Flash-Speicher

Beim Flash-Speicher handelt es sich um eine von Intel entwickelte Speichertechnik für schnelle nichtflüchtige Speicher, die nach Abschalten der Stromversorgung die Daten dauerhaft speichert.

Die Flash-Speichertechnik wurde aus der Technik für EEPROMs entwickelt und nutzt den quantenmechanischen Effekt in Halbleitern. Die Flash-Speicherzellen arbeiten mit MOSFETs, die mit einer speziellen Elektrode, dem Floating-Gate, ausgestattet sind. Das Floating-Gate bildet eine Ladungsfalle in der die elektrische Ladung gespeichert wird. Es liegt in einer Oxydschicht unterhalb des Control-Gate und verhindert im Normalfall den Ladungsabfluss zu den N- und P-Schichten. Die Ladung auf dem Floating-Gate bildet über ihr elektrisches Feld einen leitenden Kanal zwischen Drain und Source, über den die Ladung ausgelesen wird. Das Löschen erfolgt blockweise. Durch Anlegen einer negativen Löschspannung werden die Ladungsträger aus dem Floating-Gate heraus getrieben.

Aufbau einer Flash-Speicherzelle mit Floating-Gate

Flash-Speicher zeichnen sich durch einen niedrigen Energieverbrauch aus, sind byteweise adressierbar und blockweise beschreib- und löschbar. Die Anzahl der Speicher- und Löschvorgänge liegt bei etwa 100.000. Die Zugriffszeiten liegen bei etwa 100 µs, die Lesegeschwindigkeit liegt bei über 50 MB/s.

In der Flash-Speichertechnik können die einzelnen Chips, die bis zu 2 GB Speicherkapazität haben, zu Chip-Stapeln mit großer Speicherkapazität kombiniert werden.

Flash-Speicher werden in Hybrid-Fesplatten in Personal Computern eingesetzt, aber auch als Speicherkarten für Arbeitsplatzrechner oder in schnellen Zwischenspeichern von Großrechnern; darüber hinaus aber vor allem in SIMMs, PC-Cards und PCMCIA-Karten, in Digitalkameras und MP3-Playern, USB-Sticks, Camcordern und Druckern, Notebooks und Handhelds.

Flash-Speicher einer Compact-Flash-Speicherkarte, Foto: ScanDisk

Es gibt spezielle Flash-Module für Notebooks, Laptops, PDAs, Drucker und andere Peripheriegeräte wie Digitalkameras. Die verschiedenen Ausführungen haben eine geschützte Bezeichnung und Schreibweise: Beispiele sind Compact-Flash-Karten (CF), Smart-Media-Karten, Memory-Stick-Karten, Multimedia-Karten (MMC), die SD-Karten u.a. mit Speicherkapazitäten von einigen Megabyte (MB) bis über 16 GB.

Das Lesen von Flash Memorys kann in speziellen Kartenlesegeräten durchgeführt werden, die über ein Schnittstellenkabel wie USB mit dem Personal Computer (PC) verbunden sind. Darüber hinaus können die Flash Memorys auch über PC-Card-Adapter betrieben werden.