Memorie flash e pendrive Piero Scotto 1 Memoria flash La memoria

Memorie flash e pendrive
Piero Scotto
Memoria flash
La memoria flash, anche chiamata flash memory, è una tipologia di EEPROM, quindi di memoria
non volatile, che per le sue prestazioni può anche essere usata come memoria a lettura-scrittura.
Quando viene utilizzata come ROM viene anche chiamata flash ROM.
La memoria flash, trattandosi di memoria a stato solido, non presenta alcuna parte mobile quindi è
piuttosto resistente alle sollecitazioni e agli urti, inoltre è estremamente leggera e di dimensioni
ridotte.
La memoria flash è particolarmente indicata per la trasportabilità, proprio in virtù del fatto che non
richiede alimentazione elettrica per mantenere i dati e che occupa poco spazio. È infatti molto usata
nelle fotocamere digitali, nei lettori di musica portatili, nei cellulari, nei pendrive (chiavette), nei
palmari, nei moderni computer portatili e in molti altri dispositivi che richiedono un'elevata
portabilità e una buona capacità di memoria per il salvataggio dei dati.
Dopo una iniziale tipologia basata sulla logica NOR, nel corso degli anni è stata introdotta una
nuova tipologia basata sulla logica NAND. È stata concepita per la memorizzazione di grandi
quantità di dati in maniera sequenziale, a piccoli blocchi e con un costo contenuto. Questo tipo di
memoria si è diffuso velocemente tant'è che buona parte degli attuali dispositivi flash SMSmartMedia, SD-Secure Digital, MS-MemoryStick, si basano su di esso.
Le memorie NAND sono ottimizzate per l'aggiornamento rapido dei dati. Si consideri che il settore
di cancellazione per le NAND è di 8 kB contro i 64 kB delle NOR. Questo significa che in una
memoria NOR, anche se dobbiamo aggiornare un solo byte, siamo costretti a cancellare un intero
blocco di 64 kB e riscriverlo per intero con evidenti problemi di prestazioni. Inoltre a parità di
capacità risulta meno costoso produrre una NAND rispetto alla NOR.
È importante sottolineare una limitazione delle memorie flash secondo cui la cancellazione dei dati
avviene per blocchi completi e non per singolo byte. Nel momento in cui un byte viene
programmato non può essere cancellato se non dopo la cancellazione dell'intero blocco.
In pratica le flash offrono un accesso random in lettura e scrittura ma non nelle operazioni di
modifica e cancellazione. È questa una delle ragioni per la quale, al momento, non è possibile
sostituire le RAM dei PC con queste tipologie che permetterebbero di non perdere le
informazioni nel caso in cui ci sia un'interruzione improvvisa dell'alimentazione (blackout).
Altre due ragioni sono che l'accesso sia in lettura che in scrittura alle memorie FLASH
richiede molto più tempo rispetto ad una RAM attuale, e che comunque il numero di scritture
che una memoria FLASH può supportare non è illimitato seppur molto alto (100.000 cicli di
scrittura).
Chiave USB
Una chiave USB, o penna USB, o pendrive, è una memoria di massa portatile di dimensioni molto
contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al
computer mediante la comune porta USB.
1
Memorie flash e pendrive
Piero Scotto
Una chiave USB priva di involucro esterno. Sono visibili:
1) connettore USB
2) chip di gestione del protocollo USB
3) pin per test industriali
4) memoria flash
5) quarzo dell'oscillatore
6) diodo led di funzionamento
7) interruttore per il blocco della scrittura
8) spazio per una seconda memoria flash
Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash,
tipicamente di tipo NAND, contenuta al suo interno. Attualmente la
capacità di memoria delle chiavi USB va da 512 megabyte in su.
La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash
impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per
alte capacità.
Funzionamento
Il protocollo per il trasferimento dei dati dal computer alla
chiavetta, e viceversa, è un protocollo standard denominato USB
2
Memorie flash e pendrive
Piero Scotto
Mass Storage protocol. Tale standardizzazione ha incoraggiato l'inclusione dei driver di supporto e
di inclusione nel file system locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, Mac
OS X e Linux.
Inizialmente la velocità di lettura/scrittura della memoria flash contenuta nella chiavette era molto
bassa, "frenata" proprio dalla ridotta banda passante dell'interfaccia USB, che nella sua versione
originale, la 1.1, è di 12 Mbit/s. Recentemente invece quasi tutte le chiavette di nuova costruzione
utilizzano la più veloce versione 2.0, perfettamente retrocompatibile con la versione 1.1, e dotata di
una banda passante di 480 Mbit/s.
È da precisare però che la velocità di scrittura non dipende solo dall'interfaccia utilizzata, ma anche
dal tipo di memoria flash utilizzata, e dalla eventuale presenza di microchip dedicati all'interno della
chiavetta stessa. Esistono a questo proposito in commercio alcune chiavette che contengono un
piccolo microprocessore dedicato ad ottimizzare il processo di lettura/scrittura sulla memoria flash.
Grazie alle dimensioni ridotte, all'assenza di meccanismi mobili (al contrario degli hard disk
comuni) che lo rende molto resistente, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua
interoperabilità la chiavetta si sta configurando, accanto ai CD e ai DVD come unità preferita da un
crescente numero di consumatori per il trasporto fisico di dati. Si tenga inoltre in considerazione il
fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato, seppur molto
alto (oltre 100.000 cicli di scrittura).
Pro e contro
Nello scaricamento e caricamento di dati la chiavetta USB è il supporto con il minore ingombro (sta
in tasca) più veloce: supera in velocità di lettura e scrittura i CD-ROM e DVD-ROM, ma è più lento
delle componenti interne del computer (memoria cache, RAM e Hard Disk). Attualmente sono in
commercio chiavette USB da 64 GB e ne sono state testate altre da 128 GB.
Altro vantaggio è la sua versatilità, tutti i sistemi operativi moderni infatti non richiedono
l'installazione di driver per riconoscere le chiavi USB.
Un aspetto negativo è il fatto che dopo un lungo periodo di utilizzo, la memoria presente nella
chiavetta potrebbe perdere dati. Questo dipende dalla specifica memoria e dal suo grado di data
retention. In questo caso basta formattare la chiavetta per riavere l'affidabilità originaria.
3