フラッシュ・メモリーは、固体半導体の不揮発性メモリーの一種で、ユーザーが書き換えることができる。

フラッシュメモリーの仕組み

フラッシュ・メモリの主な機能は、「セル」のアレイに配置された情報を保存することであり、各セルは1ビット、場合によってはそれ以上のデータを保持することができる。

つまり、セルは2つの絶縁ゲートを持つトランジスタなのだ。 そのうちの1つは制御するもので、もう1つは電子、つまり電荷を保持する “浮遊する “ものである。

細胞の構成要素のひとつは電極である：「シンク」と「ソース」である。 プログラミング・プロセスが行われるとき、コントロール・ゲートの正電界の影響下で、両者の間に「電子流」と呼ばれるチャネルが形成される。 より大きなエネルギーを持つ電子の一部は絶縁体層を乗り越えて「フローティング」ゲートに移動し、そこで数年間保存される。

このゲート上のある範囲の電子は論理1に対応するが、それ以上はゼロである。

読み出しプロセス中、これらの状態はトランジスタのしきい値電圧を測定することによって検出される。

情報を消去する必要がある場合、コントロール・ゲートに数倍に高められた負の電圧が印加され、電子がフローティング・ゲートからソースに移動する。

フラッシュメモリーの種類

今日、フラッシュ・メモリーには主に2つのタイプがある：NORフラッシュとNANDフラッシュで、同じセル構造を使用しているが、機能的に多くの違いがある。

1. NORフラッシュ

このタイプのメモリーの特徴は、ランダムアクセス速度が速いことである。 各セルには個別の配線があるため、ユーザーは1つずつセルにアクセスできる。 しかし、この場合、単位面積当たりの最大メモリ量に一定の制限が課される。

NORフラッシュメモリーには2種類ある：

SPI NORとして知られるシリアルNOR。 セクションとページがあり、セクションはページより大きい。 セクタとはメモリのブロックのことで、他のデータがページに書き込まれている間に、すべてのデータを一度だけ消去することができる。

パラレルNOR– ここでは、メモリコントローラはパラレルアドレスバスを介してメモリにアクセスする。

NORフラッシュの特徴：

• 不揮発性 – このタイプのフラッシュ・メモリーを搭載したストレージ・デバイスは、バッテリーなどの電源を使わずに情報データを保存できる。
• 高速読み出し – 保存されたデータの読み出しに必要な時間が大幅に短縮されるため、NORはさまざまな用途でよく使用される。
• ランダム・アクセス・インターフェース – つまり、ユーザーは最初から順次読み出すのではなく、メモリの一部をアドレス指定できる。
• 高密度メモリー – 小さなチップに大容量のデータを保存できるが、売り物にはならない。

NORフラッシュを使用：

• 科学機器；
• 携帯電話
• 統計的ランダムアクセスメモリ（SRAM）として；
• デバイスを「その場で作る」方法を用いている。

このタイプのメモリーには
多くの利点がある
がある：

• NORフラッシュはソリッドステートなので、衝撃や傷などさまざまな種類の損傷に強い；
• 読書時間はとても速い；
• は小型集積回路の形で製造できる；
• 不揮発性；
• 賞味期限は10年；
• はRAM記憶装置での使用に適している；

• は、「現場での実行」技術の導入に最も適している。

2. NANDフラッシュ

このタイプのメモリについて話すなら、セルは小さなブロックにグループ化されているため、読み書きはブロック全体でしかできないことを知っておく必要がある。 最近のファイル指向のフラッシュドライブはすべてこれを使用している。

NANDフラッシュにはいくつかの種類がある：

• SLCはシングル・レベル・セルの略。 古いタイプだ。 なぜなら、それぞれのセルは2進数の数字を1つしか表すことができないからだ。
• MLCは2ビットを表現できる多値セルだが、書き込みと書き換えのサイクルが数倍多いため、寿命は短い。
• TCCは3レベル・セルであり、各セルが3ビットのメモリを保持するため、同じ領域に多くのデータを格納することができる。
• CLCは4レベルセルである。
• 2D NAND – ここでは、セルは水平に配置され、2次元マトリックスを作成します。
• 3D NAND – セルを縦に並べることで3次元マトリックスを作り、スペースを節約するとともに、チップのサイズを小さくすることでメモリ量を増やすことができる。

NANDフラッシュの特性：

• 不揮発性 – これは、このタイプのメモリを使用するデバイスが、バッテリーやその他の電圧源を使用せずにデータを保存することを意味する；
• つまり、ユーザーが自分のニーズに合わせて変更できるということだ；
• より速いデータ記録と消去；
• このタイプのメモリーは非常に高密度で、2TBの容量を持つデバイスを購入することもできる；
• 低い生産コスト。

NANDフラッシュは最も一般的に使用されている：

• SSD；
• USBドライブ；
• メモリーカード
• デジタルカメラ
• オーディオプレーヤーとセットトップボックス。

NANDフラッシュの主な利点は以下の通り：

• このタイプのメモリはソリッドステートなので、誤って落としても動作する；
• このタイプのメモリーを使用するデバイスは、最大2TBの情報を保存できる；
• は、小型で大容量のチップの形で作ることができる；
• 極端な使い方をするとき、最高の働きをする。

そのため、最近のデバイスは1種類のメモリーを使うこともできるし、NORメモリーとNANDメモリーを組み合わせて使うシステムもある。この場合、小さい方のNORメモリーはプログラムROMとして使われ、大きい方のNANDメモリーはファイルシステムによってパーティション分けされ、さまざまな情報が格納される。