trabajooo seeeiiiii

5/24/2018 TRABAJOOO SEEEIIIII

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Avda. del Cardenal Herrera Oria, 242, 28035 Madrid.

Telfono 91 738 53 00 General.

91 739 13 00 Bachillerato, Ciclos y Garanta

TRABAJO DE

MEMORIAS FLASH

David Ramos Labrador

CFGM 1 EQUIPOS ELECTRNICOS DE CONSUMO

MDULO: SISTEMAS ELECTRNICOS DE INFORMACIN
http://www.lasalle.es/sgdo/index.htm


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1. Glosario de tecnologas en Memoria FLASH

Existen las siguientes tecnologas de memoria Flash:

Compact flash (CF)

Multimedia Card (MMC)

Memoria Secure Data (SD)


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Memoria eXtreme Digital de Fuji (xD)

Memorias USBPendrive

Memory Stick de Sony


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Microdrive

Smart Media, Solid State Drive (SSD)

2. Caracteristicas de la memoria flash

La memoria Flash es similar a la Eeprom, es decir que se puede

programar y borrar elctricamente. Se caracteriza por tener alta

capacidad para almacenar informacin y es de fabricacin sencilla, lo

que permite fabricar modelos de capacidad equivalente a las Eprom a

menor costo que las Eeprom.

Las celdas de memorias se encuentran constituidas por un transistor

MOS de puerta apilada, el cual se forma con una puerta de control yuna puerta aislada.


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La compuerta aislada almacena carga elctrica cuando se aplica una

tensin lo suficientemente alta en la puerta de control. De la misma

manera que la memoria Eprom, cuando hay carga elctrica en la

compuerta aislada, se almacena un 0, de lo contrario se almacena un1.

3. Principios del funcionamiento

Las operaciones bsicas de una memoria flash son la programacin, la lectura

y el borrado.

La programacin se efecta con la aplicacin de una tensin (generalmentede 12v) a cada una de las compuertas de control, correspondiente a las celdas

en las que se desea almacenar 0`s. Para almacenar 1s no es necesario

aplicar tensin a las compuertas debido a que el estado por defecto de las

celdas de memoria es 1.

La lectura se efecta aplicando una tensin positiva a la compuerta de control

de la celda de memoria, en cuyo caso el estado lgico almacenado se deduce

con base en el cambio de estado del transistor:

Si hay un 1 almacenado, la tensin aplicada ser lo suficiente para encender

el transistor y hacer circular corriente del drenador hacia la fuente.

Si hay un 0 almacenado, la tensin aplicada no encender el transistor debido

a que la carga elctrica almacenada en la compuerta aislada.

Para determinar si el dato almacenado en la celda es 1 o un 0, se detecta la

corriente circulando por el transistor en el momento que se aplica la tensin

en la compuerta de control.

El borrado consiste en la liberacin de las cargas elctricas almacenadas en

las compuertas aisladas de los transistores. Este proceso consiste en la

aplicacin de una tensin lo suficientemente negativa que desplaza las

cargas.


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4. Memoria flash en la actualidad

La demanda de memorias pequeas, baratas y flexibles est en alza

hoy en da. La miniaturizacin y densidad de memorias flash sigue

evolucionando, aunque se ha de destacar la aparicin del memristor.

Las memorias flash, comparadas con otro tipo de memorias, han

experimentado un desarrollo sorprendentemente rpido tanto en

capacidad como en velocidad y prestaciones. Los estndares de

comunicacin de stas, por el contrario, son notablemente inferior.

Las empresas relacionadas con dispositivos de datos crticos (material

mdico, telefona), optan por tecnologas basadas en NOR u ORNAND,

ya que buscan eficiencia. Sin embargo, la electrnica de consumo

personal y entre ellos, las tecnologas multimedia, apuestan

actualmente en memorias NAND, por su coste reducido y gran

capacidad. La reduccin del voltaje empleado, adems de ofrecer un

menor consumo, permitir alargar la vida til de los dispositivos anms. Los nuevos retos con los que se tendrn que enfrentar las

memorias flash son la miniaturizacin y las altas frecuencias de reloj de

los microprocesadores.

Por otro lado, los sistemas de ficheros para memorias flash permiten

un desarrollo realmente rpido, ya que disponen de cdigo abierto.

Existen ejemplos de empresas que realizan proyectos realmente

ambiciosos en este campo y aportan cada vez ms informacin.


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Hay espacio para futuras innovaciones en el mundo de esta memoria,

se tiende a ubicarlas cada vez ms en todos los dispositivos,

electrodomsticos inteligentes e integrados, y por ello la demanda de

memorias ms pequeas y ms baratas y flexibles seguir en alza

hasta que aparezcan sistemas que lo superen, tanto en caractersticas

como en coste.

En la actualidad, las memorias flash se han centrado en desbancar a

los sistemas de almacenamiento magntico, como los discos duros,

con opciones muy ambiciosas, por ejemplo, los discos duros SSD. El

coste de 1 Gigabyte de esta memoria an es alto frente a los de un

disco duro magntico. Se han propuesto arquitecturas hbridas en lasque parte sera magntico y una gigantesca cach de memoria Flash,

que almacenara los archivos de uso frecuente.

5. Qu son los discos duros SSD?

SSD es el acrnimo de Solid State Disk, disco de estado slido en

castellano. Este es el nombre que se us en principio para denominar a lanueva generacin de dispositivos de almacenamiento para PCs aunquedebido a que no llevan discos en su interior en la actualidad es ms correctousar Solid State Drive, es decir unidad de estado slido. En estos al contrarioque ocurre con los discos duros convencionales se utiliza una memoriaformada por semiconductores para almacenar la informacin, muy parecidaa la que puedes encontrar en otros dispositivos como los pinchosUSBo lastarjetas de memoria de las cmaras digitales.

Para entender mejor esta nueva tecnologa voy a explicarte de manerasencilla como funciona un disco duro convencional. En estos tenemos una

serie de platos sobre los que para escribir la informacin se utilizan camposmagnticos. Para acceder a los datos, al igual que ocurre en un tocadiscos,se utilizan varias cabezas que se encargan de las lecturas y las escrituras.

Este modo de funcionamiento hace que un disco duro convencional tengavarios inconvenientes:

Tiempos de lectura/escritura diferidos.Los discos deben de girarcontinuamente mientras las cabezas se mueven angularmente. Esto implicaque no se acceda a toda la informacin a la misma velocidad. El tiempo

depende de lo alejados que estn los datos en el momento que quierasacceder a ellos.
http://computadoras.about.com/od/cables/a/Cuales-Son-Las-Diferencias-Entre-Usb-1-0-1-1-2-0-3-0-Y-Thunderbolt.htmhttp://computadoras.about.com/od/cables/a/Cuales-Son-Las-Diferencias-Entre-Usb-1-0-1-1-2-0-3-0-Y-Thunderbolt.htmhttp://computadoras.about.com/od/cables/a/Cuales-Son-Las-Diferencias-Entre-Usb-1-0-1-1-2-0-3-0-Y-Thunderbolt.htmhttp://computadoras.about.com/od/cables/a/Cuales-Son-Las-Diferencias-Entre-Usb-1-0-1-1-2-0-3-0-Y-Thunderbolt.htm


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Esto que puede parecer un problema trivial, no lo es. Si un archivo no estalmacenado de manera contigua en el disco se debern de realizar variossaltos para conseguir leer toda la informacin. Por esto las prestaciones delos discos convencionales sufren tanto si no realizas de vez en cuando una

desfragmentacin, que no es ms que poner los datos de cada uno de losarchivos de forma contigua.

Fiabilidad.Su funcionamiento hace que estos discos duros seanvulnerables a los movimientos. Incluso en las unidades ms antiguas habaque aparcar, es decir dejar fijas, las cabezas si no se iba a usar el disco duropara evitar que estas daaran los platos. Esto ya no es necesario pero aunas siguen teniendo problemas con golpes y vibraciones.

Los SSDs vienen a solucionar muchos de estos problemas al no contenerelementos mviles en su interior.

Cmo funciona un disco duro SSD?

Estos poseen dos zonas de memoria, una en la que se guarda toda lainformacin aunque deje de tener corriente elctrica y otra, de mucho menortamao, que acta de cache acelerando los accesos. Esta ltima es muyparecida a la memoria RAM.

Todo este sistema es gobernado por un controlador que acta coordinandolos distintos elementos. En realidad, nos encontramos con varios bloques de

memoria que actan como un RAID en miniatura el cual nos ofrece tantoaumentar la velocidad al poder realizar varias lecturas y escrituras al mismotiempo como hacer que el dispositivo sea ms resistente a fallos.

Qu obtengo al adquirir un disco duro SSD?

Las ventajas respecto a un disco duro tradicional son varias:

Rapidez.Tanto en la bsqueda de los datos como en las lecturasposteriores. En una unidad de este tipo el tiempo que tienes que esperarhasta obtener el flujo de datos es siempre el mismo. No es necesario

desfragmentar.

Mayor resistencia.Al no tener componentes mviles responden mejor tantoa las vibraciones como a los golpes.

Menor consumo.Necesitan menos potencia para funcionar. Esto los haceideales para dispositivos porttiles. Su menor consumo tambin significa quese desgastan menos debido al calor y por lo tanto su vida til aumenta.

Menor ruido.Otra ventaja ms de no tener partes mviles.

Es posible usar configuraciones hibridas, con un disco duro SSD que actade memoria cache de un disco duro convencional. Esto se denomina SSD


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caching y por ejemplo lo puedes encontrar en las placas base con chipsetZ68 de Intel.

Existen otro tipo implementaciones, como por ejemplo la Fusin de Apple, en

la cual el sistema operativo decide si los archivos se encuentran en el discoduro convencional o en el SSD. De esta forma no se pierde tamao de discocomo si ocurre en las configuraciones hibridas.

Tienen algn inconveniente estos discos duros?

La tecnologa de fabricacin usada en los discos duros tradicionales llevausndose durante dcadas, lo cual ha permitido crear dispositivos muyeconmicos. Los discos SSDs aparecen como la solucin a muchosproblemas pero tienen el inconveniente de que son muy caros.

Su nico problema aparte de su precio. Es que los discos duros SSDsdebido a su modo de funcionamiento tienden a ser ms rpidos cuando seempiezan a usar y van perdiendo velocidad con el tiempo. Esto que era ungrave problema en las primeras generaciones parece que ya no lo es tanto.

Son todos los discos duros SSD iguales?

No, y adems dada su variedad se pueden clasificar de varias formas. Aquen concreto te comentare dos.

Atendiendo a su conexin a tu PC:

PCIe SSD. En un disco PCIe SSD la unidad se conecta a un puerto PCIExpress como si fuera una tarjeta interna adicional. De esta forma puedenfuncionar mucho ms rpido y no estar limitado por el estndar SATA.

Sata SSD. Utiliza el mismo conector que un disco duro normal. Es tu nicaopcin si quieres agregar un SSD a un porttil o laptop.

Atendiendo a la tecnologa usada en su fabricacin:

La informacin en cualquier sistema informtico se almacena como unaristra de unos y ceros. Cada uno de estos elementos es lo que se llama unbit de memoria. En los primeros SSDs cada uno de estos bits ocupaba unacelda. Con cada nueva generacin se intenta aadir ms bits por celdareduciendo as el precio necesario para conseguir tener la misma capacidad.

Esto tiene algunos efectos secundarios, estas memorias tienen un ciclo devida ms corto debido a que los niveles de tensin elctricos en cada celdaestn ms cercanos. Atendiendo a esta clasificacin tenemos los siguientesmodelos:


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SLC.Acrnimo de Single Level Cell. Es la primera que se emple. Tenemosun bit por celda. En la actualidad las podemos ver en entornos de servidordebido a su alto precio.

MLC.Acrnimo de Multi Level Cell. Tenemos dos bits por celda. Puedenalmacenar cuatro estados.

TLC.Acrnimo de Triple Level Cell. Tenemos tres bits por celda. Puedenalmacenar ocho estados.

6. Qu es la degradacin de memoria en los discos duros

SSD?

Los primeros discos SSD s que sufran por la degradacin de su

memoria, cuando su controladora no era capaz de conocer de

antemano qu celdas estaban libres hasta volver a escribir de nuevo

sobre ellas. Por este motivo se desarroll TRIM, una tecnologa que lo

soluciona al permitir que el sistema operativo le proporcione la

informacin necesaria y, de paso, evitar que el proceso de escritura se

ralentice. Hoy por hoy, todos los discos SSD son compatibles con

TRIM. Por otra parte, algunos ejecutan con menor precisin TRIM y

pueden acabar requiriendo de un formateo a bajo nivel pasado un

tiempo, gracias a herramientas que los propios fabricantes

proporcionan, mientras que otros modelos son capaces de optimizar

ms si cabe el uso de celdas.

7. SSD Versus HDD

Atributo SSD HDD

Consumo/Energa Menos consumo de

energa, promedios

2-3 vatios, lo que

resulta en 30

Promedios entre 6 y

7 vatios.


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impulso de la

batera + minutos

Costo 0,50 por gigabyte 0,15 por gigabyteCapacidad 512 GB para las

unidades porttiles

de tamao;1TB

mximo para

equipos de

sobremesa

500 GB y 2 TB

mxima para las

unidades de tamao

porttil;4TB mximo

para equipos de

sobremesa

Tiempo de arranque

sistema operativo

22 segundos de

promedio

40 segundos de

promedioRuido No hay partes

mviles no hay

vibracin

Hilado y clics

audibles

Vibraciones No hay vibraciones

ya que no hay

partes mviles

Giro de los platos

puede dar lugar a

vibracin.

Calor producido Se produce poco

calor al no tener

partes mviles

Ms calor que un

SSD debido a las

partes mviles

Porcentaje de

averas

Tiempo medio de

2.0 millones de

horas

Tiempo medio

1500000 de horas

Velocidad de

escritura

Entre 200mB/s y

500mB/s

Entre 50 y 120 mB/s

Velocidad apertura

archivo

Hasta un 30% mas

rpido que un disco

duro convencional

Ms lento que un

SSD

Le afecta el

magnetismo?

Un SSD est a salvo

de los efectos del

magnetismo

Los imanes pueden

borrar los datos

8. VENTAJAS DE LOS DISCOS SSD


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Los discos de estado slido no tienen partes mviles y es esa caracterstica

la que les da la mayora de las ventajas frente a los HDD. Los SSD no sufren

el desgaste de los discos duros por no ser estructuras mecnicas con

rozamientos, tampoco son susceptibles de roturas por cadas o golpes, lo

que nos lleva a una durabilidad mucho mayor. Tambin son ms silenciosos

y su consumo de energa es mucho ms bajo porque generan menos calor.

Y la ltima ventaja, y principal, es su rapidez, el acceso a la informacin

almacenada o el almacenamiento de sta se realiza en mucho menos

tiempo. Adems, su puesta en marcha es inmediata, los HDD requieren de

un cierto tiempo hasta que entran en funcionamiento.

9. INCONVENIENTES DE LOS SSD

El mayor inconveniente de los SSD frente a los HDD es el precio. Actualmenteun SSD es entre 7 y 50 veces ms caro que un HDD en cuanto a coste dealmacenamiento por gigabyte. Como ejemplo, podemos encontrar discosSSD de un terabyte por alrededor de 600, estando la misma capacidad dealmacenamiento en HDD en unos 60.

El otro de los inconvenientes de los discos SSD, que ya hemos mencionadoanteriormente, es que pierden velocidad de escritura segn se va llenando el

disco. Este problema va mejorando con la salida de nuevos controladores quegestionan mejor el vaciado de datos, pero de momento sigue estando ah.

10. SITUACION Y FUTURO DE LOS SSD

Teniendo en cuenta que los fabricantes se han decantado por la memoria

Flash de tipo NAND MLC en vez de la SLC (que, si bien es ms rpida a la

hora de trabajar, su capacidad de almacenamiento es la mitad), el futuro de

los discos SSD pasa pormejorar las controladoras y la lgica que los gestiona.

Estos subsistemas, adems de contribuir al aumento del rendimiento, tambin

permiten incrementar su capacidad dealmacenamiento. Por suerte, en este

segmento de la industria hay jugadores muy importantes que son conocidos

por desarrollar tecnologas de gran prestigio, como, por ejemplo, Intel(el gran

animador de este mercado) y Kingston. Por lo tanto, los avances son solo

cuestin de tiempo. Pero, cul es el estado actual del sector? La verdad es

que su salud es inmejorable, ya que si se compara con los datos de hace un


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ao las cifras son bastante esperanzadoras. Un ejemplo: las ventas a los

distribuidores se han multiplicado por tres, algo que evidencian equipos como

elAirlife de HP, que incluye un disco SSD de serie (eso s, de 16 GB).

Adems, los costes de fabricacin se han reducido de forma considerable

debido al empeo de la ya mencionada Intel, sin ir ms lejos. Esto posiciona

los discos SSD cerca de la lnea de salida para desembarcar en el mercado

domstico de forma masiva. Todos los datos indican que la Navidad de 2010

puede ser la fecha clave. De todas formas, es importante tener muy claro que,

actualmente, las opciones ms interesantes a la hora de adquirir un disco duro

de estado slido son los modelos de entre 30 y 64 Gbytes (se sitan en torno

a los 100/200 euros). Si se desea mayor capacidad los precios se disparan de

forma escandalosa.

En lo que concierne al futuro ms o menos inmediato de los discos SSD,

estamos seguros de que pasa por mejorar y depurar los procesos de

fabricacin de los mdulos flash. En la actualidad, la tecnologa de fabricacin

ms utilizada es 50 nm, de ah las conocidas restricciones a la hora de ofrecer

capacidades de almacenamiento superiores a los 256 Gbytes. Se espera que

a lo largo de este mismo ao se estandarice, al menos Intel as ya lo ha

anunciado, la tecnologa de 32 nm. Esto, adems de reducir an ms la

temperatura de funcionamiento, tambin posibilitar que estn disponibles en

el mercado modelos de capacidades superiores a los 350 Gbytes. Adems, y

quizs ms importante, se reducirn los costes de fabricacin.

En definitiva, los discos duros SSD son ya una opcin viable para el mercado

de consumo si se busca una baja capacidad de almacenamiento a cambio de

un rendimiento superior al de las unidades magnticas. Eso s, su precio

todava no resulta tan competitivo como sera deseable. Esperemos que muy

pronto lo sea.

11. SOFTWARE Y BANCOS DE PRUEBAS PARA DISCOS

SSD

Con estos softwares podremosverificar que el rendimiento de nuestro disco

se corresponde a las especificaciones del fabricante y podemos ver adems


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si tenemos sectores defectuosos o marcados. Unos test muy tiles para

comparar modelo entre s o por si queremos vender o comprar de segunda

mano algn disco duro.

CrystalDiskInfo Este es el programa estrella para comprobar el estado denuestro disco duro tenemos en pantalla un indicador que nos dice si su estado

es bueno o no. Nos proporcionara informacin sobre las horas de trabajo, las

veces que se ha encendido y nos indica que sectores pueden estar errneos

o marcados como defectuosos. Un software muy til de cara a pedir un

informe si queremos comprar un disco de segunda mano por ejemplo. Se

puede descargar desde su web, una herramienta para tener siempre a mano.

CristalDiskMark El mismo desarrollador nos ofrece esta herramienta capaz de

testear las propiedades de nuestro disco de forma sencilla y mostrarnos una

informacin muy clara en pantalla. Tenemos test de carga secuencial, por

bloques de 512K, 4K y 4K QD32 que nos teste la escritura usando mltiples

hilos. Podemos descargarlo desde la web de este autor, una herramienta muy

usada por todos los usuarios por sus datos claros y concisos.

ATTO Disk Benchmark Un software ms detallado que el anterior en el que

tenemos la opcin de poder cambiar el rango de tamao de ficheros con los

que queremos hacer la prueba, esto nos puede ser til si vamos a usar este

disco duro con un tamao concreto de ficheros y as podemos testear cmo

se comporta en ese escenario concreto. El programa adems cuenta con ms

opciones extra, lo tenemos disponible para descargar en la web del autor.

AS SSD Benchmark Un software parecido a CristalDiskInfo que nos muestra

alguna informacin ms como por ejemplo la lectura y escritura en modo 4K-

64Thrd multi hilo y tiempo de acceso a la informacin. Este software adems

genera un sistema de puntuacin global que nos puede servir para comparar

dispositivos entre s de forma sencilla. Este pequeo programa se puede

descargar desde el sitio web del autor.


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