Un microchip es una pastilla muy delgada donde se encuentran miles o millones de dispositivos electrónicos interconectados, principalmente diodos, transistores, y componentes pasivos como resistores o condensadores.
Su área puede ser de 1 cm, 2 cm o inferior. Los microchips son quizás los sistemas de almacenamiento más empleados hoy en día en los dispositivos electrónicos. Se utilizan, además de en los computadores, en los teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes con algún componente electrónico, etc.
Un transistor actúa como un interruptor. Puede encenderse o apagarse electrónicamente o amplificar corriente.
Se usa en computadoras para almacenar información o en amplificadores de sonido. Las resistencias limitan el flujo de electricidad y nos permiten controlar la cantidad de corriente que fluye, esto se usa por ejemplo para controlar el volumen de un televisor o radio.
El desarrollo del microchip es especialmente importante en la historia, pues es algo increíblemente pequeño que puede almacenar una cantidad de datos inmensa, que hace años era impensable.
La minituarización ha tenido un papel muy importante en este componente ya que hoy en día se necesita un desarrollo a nivel microscópico para diseñar los microchips.
Entre los circuitos integrados más avanzados se encuentran los microprocesadores, que controlan desde computadoras hasta teléfonos móviles y hornos microondas. Los chips de memorias digitales son otra familia de circuitos integrados que son de importancia crucial para la moderna sociedad de la información.
Mientras que el costo de diseñar y desarrollar un circuito integrado complejo es bastante alto, cuando se reparte entre millones de unidades de producción el costo individual de los circuito integrado (CI) por lo general se reduce al mínimo.
La eficiencia de los CI es alta debido a que el pequeño tamaño de los chips permite cortas conexiones que posibilitan la utilización de lógica de bajo consumo (como es el caso de CMOS del inglés complementary metal-oxide-semiconductor, “estructuras semiconductor-óxido-metal complementarias”) en altas velocidades de conmutación.
Atendiendo al nivel de integración -número de componentes- los circuitos integrados se pueden clasificar en:
SSI (Small Scale Integration) pequeño nivel: de 10 a 100 transistores
MSI (Medium Scale Integration) medio: 101 a 1.000 transistores
LSI (Large Scale Integration) grande: 1.001 a 10.000 transistores
VLSI (Very Large Scale Integration) muy grande: 10.001 a 100.000 transistores
ULSI (Ultra Large Scale Integration) ultra grande: 100.001 a 1.000.000 transistores
GLSI (Giga Large Scale Integration) giga grande: más de un millón de transistores
En cuanto a las funciones integradas, los circuitos se clasifican en dos grandes grupos:
Circuitos integrados analógicos. Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores, osciladores o incluso receptores de radio completos.
Circuitos integrados digitales. Pueden ser desde básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más complicados microprocesadores o microcontroladores.
En general, la fabricación de los CI es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido.
¿Qué tipo de memoria RAM usan los smartphones?
La memoria RAM, que es la abreviatura de memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory), es uno de los componentes críticos del móvil, junto con los núcleos de procesamiento de la CPU y GPU. Sin RAM, cualquier tipo de sistema de computación sería incapaz de realizar tareas básicas y acceder a los archivos de su memoria secundaria sería ridículamente lento.
Este tipo de memoria es un intermediario entre el sistema de archivos, ubicados en la ROM(read only memory, es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su escritura), y los núcleos de procesamiento, que procesa cualquier tipo de información lo más rápidamente posible.
Los archivos críticos que necesita el procesador se almacenan en la memoria RAM, que siempre ha de estar lista en espera de ser leída o escrita. Estos archivos críticos para el dispositivo pueden ser: los componentes del sistema operativo, datos de aplicaciones y gráficos de un juego, o en general cualquier cosa a la que se deba acceder a velocidades mayores que las de acceso a memorias de almacenamiento secundario.
El tipo de memoria RAM que se utiliza en móviles smartphone es, técnicamente, DRAM(RAM Dinámica).
La estructura de la DRAM es tal que cada condensador de la placa de RAM almacena un bit, y estos condensadores requieren de un constante “refresco” o actualización de los datos que están almacenados.
