ما المقصود بذاكرة تخزين NAND - شرح مفصل

Khalid Abdullahi

Mar 13, 2023 • Filed to: Topics • Proven solutions

0

تُعد ذواكر تخزين NAND نوعاً من من ذواكر التخزين المُحافِظة على المعلومات من التطاير، والتي تُستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، إذ تتواجد في الأجهزة، مثل الكاميرات الرقمية والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والحواسيب المحمولة. توفِّر ذواكر تخزين NAND سرعة قراءة وكتابة عالية بالإضافة إلى سعة تخزينٍ مرتفعة، وسنُلقي في هذا المنشورِ نظرة أقرب على المقصود بذواكر تخزين NAND وبعضٍ من ميزاتها الأساسية.

1. ما المقصود بذاكرة تخزين NAND؟

يوجد نوعان من ذواكر التخزين؛ ذواكر التخزين من نوع NOR ومن نوع NAND. تُصنع ذواكر التخزين عادةً من مواد FGMOS أو FGMOSFET (بوابة عائمة المحوِّلات للتأثير بمجال أكسدة المعادن)، وتُعدُّ كل وحدة FGMOS مكوِّناً كهربائياً يمكنه تخزين 0 أو 1، لذلك تُسمَّى هذه المُحولات بالخلايا.

تصطف الخلايا في ذواكر تخزين nand بشكلٍ متسلسل، لذلك يمكننا الوصول إلى هذه الذاكرة بشكل متسلسل فقط، إذ تُحافظ ذواكر تخزين NAND على البيانات من التطاير بطبيعتها. يعني ذلك أنه بإمكانك تخزين محتوياتها، حتى إن لم تكن متصلةً بأي مصدر طاقة.

استخدامات ذواكر تخزين NAND

يُستخدم هذا النوع من ذواكر التخزين أيضاً في الحواسيب وأقراص تخزين SSD والهواتف الذكية والتلفاز الرقمي والأجهزة اللوحية وذواكر تخزين USB وما إلى ذلك؛ لا تتطلَّب هذه الذواكر تيّاراً متواصلاً، لكنها تحتوي على أشباه موصلات مكونة من أكسيد معدني يُزوِّد ذاكرة التخزين بالشحن.

ميزات ذواكر تخزين NAND

تُعد جميع أشكال ذواكر تخزين NAND غير متطايرة مما يعني أن أجهزة التخزين المزودة بذاكرة من نوع NAND تحتفظ بالبيانات المخزنة دون استخدام بطارية أو أي مصدر جهد آخر؛ يمكن لذواكر كهذه تخزين البيانات لفترةٍ طويلة دون الإضرار بها.

يُعد أفضل شيء حول ذواكر تخزين NAND أنه يمكنك برمجتها حسب حاجتك، إذ تستطيع رقائق IC القابلة للبرمجة احتواء أيِّ نوع من البيانات من المستندات إلى مقاطع الفيديو، لذلك يمكنك استخدامها عند حاجتك.

إنَّ الوقت المطلوب لكتابة البيانات في ذواكر تخزين NAND أقل من أنواع الذواكر الأخرى، ولهذا السبب تُستخدم هذه الذاكرة في التطبيقات التي يفضل فيها الكتابة الدائمة بدلاً من استرداد البيانات. وتُعد ميزة مسح المحتويات السريعة واحدةً من ميزات ذواكر تخزين NAND الفريدة من نوعها، إذ سيُزال مقدار كبيرٌ من البيانات خلالَ ثوانٍ من إعطائك أمر الحذف.

تُعد ذواكر تخزين NAND كثيفةً جداً، لدرجة أنه بإمكانك الحصول على جهاز تخزين بسعة 2 تيرابايت من أي متجر حواسيبٍ محلِّي. يعمل العلماء والمهندسون على جعل مساحة ذواكر التخزين تتناسب مع أحدث التطبيقات مع تزايد حجمها.

تكلفة تصنيع ذاكرة تخزين NAND منخفضة بشكل مذهل، وتعمل المزيد من الشركات المصنعة المعروفة على بناء أجهزة ذاكرة NAND بأحجام وميزات وتصميمات مختلفة لتلبية احتياجات المستخدم، لهذا فقد أصبحت الأجهزة المزودة بذاكرة تخزين NAND أكثر شيوعاً من أجهزة التخزين المادية.

تاريخ ذواكر تخزين NAND

طُوِّرت ذواكر التخزين NAND من قِبل شركة Toshiba اليابانيَّةٍ المعروفة في عام 1989، إذ كان Fujio Masuoka هو المهندس الرائد الذي أنشأ هذا النوع من ذواكر التخزين مع زملائه شديدي العزيمة. غيّرت ابتكارات Fujio Masuoka العالم إلى الأبد، فقد كان هدفه استبدال ذواكر التخزين المغناطيسية القديمة الضخمة والثقيلة والبطيئة، والآن تُثبَّت ذواكر تخزين NAND في أغلب الأجهزة الرقميَّة.

2. كيفية عمل ذاكرة تخزين NAND

تحتوي ذواكر تخزين NAND ملايين حافظات الشحنات التي تحبس خلايا الذاكرة المكونة من MOSFETs، وتُنشأ هذه الخلايا باستخدام تقنيةٍ نانومتريَّة. تستطيع كلُّ خليَّةٍ حافظة لشحنات الذواكر (CTF) إما حبس الإلكترونات أو إطلاقها، وبالتالي يمكن لكل خلية أن تمثل بت واحد فقط إما 0 أو 1 في الماضي.

تملك كل خلية CTF ثلاثة أجزاءٍ عملية تُعرف بالبوابة والقناة وحافظة الشحنات، ويُفرَّق كل ما سبق باستخدام مادة عازلة. يمكن لجزء حفظ الشحنات تخزين أو إطلاق الإلكترونات المُخزنة فيه، ولذلك يُدعى بحافظ الشحنات؛ تعرض الخليَّة الرقم 1 إن لم يوجد أيَّة إلكترونات مخزنة بداخلها، وإلا فتعرض 0.

يمكن لخلية CTF حديثةٍ واحدة تخزين قيمٍ أكبر من الخلايا السابقة، ويُحقَّق ذلك عبر تخزين مستويات شحن مختلفة في جزء Charge Trap. ولتمثيل 8 قيم مختلفة مثلاً، نحتاج إلى 8 شحنات أو جهد كهربائي مختلف.

3. أنواع ذواكر تخزين NAND

SLC

يُعد SLC اختصاراً لخلية ذات مستوىً واحد "single-level-cell"، وهو نوع قديم من ذواكر NAND التي يمكن أن تمثل فيها كل خلية رقماً ثنائياً واحداً (بت).

MLC

يمكن لكل خلية متعددة المستويات تمثيل 2 بت، وتُعد قدرة هذه الخلايا على التحمل أقل من SLCs لأن دورات الكتابة والتأكد تحدث مرتين أكثر من SLCs.

TLC

تعني TLC خلية ثلاثية المستوى، وكما هو واضح من الاسم، تخزن كل خلية 3 بتات من الذكريات، مما يسمح بتخزين المزيد من البيانات في نفس المساحة. تُستخدم محركات الأقراص المزودة بـTLC في الغالب من قبل الشركات على مستوى المؤسسات والمستهلكين.

QLC

يمكن أن تمثل كل خلية رباعية المستوى ما يصل إلى 4 بتات لأن كلمة "Quad" تعني "أربعة"، وتُعد هي التقنية التي توفر تكلفة كل تيرابايت مقارنة بالقرص الصلب.

ذاكرة تخزين 2D NAND

تتراكم خلايا التخزين بشكل أفقي مكونة مصفوفة ثنائية الأبعاد في هذا النوع من الذواكر؛ لا يُصنَّع هذا النوع من وحدات الذاكرة والتخزين بكميات كبيرة لأن الخلايا الأفقية تحتاج إلى مساحة مادية أكبر، مما يؤدي إلى زيادة حجم الرقاقة، وبالتالي فإن ذواكر تخزين 2D NAND تملك قابلية التوسع.

ذواكر تخزين 2D NAND أرخص من ذواكر 3D NAND، إذ تتميز 2D NAND Flash بوقت استجابة مرتفع، لكنه يستخدم طاقة أقل بنسبة 50٪ أو أقل من 3D NAND، ويحتوي هذا النوع من ذواكر NAND على تحكم بالبيانات أكثر من تحكم النوع ثلاثي الأبعاد.

ذاكرة تخزين 3D NAND

تُوَفَّر المساحة في ذواكر 3D NAND عبر إنشاء خلايا الذاكرة عمودياً في مصفوفة ثلاثية الأبعاد، وتوفر تقنية تصنيع ذواكر تخزين NAND هذه الكثير من المساحة المادية مما يجعل الشريحة أصغر حجماً.

تسمح هذه التقنية للمصنعين بزيادة سعة الذاكرة عن طريق تقليل حجم الرقاقة، وهذه هي الأسباب التي تجعل ذواكر تخزين 3D NAND أغلى من ذواكر 2D NAND. يعد تصنيع ذاكرة 3D NAND أمراً صعباً ومكلفاً للغاية، ويمكن أن يؤدي خطأ واحد إلى جعل شريحة الذاكرة بأكملها غير قابلة للاستخدام.

ذواكر تخزين NAND مقابل ذواكر NOR

ذاكرة تخزين NOR وNAND هما نوعان من ذواكر التخزين بميزاتٍ مختلفة، وتعرف ذواكر تخزين NOR بكونها أسرع من ذواكر NAND لكنها غالية أيضاً. تعلم المزيد عن NAND مقابل NOR.

إيجابيات وسلبيات ذاكرة التخزين NAND

صناعة ذاكرة تخزين NAND وكبرى الشركات المصنعة

تنتج معظم الصناعات التكنولوجية الرائدة مثل Samsung ذاكرة فلاش NAND، كما تستخدمها في أجهزتها الإلكترونية كالهواتف المحمولة أيضاً. إليك بعض الشركات الرائدة في صناعة ذاكرة تخزين NAND وأفضل الشركات المصنعة:

4. كيفية استعادة البيانات المحذوفة أو الضائعة من جهاز وحدة تخزين ذاكرة من نوع NAND

إذا تم حذف بياناتك من جهاز يحمل ذاكرة تخزين من نوع NAND، فيمكنك استعادتها بسهولة بالغة وبلمح البصر. يمكن لتطبيق Wondershare Recoverit استرداد بياناتك المفقودة من أي نوع من وسائط التخزين الداخلية والخارجية، بما في ذلك أجهزة ذاكرة التخزين ومحركات أقراص الحالة الصلبة SSD ومحركات الأقراص الثابتة HDD وبطاقات الذاكرة وما إلى ذلك.

ما عليك سوى تنزيل Wondershare Recoverit وتثبيته من موقعه الرسمي على الويب لاستعادة بياناتك الثمينة. وبعد فتح التطبيق الذي يتمتع بواجهة مستخدم سهلة الاستخدام، سيكتشف تلقائياً جميع الأجهزة المتصلة بجهاز الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر الشخصي، بما في ذلك محركات ذواكر USB أو بطاقات الكاميرا.

يتساءَل الناس أيضاً:

خلاصة

كانت هذه المقالة دليلاً إرشادياً بسيطاً وسهلاً عن ذاكرة تخزين NAND، والتي لن توضح مفاهيمك الأساسية حول هذا النوع من ذواكر التخزين فقط، بل ستصف لك ميزات وتاريخ جهاز التخزين هذا أيضاً، فبعد كتابة الأنواع المختلفة منها، قارنّا NAND Flash بذاكرة فلاش NOR.

يتضمن هذا الدليل مزايا وعيوب ذاكرة تخزين NAND جنباً إلى جنب مع أفضل الشركات المصنعة لها، وسنقدم لك ختاماً رابط البرنامج الذي يمكنه استرداد بياناتك المحذوفة أو المفقودة في غضون دقائق.

Wondershare Recoverit - برنامج استعادة ذاكرة فلاش آمن وموثوق

جربه مجاناًجربه مجاناً

عدد مرات التحميل: 5,481,435

استرجع الملفات والصور والصوت والموسيقى ورسائل البريد الإلكتروني المفقودة أو المحذوفة من أي جهاز تخزين بشكل فعال وكامل.

استرجع البيانات بعد الحذف المفاجئ أو التهيئة أو تلف بطاقة الذاكرة أو هجمات الفيروسات أو تعطل النظام وما إلى ذلك.

استعِد الملفات من أكثر من 5000 جهاز تخزين، مثل ذواكر تخزين USB المحمولة وبطاقات SD وبطاقات CF ومحركات أقراص الحالة الصلبة SSD ومحركات الأقراص الثابتة HDD والأقراص المرنة وما إلى ذلك.

عاين الملفات قبل استعادتها، علماً أنه لا يلزم الدفع إذا كانت الملفات غير قابلة للاسترداد.

جرب Recoverit مجاناً وجرب أيضاً الإصدار المدفوع لمتعةٍ أكبر.