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Flash-Speicher im Überblick

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Jeder redet von Flash, aber nur wenige Anwender haben wirklich eine genaue Vorstellung von der Technologie dahinter. Unter Flash versteht man eine Silizium-Speichertechnologie auf Transistorbasis, die in der Lage ist, Informationen dauerhaft zu speichern, indem Elektronen in so genannte Floating-Gate-Transistoren eingefangen werden. Je nach Schwellenspannung der Flash-Zelle bleibt der Transistor entweder nicht leitend oder beginnt zu leiten. SLC-Flash (Single Level Cell) kennt nur eine Spannungsebene, während MLC (Multi Level Cell) Flash zahlreiche Bits pro Zelle speichern kann. Flash-Transistoren ermöglichen zwischen 10 000 und ein paar Millionen Schreibzyklen und zeigen dann Ausfallerscheinungen. Zahlreiche Flash-Produkte bieten Algorithmen, welche möglichst alle Speicherzellen in gleicher Häufigkeit ansteuern, so dass die Lebensdauer des gesamten Produkts maximal ausfällt. Die Schattenseite des Ganzen ist jedoch ein recht sprunghaftes Leistungsverhalten.

Es gibt zwei verschiedene Flash-Speichertechnologien: NOR und NAND, wobei NOR ein logisches “not or” („weder noch“, auch bekannt als Joint Denial) umsetzt. Das bedeutet, Output (1) wird nur erreicht, wenn die beiden Inputs Control Gate und Floating Gate niedrig (0) sind. Wenn einer oder beide hoch sind (1), fließt keine Ladung. Bei SLC Flash werden gespeicherte Daten wiederhergestellt, indem festgestellt wird, ob momentan eine Strömung durch den Transistor fließt oder nicht. Im Falle von MLC wird die Stärke der Ladung verwendet, um den genauen Ladezustand des Floating Gates zu bestimmen. NOR Flash wird über einen externen Bus adressiert; allerdings treten dabei langsame Schreib- und Löschzeiten auf, da sowohl Schreiben als auch Löschen immer blockweise abgearbeitet wird. Zudem weiß NOR nicht eigenständig mit fehlerhaften Blöcken umzugehen, was demzufolge vom Hostsystem übernommen werden muss. Für nicht-flüchtigen und auf Langzeit ausgelegten Speicher wie Firmware oder BIOS Information ist NOR somit hervorragend geeignet.

Anders als NOR erlaubt NAND einen Ladungsfluss wenn einer der Inputs hoch (1) ist. NAND Flash kann zwar nicht zellenweise angesprochen werden, muss also ähnlich wie ganz normale Festplatten Seite für Seite (Pages) gelesen oder beschrieben werden; Löschen funktioniert allerdings auch hier blockweise. Aus diesem Grund ist eine Controller-Logik notwendig, mit der man auf NAND Flash zugreifen kann und die sich zudem noch um die Verwaltung fehlerhafter Blöcke kümmert. Heutzutage wird NAND vor allem im Bereich von Speicherkarten und Consumer-Geräten verwendet. Dank des Controllers, der in jedem Fall benötigt wird, können Hersteller ihre Produktionsausbeute für NAND-Flash optimieren, indem sie bestehende fehlerhafte Blöcke ab Werk markieren und abschalten, sowie eine große Anzahl von Reserveblöcken bestimmen. Ein auf Flash basierendes Speicherprodukt mit 4 GB Kapazität verfügt üblicherweise mindestens über mehrere hundert Megabytes Reserve, um fehlerhafte Blöcke, die von Zeit zu Zeit auftreten können, zu kompensieren. Von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen ist NAND somit das interessantere Produkt: Zunehmende Datendichten ermöglichen nicht nur Flash-Produkte mit steigenden Kapazitäten. Sie ermöglichen zudem eine Maximierung der Produktions-Ausbeute, indem selbst Flash-Arrays mit vielfachen Defekten noch eingesetzt werden –und dann eben ein Produkt geringerer Kapazität daraus wird. Zudem können mehr Zellen als Reserve verwendet werden - der Endanwender wird all dies niemals bemerken.

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kiu77 10/08/2007 23:17
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Zitat: von der ersten Seite "Bei SLC Flash werden gespeicherte Daten wiederhergestellt, indem festgestellt wird, ob momentan eine Strömung durch den Transistor fließt oder nicht."
Da ist doch die Frage berechtigt, ob der Übersetzer ne Dröhnung hatte.
Der Artikel ist vermutlich in englisch schon ganz, ganz niedriger Level.
Der Übersetzter toppt die technische Inkompetenz des Autors aber noch.
So viel Redundanz, langatmigkeit und hanebüüchener Unsinn war selten bei THG, glücklicherweise.
Autor und Übersetzer können sich die silberne THG-Zitrone 2007 bisher teilen, in meinen Augen.