El contenido del módulo de memoria DRAM se puede cambiar rápida y fácilmente para almacenar diferentes datos.
La ventaja que la DRAM tiene frente a la RAM estática(SRAM) es que el almacenamiento se puede cambiar para hacer frente a cualquier tarea que el sistema esté tratando de realizar. Si un sistema operativo completo pesa, por ejemplo, 2GB en disco, no tendría sentido para la RAM archivar todo el peso, sobre todo cuando los smartphones disponen de bajas cantidades de RAM, como 512 MB o menos.
La RAM es diferente a la memoria de almacenamiento de memoria flash tipo ROM. La ROM persiste en el dispositivo aunque la energía se desconecte, cosa que la RAM pierde su contenido. Esta RAM también se conoce como memoria volátil, y parcialmente, esta forma de trabajar, ayuda a que los tiempos de acceso sean tan rápidos.
La información de la ROM se debe de pasar a la RAM, y el factor limitador en la mayoría de los casos es la velocidad de lectura de la memoria ROM (en los ordenadores sobremesa o portátiles se están poniendo de moda los discos duros SSD o unidades de estado sólido, que a partir del 2010 la mayoría de ellos utilizan memoria flash NAND, la misma que usan los smartphones).
Cuando el sistema está apagado, el contenido de la RAM se pierde por lo que en el siguiente arranque, la memoria RAM debe ser llenada por los contenidos que se encuentra en el sistema de almacenamiento secundario.
El tamaño y la velocidad lo es todo
Lo que más importa de una memoria RAM en un móvil es el tamaño. Es sencillo, más es mejor, ya que cuanto mayor sea la capacidad de la RAM, más datos se pueden almacenar para acceder rápidamente a una parte de ellos sin borrar otras. En general, no es preocupante el gasto de energía que hace la RAM para funcionar, porque es sólo una pequeña fracción del total consumido por el sistema, además es fácilmente superada por la pantalla o por el procesador.
Con un sistema operativo móvil no es común el consumo de cantidades muy grandes de RAM. Por lo general las aplicaciones de smartphone usan una pequeña cantidad de memoria RAM (alrededor de 50 MB de media), por lo que muchas de estas aplicaciones se pueden ejecutar simultáneamente. El sistema operativo puede decidir que procesos suspender o matar y si no están siendo usadas en ese momento, así se libera RAM para su usarla en otras aplicaciones. Esta es la razón por la que los SO móviles funcionan de manera “fluida” aún cuando los dispositivos donde se ejecuten sólo dispongan de 512 MB de RAM.
Sin embargo, esto no quiere decir que tener grandes cantidades de RAM sea malo. En juegos de gran detalle gráfico, como los que son en 3D, se puede consumir grandes cantidades de RAM en almacenamiento de gráficos del juego, texturas, modelos 3D y el sonido.
Si bien tener 512 MB puede parecer suficiente para ejecutar aplicaciones básicas de una manera fluida, puede que no sea suficiente para almacenar la información de un juego 3D sin tener problemas de lag en los juegos de alto requerimiento gráfico.
Se puede decir que con un smartphone Android (de, por ejemplo, 1 GB de RAM) pocas veces se ven juegos con un uso de más de 300 MB de RAM. Sin embargo, cuando se hace uso simultáneo de componentes del sistema operativo, como la mensajería, la marcación y la pantalla de inicio(escritorio) que siempre se ejecutan en segundo plano, se puede observar que más de la mitad de ese giga de RAM se está utilizando. En un sistema con sólo 512 MB de RAM, haciendo lo mismo, el rendimiento podría empeorar bastante.
La velocidad de la RAM es algo que a menudo es pasado por alto cuando se mide el rendimiento de un smartphone. Claro, tener una gran cantidad de RAM es recomendable, pero es sólo muy recomendable cuando se puede acceder rápidamente a los contenidos que almacena, y es aquí donde entra en juego la velocidad.
Al igual que con un equipo de escritorio(portátil, netbook o sobremesa), hay tres áreas principales de la memoria que afectan a su velocidad: la velocidad de reloj, tipo de tecnología utilizada en la fabricación de la memoria RAM y la cantidad de canales.
