دروس تقنية ومقالات

تقنيات غيرت حياتنا (2): ذكريات فلاش

هل يمكنك حمل ربع مليون كتاب على ظهرك؟ هذا مستحيل ، أليس كذلك ، لكنك ستتفق معي بالتأكيد إذا أخبرتك أنه يمكنك حمل ربع مليون كتاب في جيبك! بالطبع ، يمكنك تخيلها وفهمها ببساطة لأنك تعيش في هذا العصر الذي أصبحت فيه وسائط التخزين الرقمية أحد أساسيات الحياة التقنية. هذه الكتب يصعب على أول دوري قوي حمل 100 كتاب منها ، هل يمكن أن تحمل 100 ألف منها في أسفل جيبك بقطعة بلاستيكية صغيرة لا يتعدى حجمها عملة صغيرة؟ إنه أمر مذهل حقًا وهي ثورة تكنولوجية كبرى.

إنها ثورة وسائط التخزين الرقمية ، وخاصة ثورة ذاكرة الفلاش. تستمر هذه التكنولوجيا في توفير قدرات أكبر وأكبر. لقد اختبرناه منذ أن كان 128 ميغا بايت ، ثم استمر في الارتفاع شيئًا فشيئًا. احتجنا أكثر واعتقدنا أنه لا توجد سعة أكبر ، لكنها لم توقف صعودها واليوم تستمر في الصعود حتى وصلت إلى 1 تيرابايت

في هذا المقال ، سنأخذك عزيزي القارئ في رحلة معرفية حول ذكريات الفلاش ، وسنبدأ هذه الرحلة بشرح كيفية عمل هذه الذكريات بالفعل ، ثم سنتعرف على الأنواع والمنتجات التي ظهرت بناءً على تقنية التخزين هذه ، ويمكنك كذلك قراءة المقال السابق في هذه السلسلة والذي كان عن الشاشات اللمسية.

مدخل

تسمى ذاكرة الفلاش أو (فلاش ميموري) وهي من النوع غير المتطاير أي لا تفقد البيانات المخزنة بداخلها عند انقطاع التيار الكهربائي عنها وهي عكس التلاشي. الذاكرة (مثل ذاكرة الوصول العشوائي) التي تفقد بياناتها بمجرد انقطاع التيار الكهربائي ، بدأت توشيبا في عام 1984 ، باستخدام نموذج EEPROM في البداية.

انتشر هذا النوع من وسائط التخزين بشكل كبير في الفترة الأخيرة ، وأهم سبب لذلك صغر حجمه وقلة تكلفته. وهي وسائط تخزين غير ديناميكية ، ليس لها حركة بداخلها ، على عكس وسائط التخزين الأخرى مثل القرص الصلب الذي يعتمد على الحركة الديناميكية. لقراءة البيانات وتخزينها فيه ، لهذا السبب بدأت تقنية ذاكرة الفلاش في مزاحمة الأقراص الصلبة في عالمها وسوقها. يوجد اليوم أقراص (SSD) صغيرة وهادئة مقارنة بالأقراص الصلبة.


كيف تعمل ذاكرة الفلاش؟

في البداية يجب أن نعرف الطريقة العامة لتخزين البيانات (مهما كان نوعها) داخل وسائط التخزين الرقمية بشكل عام. هي طريقة الأصفار والآحاد ، بحيث يتم تمثيل أي بيانات (نصوص – صوتيات – صور … إلخ) في صورة أولية تتكون من مجموعة كبيرة من الأصفار والآحاد وهي مكدسة بجانب بعضها البعض ، على سبيل المثال يتم تمثيل الحرف (أ) في اللغة الثنائية بـ (1000001) وهكذا ، يتم تمثيل كل حرف وكل رقم وكل رمز بمجموعة من الأصفار والآحاد حتى يتمكن الكمبيوتر بعد ذلك من تخزين هذه الرموز. أما تفسير هذه الرموز وتحويلها من وإلى صور مفهومة للإنسان يتم ذلك عن طريق برامج وتطبيقات مختلفة.

