(FILHO, Sylvio Godinho Maggessi Pereira; REIS, Marina Vivas Andrade; TAVARES, Jusley Arley de Oliveira.)
INTRODUÇÃO
Memória flash teve um grande
crescimento no mercado, nos trazendo uma grande curiosidade de saber o principal motivo que a levou a tal crescimento. Além disso, queríamos conhecer um pouco mais sobre a sua história, saber o porquê do seu crescimento, entender as diferenças entre os dispositivos que utilizam memória deste tipo, entre outras coisas. Assim, através de de um trabalho proposto pela matéria de Estrutura de dados II, foi possível alcançar o nosso objetivo inicial. E a pesquisa abaixo está com os resultados do trabalho proposto.
HISTÓRIA
A memória flash é um chip de memória que mantém os dados armazenados sem
precisar de energia. Ela é muito utilizada em smartphones, mp3, pen drives e em diversos tipos de
eletrônicos. Ambos os tipos de flash, NOR e NAND, foram criados pelo Dr. Fujio
Masuoka, na época em que trabalhava para a Toshiba, em 1980. De acordo com a
Toshiba, o nome "flash", criado
pelo Sr. Shoji Ariizumi, colega do Dr. Masuoka, foi sugerido porque o processo
de apagar o conteúdo da memória tinha semelhanças com o flash de uma câmera fotográfica. O Dr. Masuoka apresentou a
invenção no IEEE 1984 International
Electron Devices Meeting (IEDM), realizada em San Francisco, Califórnia. A
Intel viu o grande potencial da invenção e introduziu no mercado em 1988 o
primeiro chip flash do tipo NOR. O primeiro dispositivo flash do tipo NAND foi introduzido um ano depois, em 1989.
O flash tipo NOR consome muito tempo para gravar e apagar, porém
fornece completamente o endereço e o barramento de dados, permitindo o acesso
aleatório a qualquer posição da memória. Isso o torna um substituto adequado
para os antigos chips ROM (Ready-only memory), que são utilizados
para armazenar o código do programa que raramente precisa ser atualizado, como
a BIOS ou a firmware do set-top boxes
de um computador. Sua resistência é de 10.000 a 1.000.000 de ciclos de limpeza.
O dispositivo tipo NOR foi a base da mídia removível flash, e o Compact Flash
foi baseado nele.
FIGURA 1: Funcionamento das estruturas flash tipo NAND e NOR, respectivamente.
DIFERENÇAS
NAND E NOR
O tipo NAND é tipicamente utilizado
para armazenamento, por ter uma capacidade de armazenamento alta, e permite
escrever rapidamente, mas a velocidade de leitura e de apagar arquivos é baixa.
Ele só permite acesso sequencial aos dados. Já o tipo NOR é mais utilizado para
execução de códigos, pois apesar de ter capacidade de armazenamento e
velocidade de escrita baixa, ele possui uma velocidade alta de leitura e de
apagar dados, além de permitir um acesso direto aos dados.
FIGURA 2: Avaliação das diferenças dos tipos NAND e NOR, feita pela Toshiba.
Fonte: What is the difference between NAND and NOR Flash? - EDN Network
PREÇO
Atualmente, o custo da memória flash é muito elevado comparado ao das
EEPROMs (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) “comuns”, como, por exemplo, o HD. Já que possui inúmeras vantagens, tais
como maior resistência, maior durabilidade e baixo consumo de energia, há
bastante investimento dos fornecedores, tanto na área de estudos quanto na
produção, o que vem fazendo com que haja uma queda dos preços e um aumento cada
vez maior da capacidade de armazenamento.
Na imagem
abaixo, segue uma tabela mostrando a grande diferença entre os preços de um SSD
e um HD com a mesma capacidade de armazenamento.
FIGURA 3: Tabela comparativa de preços do SSD e do HD.
Fonte: Vale a pena trocar um HD por um SSD? - Tecmundo (Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/memoria/1951-vale-a-pena-trocar-um-hd-por-um-ssd-.htm>)
TEMPO
DE VIDA
Um dos pontos negativos da
memória flash é sua longevidade, já
que, diferente dos HDs, onde a vida útil está relacionada a tempo de uso e a
danos físicos, a dele está relacionada a número de regravações, permitindo
aproximadamente 100.000 regravações. No caso de pen drives ou mesmo de um cartão de memória, isso não é importante,
pois o número de operações é muito pequeno.
Porém, levando em conta um SSD, a
longevidade é preocupante, devido à importância dos dados armazenados. Para
evitar a inutilização do disco, os fabricantes usam sistemas de wear leveling (distribuição de uso). O
sistema altera os setores usados cada vez que arquivos são criados ou
modificados. Então, com 10.000 operações por bloco, um SSD de 64GB teria 640TB
de gravações. Além disso, existe o write amplification,
que é quando o dispositivo apaga e reescreve dados mais vezes que o requerido
pela quantidade de novas informações, o que reduz a vida útil do dispositivo.
Atualmente, os fabricantes estimam que a vida útil de um SSD seja de 5 a 10
anos.
DIFERENTES DISPOSITIVOS, TAXAS DE TRANSFERÊNCIAS E CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO
·
PEN DRIVES:
Também conhecido como “flash drives”, onde o número de vezes que o
computador pode ler seus arquivos gravados na sua memória é ilimitado,
diferentemente da quantidade de vezes que o dispositivo pode ser reprogramado.
Os arquivos só podem ser apagados e reescritos um número limitado de vezes,
mesmo assim, é uma quantidade limitada muito grande (entre 100.000 e 1 milhão
de vezes).
Os pen
drives utilizam a interface USB para poder interagir com o computador. A
maioria dos pen drives atualmente são
USB 2.0, ou seja, eles têm uma velocidade máxima de gravação e leitura de 30MB
por segundo. Apesar disso, já existem pen
drives que utilizam a interface USB 3.0 (velocidade de leitura e gravação
podem chegar a 600MB), mas para isso é necessário que pelo menos uma das portas
USB do seu computador seja compatível com essa tecnologia.
Em relação a capacidade de armazenamento, eles variam entre 1 GB e 32 GB. E alguns deles chegam a suportar 256 GB de dados.
Em relação a capacidade de armazenamento, eles variam entre 1 GB e 32 GB. E alguns deles chegam a suportar 256 GB de dados.
FIGURA 4: Memória flash utilizada em um flash drive (ou pen drive).
Fonte: Flash Memory? - Wikipedia
·
CARTÕES SD:
Eles compartilham com os pen drives uma série de características,
como a não-volatilidade e o número limitado de vezes que a memória pode ser
reprogramada. A principal diferença encontrada entre eles é a interface. Em vez
de se comunicar com outros dispositivos por portas USB, eles precisam ser
inseridos em portas específicas para cartões SD, seja no smartphone, no tablet ou
no computador.
Já que sua interface é diferente, a
velocidade de leitura e gravação também será. A taxa de transferência de dados
depende da classe na qual o cartão SD se encontra e, quanto maior o número da
classe, maior a taxa de transferência de informações. Eles são divididos em 4
classes: de classe 2, que pode ter uma velocidade mínima de 2MB por segundo; de
classe 4, que pode ter 4MB por segundo; e assim sucessivamente. Mas existem,
também, cartões SD com um tipo de barramento especial chamado UHS (Ultra High Speed), que podem ser UHS
classe I, o que permite transferir mais de 104MB por segundo, ou II, que
transfere mais de 312MB por segundo.
Sua capacidade de armazenamento está entre 2 GB até 512 GB (modelo com maior capacidade já lançado, ele foi desenvolvido para ser usado em câmeras de vídeo com capacidade de gravar 4 K ou Full HD, e, consequentemente, para fazer fotos consecutivas).
Sua capacidade de armazenamento está entre 2 GB até 512 GB (modelo com maior capacidade já lançado, ele foi desenvolvido para ser usado em câmeras de vídeo com capacidade de gravar 4 K ou Full HD, e, consequentemente, para fazer fotos consecutivas).
FIGURA 5: Cartão SD de 16GB da Toshiba.
·
SSD:
Os SSDs conseguem misturar o que tem de
melhor nos HDs e nos dispositivos que possuem a memória flash. Eles são menores, não utilizam componentes móveis e possuem
capacidades mais semelhantes às dos HDs do que pen drives ou cartões SD.
Eles conseguem atingir velocidades de
leitura superior a 500MB por segundo e a velocidade de gravação não fica muito
abaixo disso. E, assim como os pen drives
e os cartões SD, eles têm um número limitado de reprogramações, e por causa da
sua miniaturização dos componentes, esse número é ainda menor. Mas, com sua
tecnologia wear leveling, ele
consegue revezar todos os seus blocos de memória flash, não degastando excessivamente nenhum deles.
FIGURA 6: SSD da Intel.
Fonte: X25-M? - Wikipedia (Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/X25-M>)
REFERÊNCIAS
- DIAS, Guilherme. Coisas que você precisa saber antes de comprar um pendrive. Tecmundo. 17 jul. 2014. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/pendrive/59227-coisas-voce-precisa-saber-comprar-pendrive.htm>. Acesso em: 24 nov. 2015.
- FLASH Memory. Wikipedia. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Flash_memory#Distinction_between_NOR_and_NAND_flash>. Acesso em: 29 out.. 2015.
- FLASH Memory. Wikipedia. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Flash_memory#Distinction_between_NOR_and_NAND_flash>. Acesso em: 29 out.. 2015.
- HAMANN, Renan. Quanto realmente dura
um SSD?. Tecmundo. 17 jun. 2014. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/ssd/57969-realmente-dura-ssd.htm>. Acesso em: 29 out. 2015.
- HAMMERSCHMIDT, Roberto. O que é memória Flash?.
Tecmundo. 05 jul. 2012. Disponível
em: <http://www.tecmundo.com.br/hardware/198-o-que-e-memoria-flash-.htm>. Acesso em: 29 out. 2015.
- HIGA, Paulo. Qual a vida útil de um SSD
na prática?. Tecnoblog. Disponível em: <https://tecnoblog.net/170763/qual-vida-util-de-um-ssd/>.
Acesso em: 29 out. 2015.
- KURTZ, João. Calor pode aumentar
vida útil de memória flash, diz empresa. Techtudo. 03 dez. 2012. Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2012/12/calor-pode-aumentar-vida-util-de-memoria-flash-diz-empresa.html>. Acesso em: 29 out. 2015.
- KURTZ, João. Cartão de memória de 512GB da SanDisk suporta duas horas de filme em 4K. Techtudo. 12 set. 2014. Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/09/cartao-de-memoria-de-512-gb-da-sandisk-suporta-duas-horas-de-filme-em-4k.html>. Acesso em: 24 nov. 2015.
- LANDIM, Wikerson. Tudo o que você precisa saber sobre cartões de memória. 18 out. 2012. Disponível em: <http://www.tecmundo.com.br/cartoes-de-memoria/31521-tudo-o-que-voce-precisa-saber-sobre-cartoes-de-memoria.htm>. Acesso em: 24 nov. 2015.
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- MORIMOTO, Carlos E.. Memória Flahs. Hardware.
01 out. 2007. Disponível
em: <http://www.hardware.com.br/livros/hardware/memoria-flash.html>. Acesso em: 29 out. 2015.
- MORIMOTO, Carlos E.. Entendendo os SSDs. Hardware. 09 out. 2010. Disponível em: <http://www.hardware.com.br/tutoriais/entendendo-ssd/ciclos-gravacao-longevidade.html>. Acesso em: 29 out. 2015.- SUMARES, Gustavo. Guia: Conheça as
diferenças entre os dispositivos de armazenamento. Olhar Digital. 31 mar. 2015.
Disponível em: <http://olhardigital.uol.com.br/noticia/saiba-mais-sobre-os-diferentes-tipos-de-dispositivos-de-armazenamento-de-dados/47689>. Acesso em: 29 out. 2015.
- WHAT is the difference between NAND and NOR
Flash?. EDN Network. 29 mar. 2006. Disponível em: < http://www.edn.com/design/systems-design/4321127/What-is-the-difference-between-NAND-and-NOR-Flash->.
Acesso em: 29 out. 2015.






A memória flash já está presente em diversos dispositivos que utilizamos no nosso dia a dia como foi supracitado. O barateamento chegou no pen drive e no cartão SD, mas ainda é bastante esperado nos SSD para que ele substitua o HD como principal dispositivo de armazenamento nos PC's
ResponderExcluirAlém do barateamento, a questão do espaço também é uma diferença que faz o HD "ganhar" do SSD. Quando o SSD conseguir ter um preço e um espaço semelhante ao do HD, ele irá substituí-lo como principal dispositivo.
ExcluirJá já aposto que os HDS serão totalmente substituídos. É questão de mercado, apenas. A unica vantagem dos HDS sobre o SDDs é o custo/GB. É interessante saber que uma tecnologia "antiga" dos anos 80 ainda parece ser tão nova nos dias atuais...
ResponderExcluirQuando o SSD tiver um preço acessível e conseguir ter uma capacidade de armazenamento semelhante ao do HD, será questão de tempo até o SSD substituí-lo completamente. Até lá, quem tiver dinheiro sobrando e não se importe com a quantidade de espaço, o SSD é uma boa escolha.
ExcluirMas um lembrete, Para melhorar o post ótimo de nossos colegas, A memória Flash não é o mesmo que memória Flash de acesso aleatório (RAM). A Flash RAM requer uma fonte de energia contínua para armazenar seu conteúdo, como qualquer outro tipo de memória RAM de um computador. Quando a energia é perdida ou desligada, a Flash RAM é apagada. A memória Flash, por outro lado, permanecerá dentro do chip de memória mesmo quando não estiver ligada em uma fonte de energia.
ResponderExcluirSó esse pequeno detalhe, Fora isso está otimo o post!
Gostei muito
Autor do comentario - Antonio Carlos Texeira de Carvalho
É legal citar que a memória flash também é diferente do SRAM. E que, se não fosse a memória flash, várias áreas ainda estariam atrasadas em relação a tudo que temos hoje.
Excluirmais uma grande aplicação das memórias flash está nos socs (system on chip) provendo uma memória satisfatória que ocupa espaço reduzido ajudando no baixo custo de produção destes pequenos gigantes.
ResponderExcluirdeixo um exemplo de como um soc com uso de vários sds vira um gigante.
https://tecnoblog.net/113637/rapsberry-pi-supercomputador/
Obrigada por ter compartilhado essa informação, gostei muito de saber o que eles fizeram com os SDs. Achei bem interessante e o mais incrível: usaram LEGO.
ExcluirSobre o tipo de memória utilizado nos SSDs, atualmente a maioria deles possui uma memória flash tipo NAND, que como Antônio citou, não precisa de energia para manter os dados. Porém para o uso de algumas aplicações o SSD com memória RAM se faz necessário pois o tempo de acesso ultrarápido é a sua principal característica. Geralmente para contornar a perda de memória ele possui uma bateria interna ou um adaptador.
ResponderExcluirIsso, alguns SSDs podem contar com uma pequena quantidade de memória RAM (como se fosse o cache ou buffer) que serve não só para acelerar o acesso aos dados que são mais utilizados, como também para aumentar a vida útil do dispositivo.
ExcluirSabe-se que muito tem-se feito na computação em geral para se ter cada vez mais velocidade na comunicação de dados, no quesito rede temos a fibra óptica com uma velocidade muito grande nas transmissões de dados, no quesito processadores também com arquiteturas que processão cada vez mais rápido e restando então o armazenamento para torna um sistema "completamente" veloz, e de acordo com o post acima creio que também muito tem se feito para obter alta velocidade em armazenamento com as memórias flash, mas ainda se tem alguns problemas como a vida útil destas. Muito bom o post aprendi coisas que não sabia sobre as flash.