El cómo influyen estos tres factores en el rendimiento final del equipo es complicado y confuso de explicar; pero, básicamente si se quiere velocidad, se ha de buscar una velocidad de reloj alta y disponibilidad de múltiples canales.
La velocidad de reloj afecta directamente a las velocidades de entrada/salida (I/O) de los módulos de memoria RAM, una velocidad de reloj más alta es indicativo de que el módulo es capaz de añadir más información a los chips de memoria en un segundo. En la RAM móvil no se alcanzan grandes velocidades de reloj, (generalmente 300-500 MHz), pero para las aplicaciones del tipo que hacen uso los smartphone debería ser más que suficiente.
El tipo de RAM afecta: al rendimiento, a la eficacia de cada ciclo de reloj para adicionar información al módulo y a la cantidad de energía por Mhz que consume el chip. Al igual que con las computadoras, hoy día la memoria de los móviles se presenta en forma de memoria dinámica de acceso aleatorio de doble tasa de transferencia de datos(DDR Double Data Rate DDR SDRAM), que dan un rendimiento enorme.
Mientras que las PC actualmente suelen utilizar la tercera versión de DDR SDRAM (DDR3), los SoC de los móviles actuales montan habitualmente LPDDR2, donde el LP(Low Power) es sinónimo de ahorro energético. LPDDR2 es, básicamente, similar a la memoria DDR2 estándar de escritorio, solo que utiliza menos energía (LP), esto hace disminuir algo el rendimiento con respeto a DDR2. Las capacidades de la versión DDR3 estarán presentes en próximos SoCs para smartphones, tabletas u otros dispositivos portátiles.
Los canales de memoria no son tan importantes para el rendimiento final en una memoria RAM, pero realmente, cuanto más canales se tenga habrá menos probabilidades para tener un cuello de botella en el sistema. Las memorias RAM de doble canal son comparables a los procesadores de doble núcleo, donde dos módulos de memoria RAM pueden comunicarse en paralelo con el bus de la CPU.
La mayoría de los smartphones tienen un solo canal de memoria en su SoC, como el Snapdragon S2, en los S3 se ha optado por RAM de doble canal. Como rara vez hay un cuello de botella causado por la RAM, la cantidad de canales puede ser ignorada en la mayoría de las circunstancias, la velocidad de reloj es mucho más importante para la velocidad.
La última cosa ,que debe ser mencionada acerca de la RAM en un smartphone, es que no existe una memoria RAM de vídeo dedicada para el chipset de gráficos, es decir, la memoria RAM del móvil está compartida entre los núcleos de procesamiento CPU y la GPU. Esto es debido al diseño de system-on-a-chip que incorpora la CPU y la GPU. Pero, en realidad, no debería suponer un problema en términos de rendimiento, de hecho se lleva haciendo mucho tiempo en los ordenadores de sobremesa y, también, en portátiles.
El almacenamiento interno, la ROM.
Al igual que la RAM, el almacenamiento interno es fundamental para el funcionamiento básico de un smartphone, sin ningún lugar para almacenar el sistema operativo y los archivos críticos de las aplicaciones no se podría hacer nada. Incluso si un teléfono no tiene memoria accesible para el usuario, habrá alguna forma de almacenamiento permanente interno que guarde, al menos, el sistema operativo.
Dependiendo del sistema operativo instalado en el dispositivo, y del dispositivo en si, hay múltiples chips de almacenamiento en el interior del sistema.
Estos chips pueden entonces estar divididos en varias áreas para diferentes propósitos, tales como archivos de aplicaciones de almacenamiento, memoria caché y el sistema. Normalmente, el chip que almacena los archivos de sistema se denomina ROM (memoria de sólo lectura), es un nombre algo inapropiado porque la memoria aquí, en realidad, puede ser modificada a través de las actualizaciones del sistema, pero no por el usuario final, en un principio.
Algunos dispositivos, como el Samsung Galaxy S, tienen una configuración multi-ROM. Un chip de memoria más pequeño de cerca de 512 MB, pero muy rápido que almacena los archivos principales del sistema, caché y datos de aplicaciones en particiones independientes. El segundo chip es más grande, y es generalmente una partición, 1-2 GB, de almacenamiento del usuario que es más lento pero permite el almacenamiento de aplicaciones diferentes al SO.
