👨🏽‍⚕️ 💡 🚫 इनसाइड व्यू: फ्लैश और रैम 🤣 🕵🏽 👠

प्रस्तावना

नया साल एक सुखद, उज्ज्वल छुट्टी है, जिसमें हम सभी वर्ष को पूरा करते हैं, भविष्य में आशा के साथ देखते हैं और उपहार देते हैं। इस संबंध में, मैं अपने लेखों ( 1 , 2 , 3 , 4 ) में दिखाए गए समर्थन, सहायता और रुचि के लिए सभी हब्र-निवासियों को धन्यवाद देना चाहूंगा। यदि आपने पहले एक बार समर्थन नहीं किया था, तो बाद में (पहले से ही 5 लेख) नहीं होगा! धन्यवाद! और, ज़ाहिर है, मैं एक लोकप्रिय विज्ञान-शैक्षिक लेख के रूप में एक उपहार बनाना चाहता हूं कि कैसे मज़ेदार (व्यक्तिगत और सार्वजनिक दोनों) के साथ पहली नज़र के विश्लेषणात्मक उपकरणों पर एक कठोर का उपयोग करना संभव है। आज, नए साल की पूर्व संध्या पर, उत्सव के ऑपरेटिंग टेबल पर हैं: ए-डेटा और सैमसंग एसओ-डीआईएमएम एसडीआरएएम मॉड्यूल से यूएसबी-फ्लैश ड्राइव।

सैद्धांतिक भाग

मैं बहुत संक्षिप्त होने की कोशिश करूंगा ताकि हम सभी के पास उत्सव की मेज के लिए मार्जिन के साथ एक ओलिवियर सलाद तैयार करने का समय हो, इसलिए कुछ सामग्री लिंक के रूप में होगी: यदि आप चाहें, तो अपने अवकाश पर पढ़ें ...

किस प्रकार की स्मृति होती है?

फिलहाल, सूचनाओं को संग्रहीत करने के लिए कई विकल्प हैं, उनमें से कुछ को लगातार बिजली की पुनर्भरण (RAM) की आवश्यकता होती है, कुछ हमेशा के लिए हमारे (ROM) उपकरण के नियंत्रण सर्किट में "सिल" जाते हैं, और कुछ उन गुणों को जोड़ते हैं और अन्य (हाइब्रिड)। उत्तरार्द्ध, विशेष रूप से, फ्लैश के अंतर्गत आता है। यह गैर-वाष्पशील मेमोरी लगता है, लेकिन भौतिकी के नियमों को निरस्त करना मुश्किल है, और समय-समय पर आपको अभी भी फ्लैश ड्राइव पर जानकारी को फिर से लिखना होगा।

यहां आप नीचे दिए गए आरेख और विभिन्न प्रकार की "ठोस राज्य स्मृति" की विशेषताओं की तुलना के बारे में अधिक जान सकते हैं। या यहाँ - यह एक दया है कि मैं अभी भी 2003 में एक बच्चा था, उन्होंने मुझे इस तरह की परियोजना में भाग लेने की अनुमति नहीं दी ...

आधुनिक प्रकार की "ठोस अवस्था स्मृति"। स्रोत

केवल एक चीज जो, शायद, इन सभी प्रकार की स्मृति को जोड़ सकती है, कमोबेश यही ऑपरेशन का सिद्धांत है। कुछ दो-आयामी या तीन-आयामी मैट्रिक्स है, जो 0 और 1 में लगभग इसी तरह से भरा है और जिससे हम बाद में इन मानों की गणना या प्रतिस्थापित कर सकते हैं, अर्थात्। यह सब पूर्ववर्ती का प्रत्यक्ष एनालॉग है - फेराइट रिंग पर मेमोरी।

फ्लैश मेमोरी क्या है और यह क्या है (NOR और NAND)?

फ्लैश मेमोरी के साथ शुरू करते हैं। एक बार कुख्यात ixbt पर, एक विस्तृत लेख प्रकाशित किया गया था कि फ्लैश क्या है और इस प्रकार की स्मृति की 2 मुख्य किस्में क्या हैं। विशेष रूप से, NOR (लॉजिकल नॉट-एंड) और NAND (लॉजिकल नॉट-एंड) फ्लैश-मेमोरी (यहाँ सब कुछ बहुत विस्तार से वर्णित है), जो उनके संगठन में कुछ भिन्न हैं (उदाहरण के लिए, NOR दो-आयामी है, NAND तीन आयामी हो सकता है) लेकिन उनके पास एक सामान्य तत्व है - एक फ्लोटिंग गेट ट्रांजिस्टर।

फ्लोटिंग गेट ट्रांजिस्टर का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। स्रोत

