ЖУРНАЛ СТА №2/1998

Габариты и вес Так как флэш-диски основаны на по- лупроводниковой технологии, то их минимальный размер соответствует размеру микросхемы. Так, например, флэш-диск DiskOnChip 2000 фирмы M-Systems выполнен в виде обычной DIP-микросхемы с 32 ножками. Что касается механических дисков, то найти накопители размером меньше 2,5" достаточно трудно. Из нескольких компаний, пытавшихся производить 1,8" диски в формате PCMCIA Type III, сейчас осталась только одна. Из-за мно- жества технологических проблем, свя- занных с миниатюризацией НЖМД, удельная стоимость таких накопителей достаточно высока и они вряд ли дожи- вут до конца нынешнего тысячелетия. Вес флэш-дисков может составлять все- го несколько граммов — цифра, явно недостижимая для их механических со- братьев. Не лишним будет также отме- тить, что флэш-диски не производят акустических шумов. Потребляемая мощность Здесь флэш-диски также вне конкурен- ции. Во время операции чтения или запи- си типичный флэш-диск потребляет от источника питания 5 В ток величиной всего около 40 мА (200 мВт), а во время хранения значение тока может падать до 0,1 мА. Наиболее экономные НЖМД для Notebook даже в режиме полной оста- новки потребляют 200 мА, а при чтении или записи — 500 мА. Необходимо так- же учитывать, что подобные диски, в от- личие от флэш-дисков, для раскрутки и перехода из режима остановки в рабо- чий режим требуют достаточно много времени и энергии. Во многих случаях полезным является то, что флэш-дискам для работы нужно напряжение питания одного номинала. Скорость доступа Флэш-диски в отличие от механи- ческих не затрачивают время на пози- ционирование считывающей головки над необходимым цилиндром и сек- тором вращающегося магнитного диска. С этой точки зрения, доступ к любым данным на флэш-диске проис- ходит практически мгновенно. Нет проблем и со скоростью считывания данных: в зависимости от исполнения флэш-диска эта величина колеблется в пределах 1…5 Мбайт/с. Ненамного меньшие скорости достигнуты и при записи во флэш-диск. Однако, как мы покажем далее, в некоторых случаях необходимо учитывать те ограниче- ния на скорость записи, которые на- кладывает сама технология флэш-па- мяти. Количество циклов записи В отличие от магнитных дисков, чис- ло циклов записи (а точнее, стирания/ записи) в одну и ту же ячейку флэш-па- мяти ограничено, что и указывается иногда как основной недостаток флэш- дисков. Давайте, однако, разберемся, на- сколько этот недостаток серьезен. Для современных микросхем памяти число циклов перезаписи составляет не менее 1 млн. Много это или мало? Часто можно услышать такое мнение: «Мое ус- тройство записывает 1 кбайт каждую се- кунду. Получается, через полторы неде- ли работы мне придется покупать но- вый флэш-диск?» Конечно же, нет! По- пробуем разобраться с этой проблемой на примере флэш-дисков фирмы M-Systems, производимых на основе микросхем флэш-памяти 28F008SA фирмы Intel. Эти микросхемы имеют объем 1 Мбайт и блочную структуру по 64 кбайт. Физическая организация флэш- памяти подразумевает стирание блока, если мы хотим его переписать заново. Иными словами, на каждые 64 кбайт за- писанных данных нам потребуется один цикл стирания. Здесь необходимо учитывать, что производители флэш- дисков программно или аппаратно реа- лизуют концепцию так называемых «виртуальных» секторов. То есть, даже если ваша программа пытается писать блоки данных в одно и то же место на диске, разработчики позаботились о том, чтобы физические данные попада- ли при этом в разные области флэш-па- мяти, а число циклов стирания было равномерно распределено по всем бло- кам флэш-диска. В частности, про- граммное обеспечение TrueFFS, приме- няемое фирмой M-Systems, гарантирует 95% утилизацию блоков флэш-диска и, как минимум, 1 млн. циклов записи на диск. Иными словами, в диск объемом 1 Мбайт может быть записано до 950 Гбайт данных, прежде чем исчерпа- ется допустимое число циклов переза- писи. Давайте рассмотрим, как это вы- глядит на конкретном примере. Пример : кассовый аппарат. Каждая транзакция..........200 байт Каждый чек ............................20 транзакций = 4 кбайт В день ..........................................1000 чеков = 4 Мбайт При использовании флэш-диска раз- мером 4 Мбайт на него может быть за- писано за время эксплуатации 950 Гбайт•4 = 3800 Гбайт, что соответ- ствует общему времени эксплуатации в приложении кассового аппарата 3800 Гбайт/4 Мбайт = 950 000 дней. В худшем случае гарантированное время эксплуатации 4 Мбайт флэш-диска в приложениях такого типа составит примерно 2600 лет. В случае примене- ния диска объемом 1 Мбайт это время составит 650 лет. Возвращаясь к первоначальному во- просу о записи на флэш-диск по 1 кбайт в секунду круглосуточно, легко подсчи- тать, что срок службы для диска объе- мом 4 Мбайт в такой фантастической задаче составит 120 лет. Отсюда можно сделать вывод, что не так страшен черт, как его малюют, лиш- ним подтверждением чего является тот факт, что некоторые производители да- же не указывают допустимого числа циклов перезаписи для своих флэш- дисков, подразумевая тем самым, что срок их службы явно превышает пери- од морального или физического старе- ния того оборудования, где они приме- няются. Стоимость При единичных закупках стоимость одного мегабайта флэш-диска составля- ет 10 долларов (здесь и далее указаны цены фирм-производителей без учета российских налогов). Это объясняется, в первую очередь, ценой самих микро- схем флэш-памяти. Для сравнения, сто- имость мегабайта обычного электроме- ханического диска составляет сегодня не более 0,2 доллара. Хотя, если речь за- шла о стоимости, неплохо проследить динамику изменения цен на флэш-дис- ки. Еще год назад стоимость одного ме- габайта флэш-диска составляла не меньше 50 долларов, а по прогнозам производителей флэш-дисков, к 2000 году цена одного мегабайта составит не более 1 доллара США. С другой стороны, есть такое понятие, как начальная стои- мость накопителя, определяемая мини- мально необходимым набором состав- ных частей накопителя, таких как кор- пус, мотор, устройство позиционирова- ния, плата контроллера и т. п. Для жест- ких дисков эта величина мало изменя- ется в течение уже многих лет и состав- ляет около 100-150 долларов. Десять лет назад за эту цену потребителю предла- гался жесткий диск объемом 32 Мбайт, год назад еще можно было найти диски 500 Мбайт такой стоимости, а сегодня за эти деньги почти невозможно найти НЖМД емкостью менее 1 Гбайт. В то же время начальная стоимость флэш-дис- ков гораздо ниже и составляет сегодня около 40-50 долларов США. За 170 дол- ларов можно приобрести флэш-диск относительно большой емкости — 13 2/98 ОБЗОР АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА