تاریخچه این محصول تقریبا” برمی گردد به سال 1980 ، هنگامی که این پیشنهاد وطرح از طریق دکتر فوجیو ماسوکا در شرکت توشیبا مطرح شد. سپس در سال 1984، در همایش جهانی وسایل الکترونیکی (IEDM ) موسسه مهندسان برق و الکترونیک پرده برداری شد. محل برگزاری این همایش در سانفرانسیسکو واقع در ایالت کالیفرنیا بود.
چندین سال زمان برد تا این طرح ابتدایی با آزمایشات و بررسی ها تبدیل شود به یک محصولی که از نظر تجاری بتوان آن را عرضه نمود. شرکت اینتل، تراشه های تجاری آغازین را شرکت اینتل در سال 1988 به بازار ارائه نمود که از اولین الگو های فلش های NOR بودند.
فلش مموری های NOR، تقریبا”برای دفعات فراوان قابل نوشتن و پاک شدن بودند. شرکت توشیبا مجددا” تکنولوژی این فلش ها را ارتقاء داد و در همایش بین المللی وسایل الکترونیکی (IEDM ) سال 1987، خبری از تکنولوژی پیشرفته به نام NAND داد. گرچه NAND بازهم برای ارائه در بازارهای تجاری احتیاج به پیشرفت بیشتری داشت.
کم شدن تعدد مرتبه های نوشتن و پاک شدن و نیز داشتن گنجایش بیشتر ذخیره سازی، از فواید های فلش NAND بود.
Flash Memory چیست؟
این وسیله نمونه ای از حافظه های بادوام می باشد که از ادقام حافظه های قدیمی EPROM که توانایی پاک شدن و (E2PROM) حافظه هایی که توانایی دو بار پاک شدن را دارند ، حاصل می شود.
در واقع نحوه برنامه نویسی مورد نیاز در EPROM استاندارد و نحوه توانایی پاک شدن در E2PROM را مناسب استفاده قرار می دهد.
یکی از پراهمیت ترین مزایای حافظه فلش نسبت به EPROM، در توانایی الکترونیکی پاک شدن آن است. گرچه امکان پاک کردن جداگانه حافظه از هر خانه وجود ندارد ، تا هنگامی که تعداد فراوانی از مدارها به تراشه اضافه شود که این مسئله سبب بالا رفتن قیمت این فلش ها می شود . به همین علت بیشتر تولید کنندگان به سود سیستمی که از طریق آن ، همگی یا قسمتی از تراشه بلوک و یا flash erased می شود ، از این عملکرد صرفه نظر کرده اند.
درحال حاضر تراشه های فلش از توانایی پاک شدن به شیوه ی انتخابی برخوردارند به گونه ای که می توان بخش ها یا سکتورهایی را از فلش مموری گزینش و پاک کرد. در صورتی که توانایی پاک شدن ، باز هم به این معناست که تنها قسمت مهمی از تراشه باید پاک شود.
حافظه فلش یا فلش مموری به حافظه گفته می شود غیر فرار که قابلیت برنامه ریزی برای هر سلول را دارا می باشد . تعداد زیاد این سلول ها را با نام بلوک ، صفحه (page) یا سکتور می خوانند که قابلیت پاک شدن در آن واحد را دارند. فلش مموری یکی از انواع برگزیده تراشه های EEPROM می باشد . این حافظه حاوی شبکه ای مشتمل بر ستون و سطرمی باشد. این حافظه‌ها دچار نویز نمی شوند. سرعت دست یافتن به حافظه های فلش بالا بوده و اندازه‌شان کوچک است.
فلش مموری ها برای ذخیره دیتاها به باتری نیاز ندارند بنابراین باعث پایین آوردن وزن ، حجم و استفاده از برق وسایل می شوند . دیتاهای داخلشان متغیر هستند و ذخیره سازهای با گنجایش بالا را می توان توسط این مدل حافظه تهیه کرد. نسبت به فلاپی دیسک و هارد دیسک با سرعت بالاتری به دیتاها دسترسی دارد و از جهت دیگر مقاومت بیشتری در برابر شوک از خود بروز می دهد.