तो यह इंजीनियरिंग चमत्कार कैसे काम करता है? कुछ भौतिक सूत्रों के साथ, यह यहाँ वर्णित है । संक्षेप में, नियंत्रण द्वार और चैनल के बीच, जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होकर नाले में जाती है, हम उसी फ्लोटिंग गेट को ढांकता हुआ की पतली परत से घेरते हैं। नतीजतन, जब इस तरह के एक "संशोधित" क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रवाह होता है, कुछ उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों की सुरंग ढांकता हुआ के माध्यम से होती है और फ्लोटिंग गेट के अंदर समाप्त होती है। यह स्पष्ट है कि इस सुरंग के भीतर भटकते हुए इलेक्ट्रॉनों ने सुरंग खो दी, लेकिन उन्होंने अपनी कुछ ऊर्जा खो दी और व्यावहारिक रूप से वापस नहीं लौटे।

नायब: "व्यावहारिक रूप से" प्रमुख शब्द है, क्योंकि बिना कुछ लिखे, हर कुछ वर्षों में कम से कम एक बार कोशिकाओं को अपडेट किए बिना, फ्लैश "रीसेट" उसी तरह होता है जैसे कि राम, कंप्यूटर को बंद करने के बाद।

वहां, ixbt पर, एक अन्य लेख है जो एक अस्थायी ट्रांजिस्टर के साथ एक एकल ट्रांजिस्टर पर कई बिट्स की जानकारी दर्ज करने की संभावना पर चर्चा करता है, जो रिकॉर्डिंग घनत्व को काफी बढ़ाता है।

फ्लैश ड्राइव के मामले में हम विचार कर रहे हैं, स्मृति, निश्चित रूप से, नंद और, सबसे अधिक संभावना है, एक बहु-स्तरीय सेल (एमएलसी)।

यदि फ्लैश-मेमोरी की प्रौद्योगिकियों से परिचित होना जारी रखना दिलचस्प है, तो यहां इस मुद्दे पर 2004 से एक नज़र है। और यहां ( 1 , 2 , 3 ) नई पीढ़ी की स्मृति के लिए कुछ प्रयोगशाला समाधान। मुझे नहीं लगता कि इन विचारों और तकनीकों को व्यवहार में लाया गया है, लेकिन शायद कोई मुझसे बेहतर जानता है?

DRAM क्या है?

अगर कोई भूल गया कि DRAM क्या है, तो आपका यहाँ स्वागत है ।

फिर से, हमारे पास एक दो-आयामी सरणी है, जिसे 0 और 1 से भरना होगा। चूंकि फ्लोटिंग गेट पर चार्ज जमा करने में काफी लंबा समय लगता है, इसलिए रैम के मामले में एक अलग समाधान का उपयोग किया जाता है। मेमोरी सेल में एक संधारित्र और एक पारंपरिक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर होता है। इस मामले में, संधारित्र अपने आप में एक तरफ, एक आदिम भौतिक उपकरण है, लेकिन, दूसरी ओर, लोहे में nontrivially कार्यान्वित किया जाता है:

रैम सेल डिवाइस। स्रोत

फिर, ixbt का DRAM और SDRAM पर एक अच्छा लेख है । वह, निश्चित रूप से, इतना ताज़ा नहीं है, लेकिन मौलिक बिंदुओं को बहुत अच्छी तरह से वर्णित किया गया है।

एकमात्र प्रश्न जो मुझे पीड़ा देता है: क्या DRAM हो सकता है, जैसे Flash, एक बहु-स्तरीय सेल? ऐसा लगता है , लेकिन फिर भी ...

व्यावहारिक हिस्सा है

फ़्लैश

जो लोग लंबे समय तक फ्लैश ड्राइव का उपयोग करते हैं, शायद पहले से ही एक "नंगे" ड्राइव देखा था, एक मामले के बिना। लेकिन मैं अभी भी संक्षेप में यूएसबी-फ्लैश ड्राइव के मुख्य भागों का उल्लेख करूंगा:

यूएसबी-फ्लैश ड्राइव के मुख्य तत्व: 1. यूएसबी-कनेक्टर, 2. नियंत्रक, 3. पीसीबी-बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड, 4. नंद मेमोरी मॉड्यूल, 5. क्वार्ट्ज संदर्भ आवृत्ति जनरेटर, 6. एलईडी-सूचक (अब, हालांकि, कई पर) फ्लैश ड्राइव यह नहीं है), 7. राइट-प्रोटेक्ट स्विच (इसी तरह, कई फ्लैश ड्राइव गायब हैं), 8. एक अतिरिक्त मेमोरी चिप के लिए जगह। स्रोत

