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隨身碟體內的靈魂人物 – 快閃記憶體 | 無論外觀怎麼客製,最重要的還是它

一:在隨身碟的製作過程中,快閃記憶體扮演很重要的角色。(Pixabay

  你對隨身碟製作瞭解有多少?這個小小的裝置能存放這麼多的檔案,全拜快閃記憶體(flash memory)技術所賜。簡單來說,這項技術能讓我們有條不紊地記錄每一筆數據,但事實上,根據儲存類型的不同,後來也衍生出許多分支。想要了解更多,就接著看下去吧!

快閃記憶體,那是什麼?

  說到 USB 隨身碟的儲存空間,許多人一定對快閃記憶體感到相當熟悉。快閃記憶體是隨身碟儲存資料的核心,這種非容失性記憶體(non-volatile memory, NVM)可在無電源供應的前提下,讓資料能被長期保存下來。此外,若希望更改儲存的內容,它也能以區塊(block)的單元清除資料,並重新寫入。這種如此快速、方便的儲存技術,也讓隨身碟成了近年無論企業或個人必備的基礎工具。

不只隨身碟運用這項技術

二:不只 USB 隨身碟,智慧型手機、平板等裝置也都有快閃記憶體。(歐珍妮雅

  這項具革命性的技術,可不是只用在隨身碟與相關禮品、商品,美國數據驅動的營銷服務公司科技標的(TechTarget)官網對快閃記憶體的簡介指出,許多企業數據中心的服務器、網路儲存技術,以及相機常用的SD卡、智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦所用的PC卡等儲存設備,也都有快閃記憶體的身影。

談快閃記憶體的發明簡史

圖三:快閃記憶體可說是客製化隨身碟的核心要件。(Pixabay

  快閃記憶體的發明,是由時任日本東芝公司(Toshiba Corporation)的電子工程師舛岡富士雄(Fujio Masuoka)於 1984 年在電機電子工程師學會(IEEE)所舉辦的國際電子元件會議(International Electron Devices Meeting, IEDM)中提出。半導體公司英特爾(Intel),正是相中快閃記憶體的發展潛力,從而在 1988 年時推出第一款商業 NOR 快閃晶片。【編按:舛岡先生早在 1986 年時便已研發清除效能更好的 NAND 快閃晶片,只是在 IEEE 頒發特殊貢獻獎之前,東芝始終認為首款快閃記憶體是由英特爾所發明的,這之間是不是存在著什麼陰謀呢?XD 】

  不過大家可能也會好奇,為何該發明以英文單字「閃光(flash)」命名呢?根據電腦與網路科技相關的教程網 TutorialsWeb 對這段歷史的簡述,舛岡在提出這項發明後,他在東芝的同事有泉正二(Shoji Ariizumi)跟他說,這個裝置清除內容的過程讓他想起相機的閃光燈,故閃光的說法也應運而生。

記憶體的內部如何運作?

圖四:USB 隨身碟雖小,但裡頭的運作可不簡單!(歐珍妮雅

  接下來,我們來談談快閃記憶體的結構與運作。簡單來說,這個裝置是由大量浮柵金屬氧化物半導體場效應電晶體(Floating-gate MOSFET)組織而成的記憶陣列(memory array),根據儲存單位的位階大小,皆可存取 1 位元以上的資料。透過電壓的改變,就能使這一個個儲存單元進行編程,從而加入或移除資料。

NOR 與 NAND 又是什麼

圖五:隨身碟製作裡的快閃記憶體,還有更多的分支⋯⋯(Pixabay

  基本上,快閃記憶體又分成反或閘(NOR)和反及閘(Not AND, NAND)兩種儲存類型,它們的結構和設計特徵各不相同,效能也有一些差別。舉例來說,由於NAND 型的晶片擁有更密實、更少的位元線(bit line),因此在數據的清除和寫入等方面都優於 NOR 型,加上結構較為單純,也使得製造成本更為低廉。

       想不到吧,不過一個兩三百塊就能客製到手的隨身碟,居然有這麼強大的知識含量與背景。未來在選購隨身碟身,相信這些產品外包裝盒上的專業用語,肯定不會再把你難倒啦!

參考資料

  1. Margaret Rouse, flash memory, TechTarget.
  2. Flash memory, Wikipedia.
  3. Over 50 years of development history of Flash Memory Technology, ELINFOR, 19 Oct 2019.
  4. Flash Memory : A Brief History Of Flash Memory, ToutorialsWeb.

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