En estos sistemas, que pueden tener un total de 2 GB de memoria de acceso rápido, pueden ser demasiado caro para incluir más capacidad, por lo que se suele reducir el tamaño para almacenar sólo el SO. Se utiliza un tipo de almacenamiento más barato para los datos del usuario. Al final se tiene un buen equilibrio entre rendimiento y coste para el fabricante.
Los detalles internos del Motorola.
Otros dispositivos como el iPhone 4S de Apple o el Motorola Droid Razr prefieren incluir un solo chip de almacenamiento que se encuentra, en términos de rendimiento, entre los dos chips utilizados en una configuración multi-chip(multi-ROM).
El rendimiento de los chips de almacenamiento internos son, en general, mejor que lo que cualquier usuario puede conseguir con tarjetas microSD, que son las más utilizadas en los smartphones.
Al estar los chips directamente soldados a la placa base del dispositivo las velocidades de lectura/escritura alcanzadas son bastante buenas, pueden estar por encima de 6 MB/s en escritura.
A veces las empresas engañan a sus usuarios finales y no les informan de forma veraz sobre la memoria interna accesible al usuario, y ponen una ranura para una tarjeta microSD que no es accesible por el usuario si no retira la batería del terminal. Esto pasaba de forma frecuente en la primera generación de móviles con Windows Phone, como el HTC Trophy y HTC HD7.
Almacenamiento extraíble.
A veces, al almacenamiento que es extraíble por el usuario, se le denomina “memoria externa”, pero realmente no es externa, ya que se introduce dentro del teléfono.
Hoy en día casi todos los móviles, que tiene un usuario medio, usan almacenamiento extraíble con tarjetas microSD, por medio de ranuras para tarjetas SD.
De los tres principales sistemas operativos de smartphones (iOS, Android y WP7), Android es el único que realmente soporta de forma nativa el almacenamiento extraíble. Con los dispositivos iOS como el iPhone, Apple no incluye ningún método para expandir el almacenamiento, en su lugar se le da al usuario un almacenamiento interno de generosas dimensiones que pueden utilizar para aplicaciones, videos, música y demás.
En Windows Phone es inusual el soporte para tarjetas microSDs, pero hay alguno con una ranura para estas tarjetas: es el Samsung Focus. Sin embargo, desgraciadamente, los datos que se colocan en la tarjeta extraíble tienen fuertes medidas de seguridad para que no se puedan leer en otros dispositivos o en un ordenador, siendo el software de gestión del propio teléfono el único capaz de cambiar lo que está en la tarjeta.
Cuando se trata del SO Android hay dos implementaciones de almacenamiento extraíble accesibles por el usuario: el almacenamiento accesible solo por el usuario en memoria externa o complementado con la memoria interna.
Si se complementa lo que ya está disponible internamente, hay una partición independiente del sistema para la tarjeta externa como /sd-ext o /mmc, a las que algunas aplicaciones, tales como reproductores de música y vídeo, pueden tener acceso a ella.
A menudo, las aplicaciones que introducen datos a la “tarjeta SD” en realidad se almacenarán la memoria interna del teléfono en situaciones donde hay disponible (a menos que el usuario tenga la opción de elegir el destino o posteriormente mover las aplicaciones a la tarjeta, esto está soportado de forma nativa a partir de Android 2.2 o por aplicaciones en versiones anteriores).
La especificación original de SD permite tarjetas de hasta 2 GB de tamaño, y luego SDHC (SD de alta capacidad) aumentó el límite de tamaño a 32 GB. Recientemente SDXC (SD eXtended Capacity) aumenta el límite hasta los 2 TB, pero las tarjetas SDXC no son compatibles con la mayoría de los nuevos smartphones, es decir, la expansión máxima de almacenamiento se ha fijado, por el momento, en 32 GB.
Además del tamaño, la otra cosa importante a considerar al comprar una tarjeta microSD para un móvil es la velocidad, que aparece con el nombre de “clase” en el envase. Afortunadamente, el número de clases es muy fácil de entender, ya que se corresponde directamente con la velocidad mínima de escritura de la tarjeta en MB/s. Una tarjeta que está clasificado como Clase 4 será capaz de escribir a un mínimo de 4 MB/s, y la clase 10 a 10 MB/s.