आइए सरल से जटिल पर जाएं। क्रिस्टल थरथरानवाला ( यहां ऑपरेशन के सिद्धांत के बारे में अधिक)। मेरे गहरे अफसोस के लिए, क्वार्ट्ज प्लेट को चमकाने के दौरान खुद ही गायब हो गया, इसलिए हम केवल मामले की प्रशंसा कर सकते हैं।

क्रिस्टल थरथरानवाला आवास

संयोग से, इस बीच, मैंने पाया कि टेक्स्टोलाइट और बॉल्स के अंदर प्रबलिंग फाइबर कैसे दिखते हैं, जिनमें से अधिकांश हिस्से के लिए टेक्स्टोलाइट होते हैं। वैसे, और तंतुओं को फिर भी एक मोड़ के साथ खड़ा किया जाता है, यह ऊपरी छवि में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है:

पीसीबी के अंदर प्रबलित फाइबर (लाल तीर कटौती के लिए लंबवत फाइबर को इंगित करते हैं), जिनमें से थोक में पीसीबी शामिल होता है

और यहां फ्लैश ड्राइव का पहला महत्वपूर्ण हिस्सा है - नियंत्रक:

नियंत्रक। कई SEM माइक्रोग्राफ के संयोजन द्वारा प्राप्त शीर्ष छवि

मैं ईमानदारी से मानता हूं, मैंने इंजीनियरों के विचार को नहीं समझा था जिन्होंने चिप में कुछ अतिरिक्त कंडक्टरों को रखा था। यह तकनीकी प्रक्रिया के दृष्टिकोण से करना आसान और सस्ता हो सकता है।

इस चित्र को संसाधित करने के बाद, मैं चिल्लाया: "यायेयाज़!" और कमरे में चारों ओर भाग गया। तो, आपके ध्यान में नाली, स्रोत, नियंत्रण शटर और यहां तक कि संपर्क सापेक्षिक रूप से संरक्षित हैं:

"आईडीई!" माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक - खूबसूरती से अलग-अलग नालियों (नाली), स्रोतों (स्रोत) और नियंत्रण द्वार (गेट) के साथ 500 एनएम नियंत्रक की तकनीकी प्रक्रिया

अब चलो शुरू करते हैं मिठाई - मेमोरी चिप्स। आइए उन संपर्कों से शुरू करें जो सचमुच इस स्मृति को पोषण करते हैं। मुख्य ("सबसे मोटी" संपर्क की तस्वीर में) के अलावा, कई छोटे भी हैं। वैसे, "मोटी" <2 मानव बाल के व्यास, इसलिए दुनिया में सब कुछ सापेक्ष है:

मेमोरी चिप की आपूर्ति करने वाले संपर्कों की SEM छवियां

अगर हम खुद मेमोरी के बारे में बात करते हैं, तो यहां हम सफलता की प्रतीक्षा कर रहे हैं। व्यक्तिगत ब्लॉकों को शूट करना संभव था जिनकी सीमाएं तीर द्वारा चिह्नित हैं। अधिकतम आवर्धन के साथ छवि को देखते समय, अपनी आंखों को कसने की कोशिश करें, यह विपरीत भेद करना वास्तव में मुश्किल है, लेकिन यह छवि पर है (स्पष्टता के लिए, मैंने लाइनों के साथ एक अलग सेल को चिह्नित किया है):

मेमोरी सेल 1. ब्लॉक की सीमाएं तीरों द्वारा हाइलाइट की जाती हैं। लाइनें व्यक्तिगत कोशिकाओं को दर्शाती हैं।

पहले यह मुझे छवि की एक कलाकृति की तरह लग रहा था, लेकिन घर पर सभी तस्वीरों को संसाधित करने के बाद, मुझे एहसास हुआ कि यह एसएलसी सेल के साथ ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ या तो नियंत्रण शटर था, या यह एक एमएलसी में इकट्ठे हुए कई सेल थे। हालाँकि मैंने ऊपर MLC का उल्लेख किया है, फिर भी यह एक प्रश्न है। संदर्भ के लिए, सेल की "मोटाई" (यानी कम छवि में दो उज्ज्वल बिंदुओं के बीच की दूरी) लगभग 60 एनएम है।

आदेश में भंग नहीं करने के लिए - यहां फ्लैश ड्राइव के दूसरे आधे हिस्से से समान तस्वीरें हैं। पूरी तरह से समान तस्वीर:

मेमोरी सेल 2. ब्लॉक की सीमाएं तीर द्वारा इंगित की जाती हैं। लाइनें व्यक्तिगत कोशिकाओं को दर्शाती हैं।

बेशक, चिप ही ऐसी मेमोरी कोशिकाओं का एक संग्रह नहीं है, इसके अंदर कुछ अन्य संरचनाएं हैं जिन्हें मैं अपनी संबद्धता निर्धारित नहीं कर सकता:

