ЖУРНАЛ СТА 1/1996

1/96 98 ФЛЭШ-ПАМЯТЬ памяти может выполнять в компьютер- ной системе функции загрузочного. Первоначально существовало не- сколько файловых сис- тем для флэш-памяти, каждая из которых использовала свою уникальную структу- ру данных. Это озна- чало, что данные, за- писанные с помощью одной FFS, не могли быть прочитаны с по- мощью другой. В этой ситуации, когда стало ясно, что для перено- симости информации отрасль нуждается в стандартизации, на сцену вышел комитет PCMCIA. Стандарт определяет спецификации, помо- гающие разработчи- кам FFS управлять структурами данных во флэш-памяти. Если все поставщики, которые реализуют в настоящее время файловые системына основе FTL, стро- го следуют стандарту, это должно обес- печить полную переносимость данных между различными реализациями фай- ловых систем для флэш-памяти. Практически FTL обеспечивает пред- ставление накопителя на флэш-памяти для программного обеспечения вер- хнего уровня как набора виртуальных секторов. При этом запросы на запись сектора переадресуются в свободные области носителя, а область, первона- чально содержавшая данные этого сек- тора, помечается как недействительная. Другими словами, данные записывают- ся в определенное место памяти, кото- рое было сначала стерто, а старые дан- ные помечаются как неиспользуемые, или «мусор». Кроме этого, FTL запомина- ет, в каком месте на носителе находятся переадресованные секторы, чтобы пос- ледующие обращения по чтениюмогли возвратить корректные данные. Размер этих виртуальных секторов определя- ется при форматировании носителя. Пользователю кажется, что компью- тер и операционная система воспри- нимают флэш-память как массив смеж- ных секторов. Но в действительности физическое местоположение каждого виртуального сектора хранится в специ- альной таблице, которая описывает реальноерасположение данных (рис. 1). В зависимости от своего типа каждая микросхема флэш-памяти на карте PCMCIA может быть поделена на одну или более стираемых блоков равного размера. Каждый такой блок представ- ляет собой минимальную непрерыв- ную область памяти, которая может быть стерта за одну операцию. Если8-раз- рядные микросхемы объединяются для получения 16-разрядной шины данных, то соответствующие физичес- кие блоки двух смежных микросхем объединяются вместе как одна стирае- мая зона. При этом одна микросхема содержит данные для четных адресов, а другая — для нечетных (рис. 2). Для размещения данных стираемая зона равномерно делится на один или более секторов рав- ного размера. На- пример, зона ем- костью 128 кбайт может быть разбита на 256 секторов по 512 байтов каждый. Такой же размер имеют виртуальные секторы, через кото- рые с помощью FTL происходит отобра- жение флэш-памяти для программного обеспечения верх- него уровня (рис. 3). Каждая стираемая зона содержит ин- формацию об отно- сящихся к нему сек- торах. Эта информа- ция описывает в том числе состояние каждого сектора. С помощью нее файловая система мо- жет, например, определить, содержит этот сектор полезные данные или там находится «мусор». В какой-то момент времени файло- вая система затребует области, содер- жащие «мусор», для дальнейшего ис- пользования. В этом случае выполня- ется процедура «сборки мусора», кото- рая все области с «мусором» в пред- елах стираемой зоны возвращает в со- стояние готовности к записи. Одно изделие, которое уже создано в соответствии со стандартом FTL, — это флэш-карта MobileMax, разработанная фирмой Maxtor, Inc. из Сан-Хосе (штат Калифорния). Эта карта сформатиро- вана в соответствии с требованиями FTL и содержит встроенное програм- мное обеспечение TrueFFS. В резуль- тате карта немедленно готова для рабо- ты с большинством платформ PCMCIA. Сейчас, когда стандарт занял свое место, следующий шаг — это предоста- вить технологию флэш-памяти конеч- ным пользователям в удобной для них форме. Некоторые другие аспекты, связанные с флэш-памятью, должны вызвать размышления, например, не- обходимость снижения цен или то, что рынок электронных записных книжек (PDA) нуждается в расширении. В то же время вертикальные рынки, кото- рые менее чувствительны к цене, уже сегодня могут воспользоваться пре- имуществами флэш-технологии. Сам FTL-стандарт содержит слиш- ком большое число подробностей и деталей, чтобы обсуждать точные оп- ределения структур данных в рамках этой небольшой статьи. Ведущим разработчиком программ- ного обеспечения, реализующего стан- дарт FTL, является фирма M-Systems со своей системой управления флэш- памятью под названием TrueFFS. Необ- ходимо, отметить, что специальное программное обеспечение, эмулирую- АППАРАТУРА Рис. 2. Если используются 8-разрядные микросхемы флэш- памяти, то для получения 16-разрядной шины данных требуется совместное использование двух микросхем Рис. 3. Для размещения данных стираемая зона равномерно делится на секторы. Каждый сектор имеет такой же размер, как и виртуальные секторы, предоставляемые FTL программному обеспечению верхнего уровня