La memoria flash es un tipo de memoria no volátil semiconductora de estado sólido que el usuario puede reescribir.

Cómo funciona la memoria flash

La función principal de la memoria flash es almacenar información que se encuentra en una matriz de “celdas”, cada una de las cuales puede contener uno, a veces más, bits de datos.

A su vez, una célula es un transistor que tiene dos puertas aisladas. Uno de ellos es el que controla, y el otro es el “flotante”, que contiene electrones, es decir, la carga.

Uno de los componentes de la célula son los electrodos: “sumidero” y “fuente”. Cuando tiene lugar el proceso de programación, se forma entre ellos un canal denominado “flujo de electrones” bajo la influencia de un campo positivo en la puerta de control. Algunos de los electrones con más energía superan la capa aislante y pasan a la puerta “flotante”, donde se almacenan durante varios años.

Un cierto rango de electrones en esta puerta corresponde a un uno lógico, pero todo lo que esté por encima es cero.

Durante el proceso de lectura, estos estados se detectan midiendo la tensión umbral del transistor.

Cuando hay que borrar la información, se aplica a la puerta de control una tensión negativa aumentada varias veces, y los electrones pasan de la puerta flotante a la fuente.

Tipos de memoria flash

En la actualidad, existen dos tipos principales de memoria flash: NOR flash y NAND flash, que utilizan la misma estructura de celdas, pero presentan una serie de diferencias funcionales.

1. NOR flash

Este tipo de memoria se caracteriza por una alta velocidad de acceso aleatorio. El usuario puede acceder a las celdas una por una, ya que cada celda tiene un cable independiente. Sin embargo, esto impone ciertas restricciones a la cantidad máxima de memoria por unidad de superficie.

Existen dos tipos de memoria flash NOR:

Serial NOR, que se conoce como SPI NOR. Tiene secciones y páginas, donde las secciones son más grandes que las páginas. Un sector es un bloque de memoria en el que se pueden borrar todos los datos, y de una sola vez, mientras se escriben otros datos en las páginas.

NOR paralelo: en este caso, el controlador de memoria accede a la memoria a través de un bus de direcciones paralelo.

Características de NOR flash:

• no volatilidad: los dispositivos de almacenamiento que disponen de este tipo de memoria flash pueden almacenar datos de información sin necesidad de utilizar una batería o cualquier otra fuente de energía.
• Lectura rápida: el tiempo necesario para leer los datos almacenados es mucho menor, por lo que los NOR se utilizan a menudo en diversas aplicaciones.
• interfaz de acceso aleatorio, es decir, el usuario puede dirigirse a una parte de la memoria en lugar de leerla secuencialmente desde el principio.
• Memoria densa: un pequeño chip puede almacenar una gran cantidad de datos, pero no se fabrica para la venta.

Se utiliza NOR flash:

• instrumentos científicos;
• teléfonos móviles;
• como memoria estadística de acceso aleatorio (SRAM);
• dispositivos mediante el método “make in place”.

Este tipo de memoria tiene
una serie de ventajas
que debes conocer, a saber:

• La flash NOR es de estado sólido, por lo que es resistente a diversos tipos de daños, como golpes y arañazos;
• El tiempo de lectura es muy rápido;
• pueden fabricarse en forma de pequeños circuitos integrados;
• no volátil;
• Tiene una vida útil de hasta 10 años;
• es adecuado para su uso en un dispositivo de almacenamiento RAM;

• es la más adecuada para aplicar la tecnología de “ejecución in situ”.

2. NAND FLASH

Si hablamos de este tipo de memoria, debes saber que las celdas se agrupan en pequeños bloques, por lo que la lectura y escritura sólo es posible en bloques enteros. Todas las unidades flash modernas orientadas a archivos lo utilizan.

Existen varios tipos de flash NAND, a saber:

• SLC es la abreviatura de célula de un solo nivel. Es un tipo antiguo. Porque cada celda sólo puede representar un dígito binario.
• Una MLC es una célula multinivel que puede representar 2 bits, pero su vida útil es más corta porque hay varias veces más ciclos de escritura y reescritura.
• Las TCC son celdas de tres niveles, lo que significa que cada celda contiene 3 bits de memoria, lo que permite almacenar más datos en la misma superficie.
• Una CAC es una célula de cuatro niveles.
• NAND 2D – aquí las celdas se disponen horizontalmente, creando una matriz bidimensional.
• NAND 3D: en este caso, las celdas están dispuestas verticalmente, creando una matriz tridimensional que ahorra espacio y también permite aumentar la cantidad de memoria reduciendo el tamaño del chip.

Características de la flash NAND:

• no volatilidad: esto significa que los dispositivos que utilizan este tipo de memoria almacenan los datos sin necesidad de utilizar una batería o cualquier otra fuente de tensión;
• tiene capacidad de reprogramación, lo que significa que el usuario puede modificarlo para adaptarlo a sus necesidades;
• grabación y borrado de datos más rápidos;
• tiene más espacio para almacenar información: este tipo de memoria es tan densa que un usuario puede adquirir un dispositivo con una capacidad de 2 TB;
• bajos costes de producción.

La tecnología flash NAND se utiliza sobre todo en:

• SSD;
• Unidades USB;
• tarjetas de memoria;
• cámaras digitales;
• reproductores de audio y descodificadores.

Las principales ventajas de la tecnología flash NAND son:

• Este tipo de memoria es de estado sólido, lo que significa que funcionará incluso después de una caída accidental;
• Los dispositivos que utilizan este tipo de memoria pueden almacenar información de hasta 2 TB;
• en forma de chips de pequeño tamaño y gran capacidad;
• funciona mejor cuando se trata de un uso extremo.

Así, los dispositivos modernos pueden utilizar un solo tipo de memoria, o bien algunos sistemas emplean una combinación de memoria NOR y NAND, en la que la memoria NOR más pequeña se utiliza como ROM de programa y la memoria NAND más grande es particionada por el sistema de archivos para almacenar distinta información.