السؤال هنا كيف يتم تخزين هذه الأصفار والآحاد داخل الكمبيوتر وفي وسائط تخزين مختلفة؟ لكن قبل أن نجيب على هذا السؤال ، دعونا أولاً نفرق بين نوعين من وسائط التخزين ، النوع الأول هو ما يعتمد على الأسطح المغناطيسية (مثل الأقراص الصلبة ، والأقراص المرنة ، والأقراص الصلبة) ، والنوع الثاني هو ما يعتمد على قطعة متناهية الصغر تسمى (الترانزستور) أو (استبدال) (مثل ذاكرة عشوائية ، ذاكرة القراءة فقط ، ذاكرة فلاش).

لذلك ، عرفنا أن ذاكرات الفلاش تعتمد على تقنية الترانزستور ، ما هو الترانزستور؟ ؟ الترانزستور قطعة صغيرة أحدثت تطورات هائلة وثورة تقنية في العديد من المجالات. إنه أساس صناعة الكمبيوتر. بطريقة مبسطة يمكنك أن تتخيل الترانزستور كأنبوب صغير يمرر الماء من خلاله ، ويوجد في منتصف هذا الأنبوب بوابة للتحكم بمرور الماء من عدمه ، وكذلك الترانزستور ، فهو يتكون من ثلاثة أطراف ، واحد لدخول الشحنات الكهربائية وواحد للخروج ، وفي الوسط يوجد جهاز التحكم ، وبين المدخل ومحطة الخروج توجد مادة شبه موصلة (السيليكون) ، وعندما تسمح وحدة التحكم بمرور الكهرباء تملأ الشحنات والمواد شبه الموصلة بشحنات كهربائية ، فيعتبر ذلك (1) ، وعندما تمنع البوابة مرور الشحنات عبر الترانزستور وخالية من الشحنات ، يعتبر هذا (0) ، وبالتالي يتم تمثيل الأصفار والآحاد (التي تعبر عن جميع أنواع البيانات كما ذكرنا سابقًا) ، وبالتالي تتلاشى الذكريات مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، لكن المشكلة هي أنه عند انقطاع التيار الكهربائي عن هذه الترانزستورات ، تصبح جميعها خالية من الشحنات الكهربائية و تصبح جميعها أصفارًا الثانية وبالتالي محو البيانات التي كانت بالداخل!

شاهد الفيديو التالي الذي يشرح فكرة عمل ترانزستورات MOSFET المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر اليوم ، ثم أنصحك بمشاهدتها هذا الفيديو لإكمال الصورة:

https://www.يوتيوب.com/ساعة؟v=QO5FgM7MLGg

كانت هذه فكرة عمل الترانزستورات بطريقة مبسطة وبدون الخوض في التفاصيل الفنية ، وإذا كنت تريد التعمق في فهمها ، أنصحك بقراءتها هذه المادة المبسطة في اللغة الإنجليزية لكن المشكلة كما ذكرنا هي أننا لا نستطيع تخزين البيانات فيها بدون توصيل مصدر كهربائي. عند فقدان الكهرباء ، تعود جميع الترانزستورات إلى حالتها الأولية دون أي شحنات كهربائية وتفقد جميع البيانات الموجودة بها ، ولهذا السبب تم اختراع نوع جديد من الترانزستورات لحل هذه المشكلة ، وذلك للاحتفاظ بالبيانات حتى عند وجود الطاقة. مغلق، كيف يعمل ترانزستور ذاكرة الفلاش؟

تُستخدم الترانزستورات ، في شكلها الطبيعي ، لصنع ذاكرة متلاشية (تفقد البيانات بمجرد فقد الكهرباء) ، ولكن من أجل الحفاظ على البيانات بعد انقطاع التيار الكهربائي ، تم تطوير نوع من الترانزستور يسمى (عائم- بوابة الترانزستور) أو (العائمة بوابة MOSFET) (انظر الصورة في الأسفل) يحتوي هذا النوع على بوابتين ، وليس واحدة ، وبوابة عائمة وبوابة فوقها تسمى (بوابة التحكم) مفصولة بطبقة (أكسيد). عندما تمر الشحنات السالبة من المصدر إلى المصرف ، تتسرب بعض الإلكترونات إلى البوابة العائمة وتبقى عالقة هناك ، وحتى عندما يتوقف المصدر الكهربائي ويتوقف التيار الكهربائي عن المرور عبر الترانزستور ، تظل هذه الشحنات السالبة عالقة داخل تلك البوابة وهذه الرسوم السالبة تعني (0) من الناحية الحسابية.

Oa_Flash_Memory_1

صورة تحت رخصة المشاع الإبداعي (BY-SA)

من أجل تخزين الرمز (1) في الترانزستور ، يتم توصيل بوابة التحكم بجهد كهربائي موجب يدفع الشحنات السالبة العالقة في البوابة العائمة للعودة من حيث دخلت والخروج ، وبالتالي تختفي الشحنات السالبة من هذا الترانزستور فيعتبر أن هذا هو الرمز (1) ، وبهذه الطريقة يتم تمثيل البيانات وتخزينها ، كل ترانزستور بين حالتين ، إما أنه يحمل شحنة سالبة وهذا يمثل الرمز (0) أو يفعل لا تحمل أي رسوم وهذا يمثل الرمز (1) ، وبهذه الأصفار والآحاد يمكن تمثيل جميع أنواع البيانات بالحوسبة ، وبالطبع تحتوي كل ذاكرة فلاش على مليارات من هذه الترانزستورات الصغيرة.

يمكنك قراءة هذا مقالة مبسطة (باللغة الإنجليزية) لمزيد من المعلومات.


منتجات ذاكرة فلاش

تستخدم ذاكرة الفلاش في العديد من المنتجات ، وسنركز هنا على أهم الأنواع المستخدمة فقط ، وهي كالتالي:

Oi_N1 تأمين رقمي أو (SD)

Oa_Flash_Memory_3

صورة تحت رخصة المشاع الإبداعي (BY-SA)

ذاكرة (أمان رقمي) أو (SD) ، الذي أصبح رفيقًا لحياتنا المعاصرة ، حيث أصبح مستخدمًا على نطاق واسع في العديد من الأجهزة ، وخاصة الأجهزة الصغيرة. توجد في الهواتف الذكية والكاميرات الرقمية وأجهزة الوسائط المتعددة المحمولة والأجهزة الصغيرة الأخرى. تتميز بصغر حجمها وخفة وزنها وقدرتها العالية على تخزين البيانات ، كما تقول المصادر ، ظهرت في عام 1999 كتطور لبطاقات الوسائط المتعددة أو (MMC) ، والسلطة المسؤولة عن تطوير هذا النوع من الذاكرة اليوم هي (SD Association) )

أنواع وصيغ ذاكرة SD

1647354473 363 تقنيات غيرت حياتنا 2 ذكريات فلاش تقنيات غيرت حياتنا (2): ذكريات فلاش 1647354473 126 تقنيات غيرت حياتنا 2 ذكريات فلاش تقنيات غيرت حياتنا (2): ذكريات فلاش

هناك ثلاثة أنواع رئيسية (والنوع الرابع الذي لا يستخدم على نطاق واسع هو SDIO) وثلاثة أشكال مختلفة. النوع الأول ، وهو الجيل الأول والأصلي من هذه الذكريات ، يسمى (السعة القياسية) أو (SDSC). هذا الإصدار الأول لم يستوعب كمية كبيرة من البيانات ، ثم جاء التطور المهم لهذه الذكريات من أجل خلق جيل جديد من الذاكرة التي تمتص كمية كبيرة من البيانات في عام 2006 (عالية السعة) أو (SDHC) جيل. يأتي ، حيث يستوعب هذا النوع ما يصل إلى 32 ميغا بايت من البيانات ، كما أنه يأتي بسرعة نقل أعلى من ذي قبل. هذا الإصدار يحتوي على رقم (2.0) ، ثم في عام 2009 تم تطوير نوع ثالث من الذاكرة وهو (eXtended Capacity) أو (SDXC) وهو رقم الإصدار (3.01) بحيث يمكنه استيعاب ما يصل إلى 2 تيرابايت من البيانات ويستخدم تقنية نقل البيانات ويسمى (UHS-I) وتتراوح سرعته في نقل البيانات من 50 إلى 104 ميغا بايت في الثانية. هذه هي الأنواع الموجودة حاليًا ولكن هناك إصدار آخر قيد التطوير تم الإعلان عنه في عام 2011. ورقمه (4.0) يمكنه نقل البيانات بسرعة تصل إلى 312 ميغا بايت في الثانية.