ResponderExcluirÉ um problema mesmo, mas depende de como você usaria o dispositivo de memória flash. Por exemplo, um SSD tem vida útil de 10 mil operações, se usássemos um SSD de 80 GB teríamos uma vida útil estimada em 800 TB de gravações, o que é um número difícil de atingir em situações normais, você teria que gravar 40 GB de dados todos os dias por 60 anos até atingir essa marca. Porém, os fabricantes estimam uma vida útil entre 5 a 10 anos com uso intenso. Então, o problema da vida útil é por causa da forma que você usaria, por exemplo, fazer uma gravação de um arquivo pequeno (existe a possibilidade de ter que apagar um bloco inteiro e depois regravar só com um arquivo muito pequeno).
ExcluirIndico a leitura dessa matéria, fala um pouco sobre isso: http://www.hardware.com.br/tutoriais/entendendo-ssd/ciclos-gravacao-longevidade.html
Então a memória flash tem "tempo de vida" não sabia disso, como foi citado pode ser entre 100 mil e 1 milhão de vezes. Não sei se estou me equivocando ou me preocupando muito, mas isso não seria um problema? Apesar de ser um número grande onde, nós(meros mortais), quase não utilizaríamos nem 20% desse numero, as empresas de grande porte podem utilizar, não? Muitos dados entram e saem dos hds/servidores dessas empresas todos os dias, imagina isso em memória flash.. iriam ter que trocar de tempos em tempos e isso traria mais custos.
ResponderExcluirSim, seria um problema, como respondi para Izaqueu, o problema estaria ligado mais como você utilizaria a memória. Usando o exemplo que você deu, da grande empresa, isso seria um grande problema. Mas descobriram uma solução que pode aumentar a vida útil das memórias flash: o calor. Aquecendo o dispositivo, a quantidade de ciclos aumentam.
ExcluirCaso tenha ficado curioso, indico a matéria que indiquei para Izaqueu: http://www.hardware.com.br/tutoriais/entendendo-ssd/ciclos-gravacao-longevidade.html
E a matéria falando sobre como aumenta a vida útil dos dispositivos de memória flash: http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2012/12/calor-pode-aumentar-vida-util-de-memoria-flash-diz-empresa.html.
Há vinte anos atrás, quem poderia imaginar um mundo portátil, com pessoas se comunicando com aparelhos minúsculos, tendo mais informações na palma da mão do que elas com uma grande enciclopédia? Quase ninguém, né? O preço da memória Flash continua a cair, e sua capacidade continua a aumentar. Isto se torna uma excelente candidata para um conjunto cada vez maior de aplicações, sendo especialmente popular em eletrônicos portáteis. Qual será a próxima tecnologia de armazenamento de dados, ou melhor, quem poderá substituir as memórias Flash futuramente? Só o tempo dirá.
ResponderExcluirTeremos que esperar para descobrir o que poderá substituir a memória flash. Como você disse, só o tempo dirá.
ExcluirVocês falam que o flash tipo NOR é um substituto adequado para os antigos chips ROM, hoje em dia o flash tipo NOR já substitui chip rom? ou ainda continua-se usando esse chip?
ResponderExcluirElas já substituíram os chips ROM, coisas que antes eram armazenadas nos chips agora são armazenados em algum tipo de memória flash. Por exemplo, nos primeiros PCs, o BIOS da placa-mãe era gravado em um chip de memória ROM e por isso não era atualizável, a menos que o chip fosse fisicamente substituído. Substituindo pela memória flash, eles poderiam ser atualizados diretamente na placa sem a retirada e substituição delas.
ExcluirMas eles ainda podem ser encontrados em quase todos dispositivos digitais. Por exemplo, o player de Blu-ray, o aparelho de som, a calculadora, o micro-ondas. O sistema operacional desses aparelhos é chamado de firmware. E ele está embutido num chip de memória ROM.
(Caso queira saber mais, indico: http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2012/01/o-que-e-memoria-rom.html).