Las clases son descritas por el fabricante dentro de las especificaciones de la tarjeta, y en general una clase más alta significa que la tarjeta será más cara pero de una velocidad mallor. Para tarjetas microSD lo mejor que se puede conseguir es una de 32 GB Clase 10, que por lo general cuestan alrededor de 26 € en España, estas tarjetas pueden superar la memoria interna de un dispositivo, además este tiene que poder soportar 10 MB/s de velocidad de escritura en la su ranura para tarjetas.
Con la combinación correcta de un dispositivo con 64 GB de almacenamiento interno y una ranura microSD, como el Samsung Galaxy Tab 7.7, se podría tener la nada desdeñable cantidad de 96 GB de almacenamiento accesible al usuario si se ha añadido una microSD de 32 GB.
Las microSD: tecnología y evolución
Las tarjetas microSD o Transflash corresponden a un formato de tarjeta de memoria flash más pequeña que la MiniSD, desarrollada por SanDisk y adoptada por la “Asociación de Tarjetas SD” bajo el nombre de «microSD» en julio de 2005.
SanDisk Corporation: es una empresa estadounidense dedicada al desarrollo y fabricación de dispositivos de almacenamiento de información, con sede en Milpitas, California. Inventó las tarjetas de almacenamiento flash y unidades flash USB y desarrolló o colaboró en el desarrollo de los formatos de tarjetas CompactFlash, SD y Memory Stick.
La Asociación de Tarjetas SD es una organización de la industria del mercado, creada en enero de 2000, (por Matsushita Electric Industrial Co, Ltd (Panasonic), SanDisk Corporation y Toshiba Corporation), con el propósito de fijar los estándares de las tarjetas de memoria SD y promover así su mayor aceptación en las aplicaciones digitales.
La tarjeta microSD mide tan solo 15 × 11 × 1 milímetros, lo cual le da un área de 165 mm². Esta es tres veces y media más pequeña que la miniSD, que era hasta la aparición de las microSD el formato más pequeño de tarjetas SD, y es alrededor de un décimo del volumen de una tarjeta SD.
Sus tasas de transferencia no son muy altas, sin embargo, empresas como SanDisk han trabajado en ello, llegando a versiones que soportan velocidades de lectura de hasta 10 Mb/s. Actualmente, ya existen tarjetas microSD fabricadas por Panasonic que alcanzan los 90 Mb/s de lectura y los 80 Mb/s de escritura, pero tienen unos precios todavía inalcanzables para la gran mayoría del público.
Debido a que su coste duplica el de una Secure Digital equivalente, su uso se ciñe a aplicaciones donde el tamaño es crítico, como los teléfonos móviles, sistemas GPS o consolas portátiles (como Nintendo DSi o Nintendo 3DS).
Aun así, debido a la gran demanda de este tipo de tarjetas, son más baratas que las SD tradicionales en igualdad de especificaciones, al menos en las capacidades de hasta 32GB. A partir de esta capacidad son más rentables las tarjetas SD.
Secure Digital High Capacity (SDHC) es un formato de tarjeta de memoria flash desarrollado por Panasonic Corp(anteriormente denominada Matsushita Electric Industrial Co). Es la versión 2.0 de las memorias SD. Se utiliza en dispositivos portátiles de última generación tales como cámaras fotográficas digitales, ordenadores PDA, consolas de videojuegos, teléfonos móviles o reproductores de música (MP3, MP4), entre otros.
Estas memorias HC fueron creadas en enero del año 2001 para las nuevas tecnologías y están relacionadas directamente con la filmación de vídeo en alta calidad. Como su propio nombre indica, son tarjetas SD de alta capacidad, que van desde 1 hasta los 64 GB y sólo funcionan en los equipos más recientes que tienen el logo SDHC.
Versiones microSD:
16 MB (MiB) (fuera de venta)
32 MB (fuera de venta)
64 MB (fuera de venta)
128 MB (fuera de venta)
256 MB (fuera de venta)
512 MB
1 GB
2 GB
MicroSDHC:
4 GB
8 GB
16 GB
32 GB
64 GB
Memoria tipo flash.