أما بالنسبة لأشكال ذاكرة SD ، فهي معروفة لنا بسبب كثرة استخدامها. يوجد تنسيق منتظم كبير ، ويوجد miniSD ، ويوجد ثالث أكثر الأنواع انتشارًا ، خاصة في الهواتف الذكية والأجهزة الصغيرة ، وهو microSD ، انظر الصورة التالية للتعرف على أبعاد مساحة هذه الأنواع:

Oa_Flash_Memory_2

صورة تحت رخصة المشاع الإبداعي (BY-SA)

Oi_N2 ذاكرة USB

Oa_Flash_Memory_4

ذاكرة USB هي عبارة عن مزيج من تقنية نقل بيانات USB مع تقنية ذاكرة الفلاش لتوفير أجهزة صغيرة لتخزين البيانات بسهولة وحملها في الجيب ثم توصيلها بسهولة عبر منافذ USB. يمكنك قراءة مقالنا السابق على USB. تم تطوير هذا النوع من الذاكرة في البداية في عام 1999 ، وتم إطلاق المنتج الأول لهذه الذكريات في السوق في عام 2000 بواسطة شركة IBM بالشراكة مع (أنظمة Mسميت ذاكرة الفلاش هذه بـ (DiskOnKey) بمعنى (قرص في مفتاح) ، وأطلقت شركة Trek Technology في نفس العام أول ذاكرة فلاش من هذا النوع وأطلق عليها اسم (Thumbدرايف). كانت سعة ذاكرة فلاش IBM 8 ميجا بايت فقط.

من 8 ميغا في 2000 إلى 1 تيرابايت (مليون ميغا) في 2013 ، حيث أعلنت كينغستون أن فلاشات 1 تيرابايت أصبحت متوفرة ومتوفرة في السوق (لكنها أوسع وأكبر من الومضات العادية) ولكن بشكل عام حجم الومضات فلاشات (من 8 الى 128 جيجا) منتشرة في الاسواق اليوم.

Oi_N3 محرك الحالة الصلبة (SSD)

الذاكرة (SSD) أو (أقراص الحالة الصلبةيتم استخدامه لتخزين البيانات في أجهزة الكمبيوتر كبديل للقرص الصلب أو كقرص خارجي لتخزين النسخ الاحتياطي ، حيث يمكن استخدام هذه الأقراص داخل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وخاصة الأجهزة الخفيفة والنحيفة لأن وزنها وحجمها أقل بكثير من الصلب. القرص الصلب ، لا يعتمد هذا النوع على أي حركة ديناميكية بداخله ، على عكس الأقراص الصلبة التي تحتوي على أقراص مغناطيسية تتحرك بسرعات عالية مع رأس قارئ يتحرك لقراءة وكتابة البيانات على تلك الأقراص. بشكل عام ، تتميز هذه الأقراص عن الأقراص الصلبة HHD على النحو التالي:

  • أهدأ
  • ولاعة
  • أقل حرارة
  • أكثر صدمات
  • أسرع قراءة للبيانات
  • استهلاك أقل للطاقة
  • لكنها أكثر تكلفة

مشكلة هذا النوع من الأقراص هي أن سعر هذا النوع من الأقراص لا يزال مرتفعا ، حيث يكلف عدة أضعاف تكلفة نوع HHD ، خاصة أنواع الأحجام الكبيرة ، وبشكل عام أسعار أقراص SSD ذات حجم 126 ميغا بايت في الغالب أقل من 100 دولار. يمكن شراء هذه الذاكرة ، واستبدالها بالقرص الثابت ، وتوصيلها بمنفذ SATA ، ثم استخدامها بشكل طبيعي أو استخدامها جنبًا إلى جنب مع القرص الثابت القديم. يمكنه القراءة هذه المقالة في اللغة الإنجليزية ، لمعرفة الاختلافات بين SSD و HHD بالتفصيل.

تاريخ تقنية SSD وجود الكهرباء ، وتذكر المصادر أن أول ذاكرة فلاش من نوع SSD أنتجتها شركة SanDisk في عام 1991 وبيعت بسعر ألف دولار ، وبعد ذلك استمرت التطورات والإنتاج حتى وصلنا إلى عالمنا الحالي. العصر الذي اشتهرت فيه هذه الأقراص واستخدمت في العديد من الأجهزة الحديثة

Content Protection By Dmca.com

medo

عش بالأمل وقدر قيمة الحياة

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى

أنت تستخدم إضافة Adblock

برجاء دعمنا عن طريق تعطيل إضافة Adblock