नंद मेमोरी चिप्स के अंदर अन्य संरचनाएं

DRAM

बेशक, मैंने सैमसंग से पूरे SO-DIMM बोर्ड को नहीं देखा था, मैंने बिल्डिंग हेयर ड्रायर के साथ मेमोरी मॉड्यूल में से केवल एक को "डिस्कनेक्ट" किया था। यह ध्यान देने योग्य है कि पहले प्रकाशन के काम आने के बाद सुझाए गए सुझावों में से एक को एक कोण पर काटना था। इसलिए, आपने जो देखा, उसमें एक विस्तृत विसर्जन के लिए, इस तथ्य को ध्यान में रखना आवश्यक है, खासकर जब से 45 डिग्री पर कटौती ने हमें संधारित्र के "टोमोग्राफिक" अनुभाग प्राप्त करने की अनुमति दी।

हालांकि, परंपरा के अनुसार, हम संपर्कों से शुरू करते हैं। यह देखना अच्छा था कि बीजीए की "चिप" कैसी दिखती है और सोल्डरिंग क्या है:

चिपिंग बीजीए-सोल्डरिंग

और यहां दूसरी बार चिल्लाने का समय है: "आइड!", जैसा कि व्यक्तिगत ठोस-राज्य कैपेसिटर को देखना संभव था - छवि में केंद्रित सर्कल, तीर द्वारा चिह्नित। वे हमारे डेटा को अपने कवर पर चार्ज के रूप में कंप्यूटर ऑपरेशन के दौरान संग्रहीत करते हैं। तस्वीरों को देखते हुए, ऐसे संधारित्र के आयाम चौड़ाई में लगभग 300 एनएम और मोटाई में लगभग 100 एनएम हैं।

इस तथ्य के कारण कि चिप को एक कोण पर काटा जाता है, कुछ कैपेसिटर को बड़े करीने से बीच में काटा जाता है, जबकि अन्य में केवल "पक्ष" कट होते हैं:

इसकी सभी महिमा में स्मृति

यदि किसी को संदेह है कि ये संरचनाएं कैपेसिटर हैं, तो यहां आप अधिक "पेशेवर" फोटो देख सकते हैं (हालांकि बड़े पैमाने पर निशान के बिना)।

एकमात्र क्षण जो मुझे उलझन में था कि कैपेसिटर 2 पंक्तियों (नीचे बाईं तस्वीर) में स्थित हैं, अर्थात्। यह पता चलता है कि जानकारी के 2 बिट्स के लिए 1 बिट खाता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, मल्टी-बिट रिकॉर्डिंग पर जानकारी उपलब्ध है, लेकिन यह तकनीक कैसे लागू होती है और आधुनिक उद्योग में उपयोग की जाती है, यह मेरे लिए एक सवाल है।

बेशक, स्वयं मेमोरी कोशिकाओं के अलावा, मॉड्यूल के अंदर कुछ सहायक संरचनाएं भी हैं, जिनके उद्देश्य से मैं केवल अनुमान लगा सकता हूं:

DRAM चिप के अंदर अन्य संरचनाएं

अंतभाषण

पूरे पाठ में बिखरे लिंक के अलावा, मेरी राय में, यह समीक्षा काफी दिलचस्प है (1997 से), साइट ही (और फोटो गैलरी, और चिप-आर्ट, और पेटेंट, और कई, कई चीजें) और यह कार्यालय , जो वास्तव में रिवर्स इंजीनियरिंग में लगे हुए हैं।

दुर्भाग्य से, हम फ्लैश और रैम उत्पादन के विषय पर बड़ी संख्या में वीडियो नहीं पा सके हैं, इसलिए आपको केवल यूएसबी-फ्लैश ड्राइव की असेंबली के साथ संतोष करना होगा:

पुनश्च: एक बार फिर, काले पानी के ड्रैगन को नव वर्ष की शुभकामनाएं !!!
यह अजीब निकला: मैं पहले एक फ्लैश के बारे में एक लेख लिखना चाहता था, लेकिन भाग्य अन्यथा कम हो गया। अपनी उंगलियों को पार करते हुए, हम आशा करते हैं कि निम्नलिखित कम से कम 2 लेख (जैव-वस्तुओं और प्रदर्शनों के बारे में) 2012 की शुरुआत में जारी किए जाएंगे। इस बीच, बीज कार्बन टेप है:

कार्बन टेप जिस पर परीक्षण के नमूने तय किए गए थे। मुझे लगता है कि साधारण टेप समान दिखता है

कभी-कभी आप संक्षेप में पढ़ सकते हैं, और कभी-कभी मेरे टेलीग्राम चैनल पर विज्ञान और प्रौद्योगिकी की खबरों के बारे में इतना नहीं - हम आपसे पूछते हैं;)

इनसाइड व्यू: फ्लैश और रैम