La memoria flash deriva de la memoria EEPROM que permite la lectura-escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos pendrive o memorias USB.
La historia de la memoria flash siempre ha estado muy vinculada con el avance del resto de las tecnologías a las que presta sus servicios como routers, módems, BIOS de los PC, wireless, etc.
Fue Fujio Masuoka en 1984, quien inventó este tipo de memoria como evolución de las EEPROM existentes por aquel entonces.
Intel intentó atribuirse la creación de esta sin éxito, aunque sí comercializó la primera memoria flash de uso común.
Entre los años 1994 y 1998, se desarrollaron los principales tipos de memoria que conocemos hoy, como la SmartMedia o la CompactFlash. La tecnología pronto planteó aplicaciones en otros campos. En 1998, la compañía Rio comercializó el primer ‘Walkman’ sin piezas móviles aprovechando el modo de funcionamiento de SmartMedia. Era el sueño de todo deportista que hubiera sufrido los saltos de un discman en el bolsillo.
En 1994 SanDisk comenzó a comercializar tarjetas de memoria (CompactFlash) basadas en estos circuitos, y desde entonces la evolución ha llegado a pequeños dispositivos de mano de la electrónica de consumo como reproductores de MP3 portátiles, tarjetas de memoria para vídeo consolas, y para móviles.
Funcionamiento de la memoria flash.
Flash, como un tipo de memoria EEPROM que es, contiene una matriz de celdas con un transistor evolucionado con dos puertas en cada intersección.
Tradicionalmente sólo almacenan un bit de información. Las nuevas memorias flash, llamadas también dispositivos de celdas multi-nivel, pueden almacenar más de un bit por celda variando el número de electrones que almacenan.
Estas memorias están basadas en el transistor FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal Oxide Semiconductor) que es, esencialmente, un transistor NMOS con un conductor (basado en un óxido metálico) adicional localizado o entre la puerta de control (CG – Control Gate) y los terminales fuente/drenador contenidos en otra puerta (FG – Floating Gate) o alrededor de la FG conteniendo los electrones que almacenan la información.
Memoria flash de tipo NOR
En las memorias flash de tipo NOR, cuando los electrones se encuentran en FG, modifican (prácticamente anulan) el campo eléctrico que generaría CG en caso de estar activo.
De esta forma, dependiendo de si la celda está a 1 ó 0, el campo eléctrico de la celda existe o no. Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado voltaje en CG, la corriente eléctrica fluye o no en función del voltaje almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente se detecta e interpreta como un 1 ó un 0, reproduciendo así el dato almacenado.
En los dispositivos de celda multi-nivel, se detecta la intensidad de la corriente para controlar el número de electrones almacenados en FG e interpretarlos adecuadamente.
Para programar una celda de tipo NOR (asignar un valor determinado) se permite el paso de la corriente desde el terminal fuente al terminal sumidero, entonces se coloca en CG un voltaje alto para absorber los electrones y retenerlos en el campo eléctrico que genera. Este proceso se llama hot-electrón injection.
Para borrar (poner a “1′s”, el estado natural del transistor) el contenido de una celda, expulsar estos electrones, se emplea la técnica de Fowler-Nordheim tunnelling, un proceso de tunelado mecánico – cuántico. Esto es, aplicar un voltaje inverso bastante alto al empleado para atraer a los electrones, convirtiendo al transistor en una pistola de electrones que permite, abriendo el terminal sumidero, que los electrones abandonen el mismo.
Este proceso es el que provoca el deterioro de las celdas, al aplicar sobre un conductor tan delgado un voltaje tan alto.
Es necesario destacar que las memorias flash están subdivididas en bloques (en ocasiones llamados sectores) y por lo tanto, para el borrado, se limpian bloques enteros para agilizar el proceso, ya que es la parte más lenta del proceso. Por esta razón, las memorias flash son mucho más rápidas que las EEPROM convencionales, ya que borran byte a byte. No obstante, para reescribir un dato es necesario limpiar el bloque primero para después reescribir su contenido.
