LA RIVOLU;DELLE MEh

In poco più di dieci anni le memorie Flash

hanno conquistato il mercato dell'elettronica

di consumo: e hanno ancora un brillante futuro

di Giovanni Campardo e Rino Micheloni

• ra il 1965. Era passata quasiuna ventina d'anni dall'inven-zione del transistor bipolareda parte di William Shockley,John Bardeen e Walter Hou-ser Brattain, quando Gordon

Moore, co-fondatore della Intel, osservòche il numero di transistor per centime-tro quadrato in un microchip raddoppiavaogni anno. Moore pensò che questa ten-denza avrebbe potuto essere rispettata an-che negli anni a venire, e infatti gli annisuccessivi mostrarono un raddoppio delladensità dei componenti attivi in un circui-to integrato ogni 18 mesi. E oggi è questovalore a definire la legge che porta il suonome: la «legge di Moore». Per esempio,nei 18 mesi che trascorsero dal processorePentium-1.3 al Pentium-4, il numero deitransistor è passato da 28 a 55 milioni.

Oggi un comune PC da tavolo ha dueCPU e una frequenza di funzionamento (ilparametro che indica la velocità con cuivengono compiute le operazioni da un mi-croprocessore) di qualche gigahertz (GHz):una frequenza operativa di 1 GHz significa

svolgere un miliardo di operazioni al se-condo. La memoria disponibile per conte-nere le informazioni arriva a svariate cen-tinaia di gigabyte (GB, 1 GB corrisponde apoco più di un miliardo di caratteri).

Per capire proviamo a fare un conto: inuna pagina di un libro possiamo contareall'incirca 3500 caratteri; le memorie so-no organizzare per byte (8 bit) e ogni bytepuò essere utilizzato per memorizzare uncarattere, perciò con un GB di memoriapossiamo memorizzare quasi 300.000 pa-gine. Immaginando che un libro medio siacomposto di 200 pagine, possiamo imma-gazzinare fino a 1500 libri. Un gigabyte,come sanno tutti gli appassionati, è la di-mensione tipo delle attuali Memory Cardper la fotografia digitale.

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In questo scenario, una significativaporzione dei dispositivi prodotti è rappre-sentata dalle memorie, uno dei compo-nenti chiave di tutti i sistemi elettronici.

Le memorie a semiconduttore possono

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LE SCIENZE 105

Gate

Ossido spesso

Source

Substrato di tipo p

Gate di controllo

Gate flottante

Drain

Ossido di tunnel

essere divise in due categorie principali:le RAM, acronimo di Random Access Me-mory, il cui contenuto può essere cambiatovelocemente e per un numero virtualmen-te illimitato di volte; e le ROM, acronimodi Read-Only Memory, il cui contenutonon è modificabile o lo è con tempi del-l'ordine dei millisecondi, comunque nonconfrontabile con i tempi con cui avven-gono le operazioni all'interno dei disposi-tivi RAM, che sono dell'ordine dei nano-secondi, cioè dei miliardesimi di secondo.

Una seconda caratteristica che diffe-renzia le due famiglie è che le RAM per-dono il loro contenuto quando l'alimen-tazione viene tolta, le ROM invece lamantengono, virtualmente, per sempre.La memoria ideale dovrebbe combina-re queste due proprietà, rapida modifi-cabilità e capacità di ritenzione dell'in-formazione. La categoria delle memorienon volatili comprende tutte le memo-rie il cui contenuto può essere cambia-to elettricamente maè mantenuto quandol'alimentazione vie-ne rimossa. Queste so-no più flessibili del-le ROM originali, il cuicontenuto viene defi-nito durante il proces-so di fabbricazione enon può più essere al-terato dall'utente.

La storia delle me-morie non volatili inizia negli anni set-tanta, con l'introduzione della prima me-moria EPROM (Erasable ProgrammableRead Only Memoty). Da allora le memorienon volatili sono sempre state considera-te una delle più importanti famiglie di se-miconduttori e, fino agli anni novanta,il loro interesse è stato legato più al lororuolo di prodotto di sviluppo per le nuo-ve tecnologie che al loro valore economi-co. Dai primi anni novanta, con l'intro-duzione delle memorie non volatili Flashe di prodotti portatili come cellulari, pal-mari, videocamere e fotocamere digitali ecosì via, il mercato di queste memorie haavuto un aumento vertiginoso (si veda ilgrafico nella pagina a fronte).

