Mémoire flash
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La mémoire flash est une mémoire à semi-conducteurs, non volatile et réinscriptible, c'est-à-dire une mémoire possédant les caractéristiques d'une mémoire vive mais dont les données ne disparaissent pas lors d'une mise hors tension (mémoire de masse). Ainsi, la mémoire flash stocke les bits de données dans des cellules de mémoire, mais les données sont conservées en mémoire lorsque l'alimentation électrique est coupée.
Sa vitesse élevée, sa durée de vie et sa faible consommation (et même nulle au repos) la rendent utile pour de nombreuses applications : appareils photo numériques, téléphones cellulaires, imprimantes, assistants personnels (PDA), ordinateurs portables ou dispositifs de lecture et d'enregistrement sonore comme les baladeurs MP3, clef USB. De plus, ce type de mémoire ne possède pas d'éléments mécaniques, ce qui lui confère une assez grande résistance aux chocs.
Sommaire |
[] Technologie
La mémoire flash est un type d'EEPROM qui permet la modification de plusieurs espaces mémoires en une seule opération. La mémoire flash est donc plus rapide lorsque le système doit écrire à plusieurs endroits en même temps.
La mémoire flash utilise comme cellule de base un transistor MOS possédant une grille flottante enfouie au milieu de l'oxyde de grille, entre le canal et la grille. L'information est stockée grâce au piégeage d'électrons dans cette grille flottante. Deux mécanismes sont utilisés pour faire traverser l'oxyde aux électrons :
- l'injection d'électrons chauds ;
- l'effet tunnel obtenu en appliquant une haute tension sur la « vraie » grille (appelée grille de contrôle).
La technologie flash se décline sous deux principales formes: flash NOR et NAND, d'après le type de porte logique utilisée pour chaque cellule de stockage.
L'écriture et l'effacement des données dans une mémoire Flash (on parle de programmation) s'effectuent par l'application de différentes tensions aux points d'entrée de la cellule. Ces opérations soumettent la grille flottante à rude épreuve ; on estime qu'une mémoire Flash peut supporter jusqu'à 100 000 écritures et effacements, selon la qualité de l'oxyde utilisé pour la grille.
[] NOR
La flash NOR fut la première à être développée, inventée par Intel en 1988. Les temps d'effacement et d'écriture sont longs mais elle possède une interface d'adressage permettant un accès aléatoire et rapide à n'importe quelle position. Le stockage des données est 100% garanti par le fabricants. Elle est adaptée à l'enregistrement de données informatiques destinées à être executées directement à partir de cette mémoire. Cette caractéristique est appelée XIP (eXecute In Place). De fait, la quasi totalité des OS des appareils électroniques grand public sont stockés dans une mémoire NOR, que ce soit dans les téléphones portables (principal marché des Flash NOR), les décodeurs télés, les cartes mères PC ou leurs périphériques (imprimantes, appareils photos, etc...). Du fait de son coût, bien plus élevé que celui de la NAND et de sa densité limitée, elle n'est en général pas utilisé pour le stockage de masse.
[] NAND
La flash NAND, développée par Toshiba, suivit en 1989. Elle est plus rapide à l'effacement et à l'écriture, offre une plus grande densité, un coût moins important par bit. Toutefois son interface d'entrée / sortie n'autorise que l'accès séquentiel aux données. Le fabricant en général ne garantit pas le stockage des données à 100% mais un taux d'erreurs inférieur à une limite donnée. Cette fiabilité limitée nécessite la mise en place d'un système de gestion des erreurs (ECC - Error Code Correction, Bad blocks management, etc...) au niveau de l'application - comme cela est le cas, par exemple, pour les disques durs -. Cela tend à limiter - au niveau système - sa vitesse effective de lecture et à compliquer le boot direct à partir d'une mémoire NAND. De ce fait elle est moins bien adaptée que la NOR pour des applications de type XIP. Elle est donc utilisée pour le stockage d'informations. Quasiment toutes les mémoires de masse externes MultiMediaCard, Secure Digital et Memory Stick sont basées sur ce format.