Die Urteile sind nicht gut begründet und die eigentlich Schwastelle dieser SSDs sind nicht mal richtig gestreift. Wenn man nicht eh schon mehr als Autor + Übersetzer wüßte, wäre man hinterher nur verwirrter.

Ein verhemetes PFUI erster Klasse also.

Tut mir echt Leid, ich hab mich bemüht, auch positives zu finden: bloß da war nichts.

Wunderkind 11/08/2007 16:17
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@kiu77:

Der von Dir zitierte Text ist unverständlich. Wie sich weitere Teile auch holprig "lesen".

Du gehst in Deiner Kritik aber weit über das Ziel hinaus.

1. Der Artikel wird Dir kostenlos vor Deine Nase serviert.

2. Der Übersetzter wahrscheinlich weder ein Ingenieursstudium der Elektronik noch zusätzlich die Anglistik in der Tasche hat, so wie Du natürlich.

3. mach es besser.

4. Du hast die Goldene THG Kritikergurke 2007 gewonnen.

Voyager 11/08/2007 22:00
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"Allein die Zeitersparnis beim Hochfahren von Windows und anderen Anwendungen ist für Enthusiasten Grund genug, für ein Notebook bald ein solches Laufwerk zuzulegen." ... THG lobt diesen Umstand in höchsten Tönen , welcher sicher auch einleuchtend ist . Für mich stellt sich allerdings die Frage warum man an Vista oftmals kein gutes Haar lässt obwohl Vista genauso gute performancesteigernde Features beinhalte. Eine Erklärung wäre Vista ist nur deshalb Mist weils von Microsoft ist , bei Linux oder Mac wäre man aus den Lobliedern sicher garnicht rausgekommen wenn diese Superfetch und die anderen Dinge hätten.

Kajjo 12/08/2007 21:16
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SSD gehört die Zukunft in Desktops und HTPC, keine Frage. Lautlos und schnell ist doch die perfekte Kombination für Media-Center Wohnzimmer-PC mit einem großem NAS-Lautwerk im Keller. Auch Notebooks werden in Kürze davon ganz erhebölich profitieren.

Dagegen werden wohl in Server und NAS-Systemen erst einmal etliche Zeit lang noch herkömmliche Platten dominant bleiben, einfach weil riesige Speichermengen so viel günstiger bereit gestellt werden können und Lautstärke völlig egal ist.

hansg 31/07/2008 12:18
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Ein sehr guter Beitrag, vielen Dank.
Trotz kleiner fachlicher Ungenauigkeiten ist der elektronische Sachverhalt im Wesentlichen korrekt angegeben (das kann ich beurteilen, habe Studium, Promotion und 19 Jahre Berufspraxis in der Elektronik hinter mir).
Das zentrale Anliegen des Beitrags ist die SSD-Untersuchung im Hinblick auf praktischen Einsatz, und das leistet er sehr gut.
@kiu77: Ich sehe keinen Grund, auf Formulierungsschwächen herumzureiten. Das zeigt meist einen niedrigen eigenen Horizont und ein aufwertebedürftiges Selbstbild. Diese Kritik ist völlig überzogen und geht am Wesentlichen vorbei. Die Aufforderung "Mach es selbst besser" ist völlig korrekt, hier scheidet sich der konstruktive vom destruktiven Teil.

anonymous 12/09/2008 20:55
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"Anders als herkömmliche Festplatten verfügt die SSD 5000 nicht über einen Cache-Speicher, weil der Leistungszuwachs hier gering bis nicht vorhanden wäre."

Man sieht mal wieder: THW hat keine Ahnung. Inzwischen bringt Intel SSDs mit Cache und siehe da - schneller als alles andere!

anonymous 12/09/2008 21:39
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Man sieht mal wieder: Lesen bildet. Der Artikel ist über ein Jahr alt! Oder erwartest Du bei einer Tageszeitung, dass jeden Tag alle Artikel an aktuelle Gegebenheiten angepasst werden?

anonymous 15/09/2008 21:25
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Die Aussage ist jetzt falsch und sie war vor einem Jahr auch schon falsch. Und THW ist in diesem Jahr nicht klüger geworden. Also besser mal nicht rumgenöpt...

anonymous 15/09/2008 22:07
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Jupp, und vor 1632 war die Erde eine Scheibe. Ohne Denker wie chill out wäre unser Leben ärmer, darum hat die Evolution ihnen Nischen eingerichtet..

anonymous 16/09/2008 04:35
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Ich bin nicht sicher, wie ich das mit meiner Nische jetzt verstehen soll... :)

MikeUwe@Guest 26/03/2012 13:35
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Wer weiss eigentlich wielange Daten in einem NAND-Speicher (USB Stick) ohne Stromversorgung
realistisch gespeichert bleiben 1 Jahr, 5 Jahre 10 Jahre ?

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