L'evoluzione negli anni della tecnologia(si veda il grafico a p. 108) per le memorienon volatili denominate «a gate isolata»ha permesso di ridurre l'area della singo-

la cella di memoria che, dal 1984 a oggi,è passata da 30,25 a 0,08 micrometri qua-drati, scalando di ben 32 volte. L'informa-zione di un bit è contenuta nella singolacella, perciò nell'esempio che abbiamo fat-to prima un GB di memoria significa pocopiù di un miliardo di celle di memoria. Lacapacità dei dispositivi di memoria è pas-sata da 0,5 MB del 1984 a 4 GB del 2004,con una variazione pari a 4096 volte, inperfetto accordo con la legge di Moore.

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Per essere realizzate, le celle di memo-ria vengono impaccate a formare una ma-trice in modo da ottimizzare lo spazio susilicio. E con il tipo di disposizione adot-tato si possono raggiungere densità di mi-lioni di celle in pochi millimetri quadrati.

Le memorie non volatili Flash si basa-

no sull'impiego del transistor a gate iso-lata. Viene realizzato un transistor MOScon due gate sovrapposte anziché una so-la (si veda lo schema qui sopra): la primacompletamente isolata nell'ossido, la se-conda invece contattata a formare il ter-minale di gate. La gate isolata, completa-mente circondata dall'ossido, costituisceun'ottima «trappola» per gli elettroni postisu di essa, tale da garantire una ritenzionedella carica pari ad alcune decine di anni

Le operazioni che permettono di porta-re gli elettroni sulla gate isolata e poi di ri-muoverli, quando necessario, sono chia-mate programmazione e cancellazione.Queste operazioni permettono di modifi-care un parametro elettrico macroscopi-co che corrisponde alla tensione di soglia

della cella di memoria, vale a dire il valo-re della tensione da applicare alla gate dicontrollo affinché la cella possa conside-rarsi accesa, e che viene usato per discri-minare il valore logico da memorizzare.

Convenzionalmente è chiamata can-cellazione l'operazione eseguita colletti-vamente su un insieme di celle: per le me-morie Flash l'operazione di cancellazionedà luogo a celle con soglia bassa. Il mec-canismo di scrittura invece, è detto per«elettroni caldi»; la gate di controllo e ildrain vengono portati ad alti valori di po-tenziale, mentre il source viene lasciato amassa. In queste condizioni si hanno deicampi elettrici che permettono agli elet-troni di passare dal canale alla gate iso-lata superando la barriera di potenziale

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•

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LE MEMORIE

FLASH sono ormai

presenti in moltissimi

dispositivi elettronici,

dai cellulari ai lettori Mp3, dai

sistemi GPS alle fotocamere digitali.

In una decina d'anni, il mercato di queste

memorie non volatili (sotto) ha superato i 25

miliardi di dollari all'anno.

30

25

313 20

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1996 199? 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 200?

Memorie Flash E RAM dinamiche (DRAM) E RAM statiche (SRAM)

In sintesi/"---I storia r"9.-----Ideate su richiesta dei militari statunitensi per impedire che il nemico potesse leggere

i codici di aerei o di missili inesplosi, in poco più di dieci anni le memorie Flash hanno

conquistato una considerevole quota di mercato nell'elettronica commerciale.

Il vero vantaggio delle memorie Flash rispetto agli altri tipi di memorie non volatili è

l'operazione di cancellazione elettrica, che permette di cancellare simultaneamente

blocchi di byte raggruppati in settori o se necessario l'intero contenuto della memoria.

Grazie ai progressi della tecnologia ed essendo meno ingombranti e meno

dispendiose in termini di consumo energetico rispetto agli hard disk tradizionali,

presto le memorie Flash potranno trovare una nuova importante applicazione come

hard disk «a stato solido» peri computer portatili.

rappresentata dall'ossido di tunnel. Con-venzionalmente il valore logico «1» delsistema binario è associato alle celle consoglia bassa, mentre lo «0» logico alle cel-le con soglia alta.

Questo meccanismo è noto come hotelectron injection. Grazie all'alta tensioneposta sul drain, gli elettroni in movimen-to dal source verso il drain guadagnanoenergia dal campo elettrico laterale e per-dono energia nelle interazioni con il reti-colo del cristallo del silicio. Gli elettronisono così «riscaldati» dall'elevato cam-po elettrico laterale, e una frazione di es-si guadagna un'energia sufficiente per su-perare la barriera fra l'ossido e la bandadi conduzione del silicio. Ovviamente glielettroni «caldi» devono superare la bar-riera nella direzione giusta per essere rac-colti nella gate isolata.

Gli elettroni immagazzinati nella ga-te isolata producono l'effetto di aumen-tare la soglia della cella. La scrittura di undato a un certo indirizzo, in un tempo diqualche microsecondo, porta le celle dal-lo stato di neutralità, a cui convenzional-mente si associa lo stato logico «1», allostato logico «0» con carica inserita nellagate isolata. Durante l'operazione di let-tura la cella scritta risulterà nello stato«spento», non potendo assorbire correntegrazie alla sua alta soglia.

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L'operazione di cancellazione elettricaè il vero vantaggio delle memorie Flashrispetto alle altre tipologie di memorienon volatili. Per esempio, per le EPROMlo svuotamento della gate isolata dallecariche immagazzinate avviene attraversol'esposizione a luce ultravioletta, che ren-de necessaria la rimozione del dispositivodalla scheda madre. Per le Flash l'opera-zione di cancellazione avviene invece ap-

I PRINCIPALI ELEMENTI DELLA CELLA DI UNA MEMORIA FLASH sono mostrati in

questo schema, che evidenzia la presenza delle due gate sovrapposte.

o

GLI AUTORI

GIOVANNI CAMPARDO si è laureato in ingegneria nucleare al Politec-

nico di Milano e in fisica all'Università Statale di Milano. Lavora

in STMicroelectronics, ed è autore di più di 100 brevetti, tre libri e

numerose pubblicazioni. Attualmente si occupa di progettazione

di System in Package. RINO MICH ELONI si è laureato in ingegneria

nucleare presso il Politecnico di Milano nel 1994. Ha lavorato in STM

per 11 anni, progettando memorie Flash multilivello NOR e NAND.

Attualmente lavora presso Qimonda Flash GmbH. È coautore di oltre

100 brevetti, due libri e numerose pubblicazioni.

106 LE SCIENZE

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LE SCIENZE 10?

L

e memorie non volatili rappresentano sia una sfida

tecnologica, per le loro ridotte dimensioni, sia di progetto,

perché le modalità di funzionamento ci permettono di caricare

e rimuovere nella gate flottante un numero veramente esiguo di

elettroni.

Per capire la complessità del problema pensiamo al fatto che

in un grammo d'acqua ci sono circa 10 22 molecole, cioè 10.000

miliardi di miliardi, e 100.000 miliardi di miliardi di elettroni. Nel

caso di una memoria Flash, il numero di elettroni che servono

per discriminare un livello logico è di appena qualche migliaio. Il

problema maggiore è che le celle di memoria, pur essendo tutte

disegnate allo stesso modo, risultano leggermente differenti a

causa del processo di fabbricazione.

Immaginiamo di produrre una memoria da 256 megabit

(Mb). Pensando a una produzione di 20 milioni di pezzi all'anno

per almeno dieci anni, venderemo, nell'arco di questo tempo,

qualcosa come 105 celle (un milione di miliardi), con il desiderio

che siano tutte funzionanti nell'intervallo di temperatura e di

alimentazione concesso. È un po' come se pretendessimo di

mettere in 10 15 scatole qualche migliaio di granelli di sabbia

usando una benna meccanica. Inoltre, il riempimento e lo

svuotamento con la benna deve essere ripetuto 100.000 volte,

spostandoci fra l'equatore ed il polo nord nel tempo di dieci anni!

In una memoria bilivello si immagazzina un bit di informazione

in ogni cella. I bit a soglia più bassa rappresentano l' «1» logico, gli

altri lo «0». In questo caso nella gate isolata vengono intrappolati

circa 30.000 elettroni. Nel caso multilivello invece, ogni cella può

immagazzinare più bit d'informazione. Questo risultato si ottiene

immagazzinando meno elettroni nella gate isolata, creando

così celle con soglie differenti. Nel caso di due bit per cella, per

esempio, attraverso l'operazione di scrittura si possono portare

circa 10.000 elettroni sulla gate isolata. Una cella con gate isolata

vuota corrisponderà al valore logico «11», con 10.000 elettroni al

valore «01», con 20.000 a «10» e con 30.000 al livello «00».

FARE CALCOLI CON UNA MANCIATA DI ELETTRONI

RIDUZIONE DELLE DIMENSIONI PER LE CELLE FLASH NOR

Dimensione in megabit del dispositivo di memoria0,04pm2

256M128M

0,076pm2

iiial — 0,16pm264M32M

'il". lill 0,32 Pm2

•'•=IAI .I I 11.1I O 46 m2

1111111 , PVIE 0,81 pm2

1,2 pm216M

4M

contatto,..-„,

i111

1.11

4,6pm2area attiva

iI ........ IIIIIII

i (n 1111M ..

