или 512 байт), что удобно для записи файлов. Правда, для этой памяти характерны довольно медленное чтение произвольного байта и отсутствие возможности побайтной записи, но приложениям этих карт такая возможность и не требуется, поскольку они ориентированы на блочный обмен. Устройства на флэш-памяти являются энергонезависимыми (в режиме хранения не требуют питания), экономичными в плане потребления, особенно при чтении, достаточно производительными, но, увы, недешевыми. Запись на эти носители специфична: быстрее всего она выполняется в чистый (стертый) блок (сектор диска), а перезапись требует относительно длительного стирания. Кроме того, флэш-память имеет хоть и большое (порядка 105), но ограниченное число циклов стирания-записи - как ни странно, у носителей с подвижным носителем с этим ограничением не сталкиваются. Устройства хранения обычно представляют комбинацию собственно микросхем памяти и микроконтроллера, обеспечивающего внешние интерфейсные функции. Этим они отличаются от карт памяти с линейным доступом, например Miniature Card, на которых располагаются только микросхемы памяти (встроенный контроллер не требуется).
Есть и другие твердотельные хранители - например, ферроэлектрическая память (FRAM), но пока что массового применения они не имеют. Менее чем за десятилетие устройства хранения на флэш-памяти прошли большой путь от электронных «дисков» («винчестеров») размером в 3" до современных, размером с почтовую марку. Интерфейсы твердотельных устройств хранения - карт внешней памяти - тесно связаны с их конструктивами; основные характеристики наиболее распро-страненных карт приведены в табл. 9.12.
Таблица 9.12. Основные характеристики карт внешней памяти

CompactFlash SmartMedia MultiMedia Sequre Miniature
Card Card Digital Card
Длина 36,0 45,0 32,0 32,0 33,0
Ширина 43,0 37,0 24,0 24,0 38,0
Высота 3,3/5,0 0,76 1,4 2,1 3,5
Коннектор Штырьковый Печатный Печатный Печатный Эластомер
Число контактов 50 22 7 9 60
Вышеперечисленные карты можно подключать и к обычным компьютерам. Для этого существуют различные адаптеры: для слотов PC Card (к блокнотным ПК), для шины USB (для самых разных ПК) и для других внешних интерфейсов. С помощью этих адаптеров компьютер «видит» подключенную карту как обычный сменный носитель информации (диск). Конечно, компьютеры общего назначения в такой внешней памяти не нуждаются - своя и больше, и дешевле. Главная цель подключения карты к ПК - быстрая передача прикладных данных бытового устройства (фотографий, музыки и т. п.) или перенос (хранения) информации (вместо дискет).
В качестве интерфейса твердотельных устройств хранения может использоваться и самый обычный вариант AT А. Существуют устройства DOM (Disk On Module) - небольшие модули, которые вставляются в обычный 40-контактный разъем АТА, имеющийся на любой современной системной плате. Правда, этот «винчестер» не блещет выдающимися параметрами: объем - 4-256 Мбайт, средняя скорость передачи данных - 1,6 Мбайт/с, удельная стоимость хранения - около $1,5 за мегабайт. Внутри модуля находится флэш-память структуры NAND с контроллером, эмулирующим систему команд АТА. Основное применение этих модулей - хранение ПО встраиваемых компьютеров, но можно ими пользоваться и как сменными устройствами хранения.

Также по теме: