Entenda Como Funcionam as Memórias Flash; O Futuro está aqui

#Artigo Publicado por BronSyco, em .

Hoje em dia, pendrives, cartões de memória dos mais variados tipos, smartphones, players de mídia, como o famoso iPod, câmeras com armazenamento interno, dentre outros exemplos, são artigos demasiadamente comuns, quase banais para os consumidores. Quebrou, compra outro ali no shopping, rapidinho.

De fato, estes eletrônicos chegaram para ficar e têm o seu lugar ao sol garantido no concorrido mercado da tecnologia. Porém, nenhum deles seria possível sem o advento da memória Flash. Sem essa invenção, desenvolvida nos saudosos anos 80 pela Toshiba, talvez o nicho de portáteis estaria muito atrasado. Não teríamos iPhone, Galaxy Nexus, iPad, Ultrabooks, câmeras digitais, etc. Talvez até tivéssemos, mas seriam muito mais caros e menos eficientes, já que provavelmente ainda usariam memórias DRAM ou SRAM.

Pois bem, hoje pretendemos esclarecer um pouco como funcionam estas memórias que possibilitaram tantos avanços, seus tipos e tecnologias, bem como outras curiosidades. Espero que goste. Vamos lá.

Arquitetura

Embora existam dois tipos de memória Flash, a arquitetura interna delas é bem semelhante. Cada célula de memória segue basicamente o mesmo padrão, com dois transistores que representam o "Control Gate", que é usado para ativar a célula e fazer a leitura dos dados, e o "Floating Gate", que é onde são armazenadas as informações.

O Floating Gate fica exatamente entre duas camadas de óxido de silício, que por sua vez são carregadas negativamente. Isso impede que os elétrons armazenados no Floating Gate "escapem". Por isso que as memórias Flash têm a capacidade de armazenar dados sem a necessidade de alimentação elétrica por vários anos, até mesmo uma década. Veja uma representação de sua estrutura:

Arquitetura de uma célula de memória Flash

Este desing é muito eficaz, pois simplifica muito a construção destas memórias. Visto que não é preciso alimentação elétrica ou mesmo periodicamente ficar dando um refresh nos dados, como nas antigas memórias SRAM e DRAM, é possível fazer grandes quantidades num pequeno espaço, e o principal, sem muitos custos.

Um processo de programação grava os dados no Floating Gate, já que eles não passam de tensões elétricas. Isso acontece quando a corrente elétrica flui do "emissor" para o "coletor" e é aplicada uma tensão maior, de 12 volts, no Control Gate. Esta alta tensão serve para puxar os elétrons que estão fluindo do "emissor" para o "coletor", para o Floating Gate, e uma vez lá, eles estarão presos para sempre, devido às duas camadas de óxido de silício! MUAHAHAHAHA!!! Assim, é só programar a célula e pronto, os dados poderão ser lidos inúmeras vezes por um longo período de tempo. Coisa linda de se ver, você não acha?

Para regravar dados na célula, é preciso primeiro apagar os já existentes. Isso é feito aplicando-se uma corrente elétrica que flui do "emissor" para o Control Gate, essa corrente "limpa" o Floating Gate, eliminando qualquer carga elétrica ali armazenada. Isso faz com que a célula retorne ao seu estado original e então passe pelo mesmo processo explicado no parágrafo acima, de gravação de dados. A regravação só pode ser feita um número finito de vezes, de 10 a 100 mil vezes. Daí aquele mito de que os SSDs têm uma vida útil curta, mas como você viu neste artigo, isso é puro mito, pois você leva muito tempo para alcançar o limite.

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Matheus
Matheus #BronSyco
, Rio de Janeiro, RJ
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