Словы «флэш-памяць» цяпер ва ўсіх на вуснах. Нават першакласнікі пры размове часта выкарыстоўваюць тэрмін «флешка». Дадзеная тэхналогія з неверагоднай хуткасцю набыла папулярнасць. Мала таго, многія аналітыкі прадказваюць, што ў хуткім часе флэш-памяць, цалкам заменіць прылады захоўвання інфармацыі на аснове магнітных дыскаў. Што ж, застаецца толькі назіраць за развіццём прагрэсу і карыстацца яго дабротамі. Дзіўна, але некаторыя, гаворачы аб гэтай навінцы, практычна нічога не ведаюць, што такое флэш-памяць. З аднаго боку, карыстачу трэба, каб прылада працавала, а як менавіта яно выконвае свае функцыі - справа дзесятая. Аднак мець хоць бы агульнае ўяўленне неабходна кожнаму адукаванаму чалавеку.
Што ж такое флэш-памяць?
Як вядома, у кампутарах ёсць некалькі відаў запамінальных прылад: модулі аператыўнай памяці, вінчэстары і аптычныя дыскі. Апошнія два - гэта электрамеханічныя рашэння. А вось аператыўка - цалкам электроннае прылада. Ўяўляе сабой набор транзістараў, сабраных на крышталі спецыяльнай мікрасхемы. Яе асаблівасць заключаецца ў тым, што дадзеныя захоўваюцца да таго часу, пакуль на электрод базы ў кожным кіраваным ключы падаецца напружанне. Дадзены момант мы крыху пазней разгледзім падрабязней. Флэш-памяць гэтага недахопу пазбаўленая. Праблему захоўвання зарада без падачы вонкавага напружання ўдалося вырашыць з дапамогай транзістараў з што плавае засаўкай. Пры адсутнасці вонкавага ўздзеяння зарад у такім прыборы можа захоўвацца досыць працяглы час (не менш за 10 гадоў). Каб растлумачыць прынцып працы, неабходна ўспомніць асновы электронікі.
Як уладкованы транзістар?
Гэтыя элементы атрымалі гэтак шырокае прымяненне, што рэдка, дзе яны не выкарыстоўваюцца. Нават ў банальным выключальніку святла часам усталёўваюць кіраваныя ключы. Як жа уладкованы класічны транзістар? У яго аснове ляжаць два паўправадніковых матэрыялу, адзін з якіх валодае электроннай праводнасцю (n), а другі дзіркавы (p). Каб атрымаць найпросты транзістар, неабходна спалучыць матэрыялы, напрыклад, у выглядзе npn і ў кожны блок падключыць электрод. На адзін крайні электрод (эмітар) падаецца напружанне. Ім можна кіраваць, змяняючы велічыню патэнцыялу на сярэднім вывадзе (база). Зняцце адбываецца на калектары - трэці крайні кантакт. Відавочна, што пры знікненні напружання базы прыбор вернецца ў нейтральнае стан. А вось будова транзістара з што плавае засаўкай, які ляжыць у аснове флешек, трохі іншае: перад паўправадніковым матэрыялам базы размешчаны тонкі пласт дыэлектрыка і плавае затвор - разам яны ўтвараюць так званы «кішэнь». Пры падачы плюсавага напружання на базу транзістар будзе адкрыты, прапускаючы ток, што адпавядае нуля ў логіцы. А вось калі на затвор змясціць адзінкавы зарад (электрон), то яго поле нейтралізуе ўздзеянне патэнцыялу базы - прыбор адмовіцца закрытым (адзінка лагічная). Вымераючы напружанне паміж эмітэрам і калектарам, можна вызначыць наяўнасць (або адсутнасць) зарада на плавае засаўцы. Памяшканне зарада на затвор ажыццяўляецца з дапамогай тунэльнага эфекту (Фаулер - Нордхейм). Для выдалення зарада неабходна прыкласці высокае (9 У) адмоўнае напружанне на базу і станоўчае на эмітар. Зарад сыдзе з засаўкі. Так як тэхналогія пастаянна развіваецца, было прапанавана аб'яднаць звычайны транзістар і варыянт з што плавае засаўкай. Гэта дазволіла «сціраць» зарад больш нізкіх напругай і вырабляць больш кампактныя прылады (няма неабходнасці ў ізаляванасці). Флэш-памяць USB выкарыстоўвае менавіта гэты прынцып (структура NAND).
Такім чынам, аб'яднаўшы падобныя транзістары ў блокі, атрымалася стварыць памяць, у якой запісаныя дадзеныя тэарэтычна захоўваюцца без змены дзясяткі гадоў. Мабыць, адзіны недахоп сучасных флешек - абмежаванне на колькасць цыклаў перазапісу.