[] Les types de cartes Flash
[] En bref
- CompactFlash® (CF) : Il s'agit en fait de cartes PCMCIA raccourcies. On distingue les cartes CompactFlash de type I (CFI) et de type II (CFII) qui se distinguent par l'épaisseur. Dans les cartes CompactFlash, on trouve aussi les Microdrive (les premiers furent lancés par IBM) qui sont des micro-disques durs.
La capacité maximale admise par la norme 2.0 utilisée actuellement est 137 Go. C'est le modèle de carte utilisé pour les appareils photo professionnels. - SmartMedia cards (SM) : Support fin, sans électronique embarquée. En voie de disparition : les constructeurs qui soutiennent ce format passent au xD Picture. De plus, il existe deux types de cartes suivant l'alimentation (3 V ou 5 V). Appelées aussi SSFDC (Solid State Floppy Disk Card).
- MultiMedia cards (MMC) : Cartes beaucoup plus petites que les précédentes.
- Secure Digital (SD) : Elles ont le même format physique que les MMC et sont compatibles avec celles-ci. Elles s'en distinguent par la possibilité de chiffrer les données et de gérer les « droits d'auteurs ».
- MemoryStick : Développé par Sony. Il existe un nouveau format, le « MemoryStick Duo ».
- MemoryStick Micro M2 : Mémoire minuscule utilisée dans les téléphones portable Sony Ericsson.
- xD Card : Nouveau format développé par Olympus et Fujifilm, censé remplacer les SmartMedia. De taille beaucoup plus petite et plus rapide, mais plus chère.
- Micro SD ou Transflash : mémoire minuscule, souvent utilisée dans les téléphones portables.
[] En détail
[] La mémoire CompactFlash
La mémoire CompactFlash (notée parfois CF) est un type de carte mémoire créé en 1994 par la firme SanDisk. La mémoire CompactFlash est constituée d'un contrôleur mémoire et de mémoire flash contenus dans un boîtier de faibles dimensions (42,8 mm de largeur et 36,4 mm de hauteur), de taille inférieure à une petite boîte d'allumettes, et pesant 11,4 g. Les capacités disponibles actuellement vont de 8 Mo à 16 Go.
Les cartes CompactFlash sont conformes à la norme PCMCIA si ce n'est que le connecteur possède 50 broches au lieu des 68 broches des cartes PCMCIA. Cependant, la norme CF respecte la norme ATA malgré les broches manquantes. Ainsi il est possible d'enficher une carte CompactFlash dans un emplacement PCMCIA passif de type II. La norme Les CF fonctionnent aussi bien au voltage de 3,3 V qu'au voltage de 5 V.
Il existe deux types de cartes Compact Flash : Les cartes CF-I et les cartes CF-II qui ne se distinguent que par leur épaisseur (les CF-I font 3,3 mm d'épaisseur, contre 5 mm pour les CF-II). Une carte CF-I rentre donc dans un support CF-II, mais pas le contraire. La consommation électrique est identique pour les deux formats.
Le format Compact Flash est aussi utilisé pour fournir des cartes de communication, telles que modems, cartes ethernet, ports série, adaptateurs bluetooth ou wifi, etc. La plupart sont au format CF-I. Enfin, des cartes CF-II contenant un mini disque dur magnétique microdrive sont commercialisées (actuellement jusque 6Go).
Il y a deux vitesses principales de fonctionnement, définies par les version 1.0 (CF original) et 2.0 (CF+ / CF2.0) des spécifications. Les CF+ offrent un débit maximal de 16 Mo/s et une capacité maximale de 137 Go. La spécification 3.0 des cartes CF définit un débit maximal de 66 Mo/s pour une capacité maximale inchangée, et devait être adoptée en 2005 (probablement 2006).
