6. Вопрос: Почему применение магнитно-резистивных головок позволяет увеличить физическую плотность записи на магнитной поверхности по сравнению с магнитно-динамическими головками?

Ответ:

В современных накопителях для считывания все чаще применяют магниторезистивные головки, основанные на эффекте анизотропии сопротивления полупроводников в магнитном поле (AMR — anisotropic magnetoresistance). В них через магниторезистивный датчик пропускают измерительный ток, и величина падения напряжения на нем пропорциональна намагниченности находящегося под головкой участка магнитной

поверхности. В отличие от индуктивной магниторезистивная головка вырабатывает сигнал не по производной записанного сигнала, а повторяет его форму. Магниторезистивная головка считывания хорошо уживается с индуктивной головкой записи, что позволяет достигать высокой плотности записи информации на магнитный носитель. Однако по технологии изготовления она сложнее тонкопленочной индуктивной, поскольку в ней сочетаются разнородные компоненты. Магниторезистивные головки позволяют добиться чрезвычайно высокой плотности записи данных и быстродействия накопителей. В большинстве накопителей 3,5", емкость которых превышает 1 Гбайт, используются MR-головки. Принцип работы головки основан на том, что при считывании

данных реактивное сопротивление обмотки MR-головки оказывается различным при прохождении над участками с разными значениями остаточной намагниченности. Таким образом, в отличие от предыдущих типов, магниторезистивная головка восприимчива не к изменениям, а к самим значениям намагниченности рабочего слоя. В конструкцию головки включена добавочная обмотка, через которую протекает постоянный измерительный ток, и при изменении сопротивления обмотки, по мере перемещения над носителем, изменяется падение напряжения на ней. Амплитуда выходного сигнала такой головки в несколько раз больше, чем тонкопленочной. Главной особенностью MR-головки является то, что она представляет собой резистивный датчик магнитного поля, а не генератор электродвижущей силы, как головки описанных выше типов.

Поскольку на основе магниторезистивного эффекта можно построить только считывающее устройство, MR-головка конструктивно состоит из двух частей — записывающей и считывающей. Записывающая часть представляет собой тонкопленочную головку. Таким образом, в MR-головке функции чтения и записи распределены между двумя узлами. Во всех рассмотренных ранее головках применяется один рабочий зазор как для чтения, так и для записи, а в MR-головке их два — каждый для свей операции. В MR-головках величина каждого зазора может быть подобрана оптимальной: у считывающего узла зазор должен быть узким (для увеличения

разрешающей способности), а у записывающего — более широким (для более глубокого

проникновения магнитного потока в рабочий слой носителя).

7. Вопрос: Охарактеризуйте основные способы увеличения скорости записи информации во флэш-память.

Ответ:

Флэш-память по определению относится к классу EEPROM, но использует особую

технологию построения запоминающих ячеек. Стирание во флэш-памяти производится сразу для целой области ячеек (блоками или полностью всей микросхемы). Это позволило

существенно повысить производительность в режиме записи (программирования). Флэш-память обладает сочетанием высокой плотности упаковки (ее ячейки на 30% меньше ячеек DRAM), энергонезависимого хранения, электрического стирания и записи, низкого потребления, высокой надежности и невысокой стоимости (рис. 8.107). Современная флэш-память имеет время доступа при чтении 35-200 нс, существуют версии

с интерфейсом динамической памяти и синхронным интерфейсом, напоминающим интерфейс синхронной статической памяти. Стирание информации (поблочное или во всей микросхеме) занимает 1-2 секунды. Программирование (запись) байта занимает время порядка 10 мкс, причем шинные циклы обращения к микросхеме при записи — нормальные для процессора (не растянутые, как для EPROM и EEPROM).

Флэш-память первого поколения. Микросхемы первого поколения (28F256, 28F512, 28F010, 28F020) имеют однобайтную организацию (32К, 64К, 128К и 256Кх8) и представляют собой еди­ный массив памяти, стираемой целиком (bulk erase) и программируемой побайтно. Время доступа указывается в конце обозначения (например, 28F010-65) и лежит в диапазоне 65-200 нс. Микросхемы первых выпусков (1990 г.) имели гарантированное число циклов стирания-программирования 10 000, современ­ные - 100 000.

Флэш-память второго поколения. Ячейки микросхем второго поколения группируются в блоки, допускающие не­зависимое стирание. Длительная операция стирания одного блока может пре­рываться для выполнения считывания данных других блоков, что значительно повышает гибкость и производительность устройства. Они имеют более сложный внутренний управляющий автомат и регистр состояния, что позволяет разгру­зить внешний процессор и программу от забот по отслеживанию длительности операции программирования и стирания, а также упростить эти процедуры. По способу разбиения на блоки, ориентированному на различные области приме­нения, различают микросхемы Boot Block и Flash File.