در نقطه اتصال هر سطر و یا ستون ، 2 ترانزیستور مورد استفاده قرار می گیرد. این دو ترانزیستور از طریق یک لایه نازک اکسید از همدیگر جدا شده اند. این دو ترانزیستور Floating gate و Control gate می باشد. Floatino gate تنها به قسمت سطر (WordLine) اتصال داده شده است . تا هنگامی که لینک فوق وجود داشته باشد در سلول مرتبط با آن مقدار یک سیو خواهد بود.به علت تغییر مقدار یک به صفر ، عملیاتی با نام Fowler-Nordheim tunneling مورد استفاده قرار می گیرد. از Tunneling جهت جابه جایی محل الکترون ها در Floating gate استفاد می شود. یک شارژ الکتریکی در حدود 10 تا 13 ولت به floating gate انتقال داده می شود. آغاز شارژ از ستون ( bitline) و بعد به floating gate خواهد رسید .در آخر شارژ خارج می شود ( زمین ) .این شارژ سبب میگردد که ترانزیستور floating gate شبیه یک توزیع کننده الکترون عمل نماید . الکترون های باقی مانده متراکم شده و در جهت دیگر لایه اکسید اسیر می شوند و باعث ایجاد یک شارژ منفی می شوند . الکترون های شارژ شده منفی ، همچون یک صفحه عایق بین control gate و floating gate عمل می نمایند.دستگاه ویژه ای با نام Cell sensor سطح شارژ انتقال داده شده به floating gate را مونیتور خواهد کرد. درحالتیکه جریان گیت بیش از 50 درصد شارژ باشد ، در این حالت مقدار یک را خواهد داشت .هنگامی که شارژ انتقال داده شده از 50 درصد ابتدایی بازگشت نموده مقدار به صفر تغییر خواهد یافت .یک تراشه EEPROM دارای گیت هائی است که تمامی آنها باز و هر سلول آن مقدار یک را دارا می باشد
چندین سال زمان برد تا این طرح ابتدایی با آزمایشات و بررسی ها تبدیل شود به یک محصولی که از نظر تجاری بتوان آن را عرضه نمود. شرکت اینتل، تراشه های تجاری آغازین را شرکت اینتل در سال 1988 به بازار ارائه نمود که از اولین الگو های فلش های NOR بودند.
فلش مموری های NOR، تقریبا”برای دفعات فراوان قابل نوشتن و پاک شدن بودند. شرکت توشیبا مجددا” تکنولوژی این فلش ها را ارتقاء داد و در همایش بین المللی وسایل الکترونیکی (IEDM ) سال 1987، خبری از تکنولوژی پیشرفته به نام NAND داد. گرچه NAND بازهم برای ارائه در بازارهای تجاری احتیاج به پیشرفت بیشتری داشت.
کم شدن تعدد مرتبه های نوشتن و پاک شدن و نیز داشتن گنجایش بیشتر ذخیره سازی، از فواید های فلش NAND بود.
Flash Memory چیست؟
این وسیله نمونه ای از حافظه های بادوام می باشد که از ادقام حافظه های قدیمی EPROM که توانایی پاک شدن و (E2PROM) حافظه هایی که توانایی دو بار پاک شدن را دارند ، حاصل می شود.
در واقع نحوه برنامه نویسی مورد نیاز در EPROM استاندارد و نحوه توانایی پاک شدن در E2PROM را مناسب استفاده قرار می دهد.
یکی از پراهمیت ترین مزایای حافظه فلش نسبت به EPROM، در توانایی الکترونیکی پاک شدن آن است. گرچه امکان پاک کردن جداگانه حافظه از هر خانه وجود ندارد ، تا هنگامی که تعداد فراوانی از مدارها به تراشه اضافه شود که این مسئله سبب بالا رفتن قیمت این فلش ها می شود . به همین علت بیشتر تولید کنندگان به سود سیستمی که از طریق آن ، همگی یا قسمتی از تراشه بلوک و یا flash erased می شود ، از این عملکرد صرفه نظر کرده اند.
درحال حاضر تراشه های فلش از توانایی پاک شدن به شیوه ی انتخابی برخوردارند به گونه ای که می توان بخش ها یا سکتورهایی را از فلش مموری گزینش و پاک کرد. در صورتی که توانایی پاک شدن ، باز هم به این معناست که تنها قسمت مهمی از تراشه باید پاک شود.
حافظه فلش یا فلش مموری به حافظه گفته می شود غیر فرار که قابلیت برنامه ریزی برای هر سلول را دارا می باشد . تعداد زیاد این سلول ها را با نام بلوک ، صفحه (page) یا سکتور می خوانند که قابلیت پاک شدن در آن واحد را دارند. فلش مموری یکی از انواع برگزیده تراشه های EEPROM می باشد . این حافظه حاوی شبکه ای مشتمل بر ستون و سطرمی باشد. این حافظه‌ها دچار نویز نمی شوند. سرعت دست یافتن به حافظه های فلش بالا بوده و اندازه‌شان کوچک است.
فلش مموری ها برای ذخیره دیتاها به باتری نیاز ندارند بنابراین باعث پایین آوردن وزن ، حجم و استفاده از برق وسایل می شوند . دیتاهای داخلشان متغیر هستند و ذخیره سازهای با گنجایش بالا را می توان توسط این مدل حافظه تهیه کرد. نسبت به فلاپی دیسک و هارد دیسک با سرعت بالاتری به دیتاها دسترسی دارد و از جهت دیگر مقاومت بیشتری در برابر شوک از خود بروز می دهد.
در نقطه اتصال هر سطر و یا ستون ، 2 ترانزیستور مورد استفاده قرار می گیرد. این دو ترانزیستور از طریق یک لایه نازک اکسید از همدیگر جدا شده اند. این دو ترانزیستور Floating gate و Control gate می باشد. Floatino gate تنها به قسمت سطر (WordLine) اتصال داده شده است . تا هنگامی که لینک فوق وجود داشته باشد در سلول مرتبط با آن مقدار یک سیو خواهد بود.به علت تغییر مقدار یک به صفر ، عملیاتی با نام Fowler-Nordheim tunneling مورد استفاده قرار می گیرد. از Tunneling جهت جابه جایی محل الکترون ها در Floating gate استفاد می شود. یک شارژ الکتریکی در حدود 10 تا 13 ولت به floating gate انتقال داده می شود. آغاز شارژ از ستون ( bitline) و بعد به floating gate خواهد رسید .در آخر شارژ خارج می شود ( زمین ) .این شارژ سبب میگردد که ترانزیستور floating gate شبیه یک توزیع کننده الکترون عمل نماید . الکترون های باقی مانده متراکم شده و در جهت دیگر لایه اکسید اسیر می شوند و باعث ایجاد یک شارژ منفی می شوند . الکترون های شارژ شده منفی ، همچون یک صفحه عایق بین control gate و floating gate عمل می نمایند.دستگاه ویژه ای با نام Cell sensor سطح شارژ انتقال داده شده به floating gate را مونیتور خواهد کرد. درحالتیکه جریان گیت بیش از 50 درصد شارژ باشد ، در این حالت مقدار یک را خواهد داشت .هنگامی که شارژ انتقال داده شده از 50 درصد ابتدایی بازگشت نموده مقدار به صفر تغییر خواهد یافت .یک تراشه EEPROM دارای گیت هائی است که تمامی آنها باز و هر سلول آن مقدار یک را دارا می باشد