Memorias flash de tipo NAND
Las memorias flash basadas en puertas lógicas NAND funcionan de forma ligeramente diferente: usan un túnel de inyección para la escritura y para el borrado un túnel de ‘soltado’.
Las memorias basadas en NAND tienen, además de la evidente base en otro tipo de puertas, un coste bastante inferior, unas diez veces de más resistencia a las operaciones pero sólo permiten acceso secuencial (más orientado a dispositivos de almacenamiento masivo), frente a las memorias flash basadas en NOR que permiten lectura de acceso aleatorio.
Sin embargo, han sido las NAND las que han permitido la expansión de este tipo de memoria, ya que el mecanismo de borrado es más sencillo (aunque también se borre por bloques) lo que ha proporcionado una base más rentable para la creación de dispositivos de tipo tarjeta de memoria.
Las populares memorias USB o también llamadas pendrives, utilizan memorias flash de tipo NAND.
Comparación de memorias flash basadas en NOR y NAND
Para comparar estos tipos de memoria se consideran los diferentes aspectos de las memorias tradicionalmente valorados.
La densidad de almacenamiento de los chips es actualmente bastante mayor en las memorias NAND.
El coste de NOR es mucho mayor.
El acceso NOR es aleatorio para lectura y orientado a bloques para su modificación. Sin embargo, NAND ofrece tan solo acceso directo para los bloques y lectura secuencial dentro de los mismos.
En la escritura de NOR podemos llegar a modificar un solo bit. Esto destaca con la limitada reprogramación de las NAND que deben modificar bloques o palabras completas.
La velocidad de lectura es muy superior en NOR (50-100 ns) frente a NAND (10µs de la búsqueda de la página + 50 ns por byte).
La velocidad de escritura para NOR es de 5µs por byte frente a 200µs por página en NAND.
La velocidad de borrado para NOR es de 1s por bloque de 64 KB frente a los 2ms por bloque de 16 KB en NAND.
La fiabilidad de los dispositivos basados en NOR es realmente muy alta, es relativamente inmune a la corrupción de datos y tampoco tiene bloques erróneos frente a la escasa fiabilidad de los sistemas NAND que requieren corrección de datos y existe la posibilidad de que queden bloques marcados como erróneos e inservibles.
En resumen, los sistemas basados en NAND son más baratos y rápidos pero carecen de una fiabilidad que los haga eficientes, lo que demuestra la necesidad imperiosa de un buen sistema de archivos. Dependiendo de qué sea lo que se busque, merecerá la pena decantarse por uno u otro tipo.
Usos de la memoria flash:
Flash NAND, se usan para almacenamiento de código y datos. A veces se usan flash NOR y flash NAND unidas, como en el caso de OneNAND Flash de Samsung.
OneNAND Flash de Samsung: satisface las necesidades de memoria de los dispositivos de última generación, proporcionando un flash de un solo chip que ofrece una alta densidad de integración típica de las flash NAND con un un simplificado interfaz típico de las flash NOR. OneNAND alcanza velocidades de hasta 108MB/s en lectura. Se encuentra disponibles en densidades de 256 MB hasta 8GB. Con esta tecnología los diseñadores pueden utilizar sus actuales interfaces NOR para comunicaciones directas con la flash NAND, OneNAND también aumenta la velocidad de escritura cosa muy difícil de conseguir con las NOR
.
La próxima generación de smartphones requerirán más memoria para satisfacer las necesidades de los usuarios. Así OneNAND permite:
Hasta 50 veces más rápido para el visionado de fotos (referencia de fotos con 3 megapíxeles).
Baja tensión y menor consumo para la batería.
Reducción de un 40% en los costes frente a NOR.
Velocidades de las flash NAND
Los investigadores probaron los chips integrados de flash NAND de 16GB utilizados en smartphones Android y se encontró que el rendimiento a través de una red WiFi variaba entre un 100% y un 300% en todas las aplicaciones. Cuando se hizo una prueba en tarjetas de memoria flash de diferentes fabricantes y tipos(clases), el rendimiento tenía a veces variaciones de hasta 20 veces.
Debajo tenemos una tabla con el rendimiento que dieron las tarjetas de diferentes fabricantes.