Les cartes vendues dans le commerce affichent maintenant une vitesse en x, x étant d'environ 150 Ko/s. Cependant, certains fabricants ne spécifient pas si cette vitesse est atteinte en lecture ou en écriture, ces valeurs sont donc sujettes à caution.
[] La mémoire Memory Stick
La mémoire Memory Stick (notée MS) est un type de carte mémoire créé conjointement par Sony et SanDisk en janvier 2000. L'architecture des cartes Memory Stick est basée sur des circuits de mémoire flash (EEPROM) de type NAND.
La mémoire Memory stick est de petites dimensions (21,5 mm x 50,0 mm x 2,8 mm), équivalentes à celles d'une petite boîte d'allumettes, et pèse à peine 4 g.
L'accès aux données est réalisée par l'intermédiaire d'un connecteur latéral possédant 10 broches, permettant d'atteindre un taux de transfert de 5 Mbit/s en écriture et de l'ordre de 15 Mbit/s en lecture.
La nouvelle version de ces cartes, «Memory Stick Pro», offre une plus grande capacité de stockage (jusqu'à 1 Go) et des taux de transferts de 160 Mbit/s en lecture et 15 Mbit/s en écriture. Les lecteurs MS Pro peuvent lire et écrire des cartes MS classiques, mais les lecteurs MS classiques ne peuvent ni lire ni écrire les cartes MS Pro.
La technologie «Magic Gate» est la solution Sony de protection des droits d'auteur, utilisée notamment dans le format audio ATRAC 3.
Il existe aussi un modèle particulier, dit «Duo», qui sépare physiquement la mémoire disponible en 2 parties égales. Le choix de l'une ou l'autre partition se fait par un connecteur physique. Ces cartes ont des dimensions physiques légèrement inférieures aux cartes classiques. Un adaptateur est nécessaire pour lire les cartes Duo dans les lecteurs classiques.
[] La mémoire Smart Media
La mémoire SmartMedia est un type de carte mémoire créé par Toshiba et Samsung. Son architecture est basée sur des circuits de mémoire flash (EEPROM) de type NAND La mémoire SmartMedia possède de très petites dimensions (45,0 mm x 37,0 mm x 0,76 mm), équivalentes à celles d'un timbre poste, et pèse à peine 3 g. Il existe deux types de cartes SmartMedia fonctionnant à des tensions différentes :
- Les cartes SmartMedia 3,3 V possèdent une encoche à DROITE (ex: photo)
- Les cartes SmartMedia 5*nbsp;V possèdent une encoche à GAUCHE
L'accès aux données est réalisé par l'intermédiaire d'une puce possédant 22 broches. Quelle que soit la capacité de la carte Smartmedia, les dimensions et l'emplacement de la puce sont les mêmes. Le temps d'accès à la mémoire est d'environ 25 µs pour le premier accès et de cycles de 50 ns pour les suivants.
[] Tailles comparées des différentes cartes
(toutes les dimensions en mm, et les masses en grammes)
| Type | Largeur | Profondeur | Épaisseur | Masse approximative |
|---|---|---|---|---|
| CompactFlash I | 42,6 | 36,4 | 3,3 | (variable) |
| CompactFlash II | 42,6 | 36,4 | 5 | (variable) |
| MultiMediaCard | 24 | 32 | 1.4 | 2 |
| Secure Digital | 24 | 32 | 2,1 | 3 |
| SmartMedia | 37 | 45 | 0,76 | 2 |
| MemoryStick | 21,5 | 50 | 2,8 | 4 |
| MemoryStick Duo | 20 | 31 | 1,6 | 2 |
| xD Picture | 24,9 | 20,1 | 1,8 | 3 |
| Micro SD/TransFlash | 15 | 11 | 1 | 1 |
| MiniSD | 20,3 | 20,3 | 1,3 | 2 |
[] Voir aussi
[] Liens externes
- (en) CompactFlash Association
- (en) SmartMedia Forum
- (en) Multimedia Cards Association
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