Como funciona a memória Flash?

A memória eletrônica adquire várias formas e serve para vários propósitos. A memória flash é usada para armazenamento rápido e fácil de dados em equipamentos, como câmeras digitais e videogames. É mais usada como disco rígido que como memória RAM. Na verdade, a memória flash é considerada um dispositivo de armazenamento de estado sólido. Estado sólido significa que não há partes móveis (tudo é eletrônico, em vez de mecânico).

Aqui estão alguns exemplos de memória flash:

• o chip da BIOS do seu computador;
• CompactFlash (encontrado freqüentemente em câmeras digitais);
• SmartMedia (encontrado freqüentemente em câmeras digitais);
• Memory Stick (encontrado freqüentemente em câmeras digitais);
• cartões de memória PCMCIA Tipo I e Tipo II (usado como disco de estado sólido em laptops);
• cartões de memória para videogames.

Tunelamento é o processo usado para alterar a localização dos elétrons na porta flutuante. Uma tensão elétrica, normalmente de 10 a 13 volts, é aplicada à porta. A corrente chega pela coluna, ou bitline, entra na porta flutuante e é drenada para a terra.

Essa corrente faz com que o transistor da porta flutuante aja como um canhão eletrônico (em inglês). Os elétrons excitados são impulsionados e atravessam a fina camada de óxido, dando a ela uma carga negativa. Essa negatividade faz com que os elétrons se transformem numa barreira entre as portas de controle e flutuante. Um circuito especial, chamado sensor de células, monitora o nível de carga que passa pela porta flutuante. Se a corrente que passa pela porta for maior do que 50% da carga, ela tem o valor 1. Quando a carga ficar abaixo do percentual mínimo de 50%, o valor passa para 0. Uma EEPROM vazia tem todas as portas totalmente abertas, dando a cada célula o valor 1.

Os elétrons das células do chip de memória flash podem voltar ao normal ("1") através da aplicação de um campo elétrico, uma alta tensão. A memória flash usa um circuito para aplicar o campo elétrico em todo o chip ou em seções pré-determinadas, conhecidas como blocos. Isso apaga a área escolhida do chip, que pode ser regravada. A memória flash é muito mais rápida do que uma tradicional memória EEPROM porque, ao invés de apagar um byte por vez, apaga um bloco ou o chip inteiro e o regrava.

Você pode achar que o rádio do seu carro tem memória flash, afinal, você pode programar os ajustes de estação e o rádio "lembrará" deles. Mas, na verdade, ele está usando a memória Flash RAM. A diferença é que a Flash RAM precisa ter uma fonte de energia para manter o seu conteúdo, enquanto a memória flash mantém seus dados sem nenhuma fonte externa de energia. Mesmo que você tenha desligado o rádio, ele continua puxando corrente para preservar os dados na Flash RAM. É por isso que o rádio perde a memória das configurações se a bateria do seu carro acaba ou os cabos são desconectados.

Cartões de memória flash removíveis

Enquanto o sistema BIOS do seu computador continua sendo a forma mais comum de memória flash, os aparelhos com armazenamento de dados removíveis estão se tornando cada vez mais populares. Os cartões SmartMedia, Secure Digital Card (SD) e CompactFlash são bastante conhecidos como "filmes eletrônicos" para câmeras digitais. Outros produtos de memória flash removíveis incluem o Memory Stick, da Sony, os cartões de memória PCMCIA e cartões de memória para videogames como o Playstation da Sony. Iremos nos concentrar no SmartMedia e no CompactFlash. Porém, a idéia principal de cada um desses produtos é a mesma: todos são simples formas de memória flash.

Há muitas razões para se usar memória flash em vez de um disco rígido:

• a memória flash é silenciosa;
• permite acesso rápido;
• é pequena em tamanho;
• é leve;
• não tem partes removíveis.

Então, por que não usamos a memória flash para tudo? Porque o custo por megabyte para um disco rígido é muito mais barato e a capacidade é muito maior.

SmartMedia

O cartão flexível de estado sólido (SSFDC), mais conhecido como SmartMedia, foi originalmente desenvolvido pela Toshiba.

O cartão SmartMedia está disponível em capacidades que variam de 2 MB a 128 MB. Ele é muito pequeno, aproximadamente 45 mm de comprimento, 37 mm de largura e menos de 1 mm de espessura.

Como mostrado abaixo, o cartão SmartMedia é distinto em sua simplicidade. Um eletrodo plano é ligado ao chip de memória flash por condutores elétricos. O chip de memória flash, o eletrodo plano e os condutores elétricos são incrustados em uma resina, usando uma técnica chamada over-molded thin package (OMTP). Isso permite que tudo seja integrado a um único pacote, sem precisar ser soldado.

O OMTP é colado ao cartão de base para criar a placa real. A energia e os dados são carregados por um eletrodo no chip de memória flash quando o cartão é inserido no aparelho. Um entalhe no canto indica qual é a energia necessária para usar o cartão SmartMedia. Observando o lado do eletrodo, descobre-se a energia necessária. Se o entalhe estiver do lado esquerdo, o cartão precisa de 5 volts. Se estiver do lado direito, ele requer 3,3 volts.

O SmartMedia apaga, escreve e lê a memória em pequenos blocos (incrementos de 256 ou 512 bytes). Isso significa que são rápidos e de desempenho confiável, além de lhe permitir especificar qual dado você deseja manter. Os cartões são pequenos, leves e fáceis de usar. São menos rígidos do que as outras formas de armazenamento sólido, portanto devem ser manuseados com cuidado.

CompactFlash
O cartão CompactFlash é um cartão que foi desenvolvido pela Sandisk em 1994, e é diferente dos cartões da SmatMedia por duas importantes razões:

• é mais compacto;
• utiliza um chip de controle.

O CompactFlash consiste em um pequeno circuito eletrônico com chips de memória flash e um chip de controle dedicado, encaixados em uma embalagem rígida e muitas vezes mais compacta que o SmartMedia.

Como mostrado abaixo, os cartões CompactFlash tem 43 mm de largura, 36 mm de comprimento e podem ter dois tipos de espessuras: Tipo I - com 3,3 mm ou Tipo II - com 5,5 mm.

Cartão Compact Flash

Os cartões CompactFlash suportam duas voltagens e operam entre 3,3 e 5 volts.

O aumento da espessura do cartão permite o aumento da capacidade de armazenamento, maior que a do cartão SmartMedia. Os tamanhos do CompactFlash variam entre 8 MB e 6 GB. O controle interno pode aumentar o desempenho, principalmente de aparelhos com processadores lentos. A embalagem e o chip de controle aumentam o tamanho, o peso e complexidade do CompactFlash quando comparado ao SmartMedia.

Embora os padrões estejam florescendo, há muitos produtos de memória flash completamente instalados "in natura" como, por exemplo, os cartões de memória dos videogames. Porém, é bom saber que, à medida que os componentes eletrônicos começam a aumentar sua interatividade e se comunicar uns com os outros a partir de tecnologias como o bluetooth, a memória removivel permitirá a você manter seu mundo ao alcance das mãos.

Em setembro de 2006, a Samsung anunciou o desenvolvimento da PRAM (phase-change random access memory). Este novo tipo de memória é necessário para combinar a rápida velocidade de processamento de dados da RAM com as funções não-voláteis da memória flash, tendo a expressão "RAM perfeita" como apelido. A PRAM supostamente será uma memória 30 vezes mais rápida do que a memória flash convencional e terá vida útil 10 vezes maior. A Samsung tem planos de fazer o primeiro chip PRAM entrar no mercado em 2010, com capacidade de 512 Mb. Eles provavelmente serão usados em telefones celulares e outros aparelhos móveis.