9,3 pm2Pol 1 gate (lottante(

M.M...256K

19,2pm2Area della cella

Tecnologia (prn] 1,2 0,8 0,6 0,35 0,25 0,18 0,15 0,13 0,09 0,65

Anno 1990 1992 1994 1996 1997 1999 '01 '04 '05 '06

L'EVOLUZIONE DELLE DIMENSIONI della cella di memoria Flash NOR negli ultimi anni è stata vertiginosa:

dieci generazioni di dispositivi mostrano una riduzione dell'area della cella di 1000 volte. La misura

della superficie della cella è indicata in micrometri quadrati (p1m2).

Sempre più dati, Nsempre meno spazio

IDisco da 5,25 pollici: 360 chilobyte

Floppy disk: 1,44 megabyte

nown. i

1.?411fiPr'

Compact disc: 650 megabyte

Flash Memory Card: fino a 8 gigabyte

Era il 1981 quando il primo disco da 5,25

pollici fu usato come elemento di memoria

su un computer IBM. Ma già poco dopo

era disponibile il floppy disk da 3,5 pollici,

più piccolo e con maggiore capacità di

memoria. Negli stessi anni arriva anche

il CD-Rom, che però ha lo svantaggio di

essere una memoria a sola lettura. Il grande

salto arriva a metà degli anni novanta, con

le Flash Memory Card. Oggi i modelli più

capienti contengono oltre 20.000 volte i

dati di un disco da 5,25 pollici.

plicando un potenziale positivo fra la ga-te di controllo e il nodo di source.

La modalità di cancellazione sfrutta unmeccanismo noto come tunneling di Fow-ler-Nordheim - un particolare tipo di ef-fetto tunnel - e i tempi di esecuzione sonodell'ordine delle centinaia di millisecon-di. La cancellazione simultanea di più byteraggruppati in settori è una particolaritàdella tecnologia Flash. A differenza dellememorie EPROM, che cancellano simulta-neamente tutto il contenuto del banco dimemoria, e delle memorie EEPROM, cheutilizzano un transistor di selezione per lacancellazione individuale dei diversi byte,le memorie Flash raggiungono una mag-giore densità utilizzando una cella a sin-golo transistor, al prezzo di cancellareinsieme più celle, cioè più bit. A questo in-sieme di celle viene dato il nome di setto-re o blocco; la possibilità di realizzare lamatrice in forma estremamente compat-ta si traduce, ovviamente, in un vantaggiocompetitivo sul piano economico.

Ogni operazione di cancellazione è pre-ceduta da un'operazione di programma-zione per portare tutte le celle del medesi-mo settore nello stesso stato, in modo chele celle abbiano una storia comune e quin-di un comportamento simile. La ciclatura,e quindi la capacità di operare un numeromolto grande di operazioni di cancellazio-ne e programmazione, è uno dei parametrichiave per una memoria Flash.

Questo parametro, nel caso della me-mory card di una macchina fotografi-

ca digitale, ci dice il numero di volte chepossiamo cancellare le nostre foto e me-morizzarne di nuove. Le memorie Flashattualmente in produzione possono ga-rantire fino a 100.000 cicli, mentre unamemoria EEPROM può raggiungere i 10milioni di cicli e le memorie volatili comele RAM statiche e le RAM dinamiche nonammettono praticamente limite al nume-ro dei cicli possibili.

Le memorie Flash si differenziano poiin base all'organizzazione delle celle al-l'interno della matrice di memoria. Si par-

la di memorie Flash di tipo NAND oppu-re NOR: quelle di tipo NAND scrivono ecancellano utilizzando sempre la modali-tà del tunneling di Fowler-Nordheim.

Lettura veloce

Vediamo ora come avviene la lettura diuna cella di memoria non volatile. Appli-cando opportune tensioni ai terminali del-la cella si misura la corrente che fluisce inessa, che, come abbiamo visto, dipendedal fatto che ci siano o meno elettroni nel-

la gate isolata. Memorie Flash di tipo NORe di tipo NAND si distinguono per la mo-dalità con cui è rilevata questa corrente.

Nelle memorie Flash di tipo NOR, la let-tura della cella di matrice avviene in mo-do differenziale, confrontando la sua cor-rente con quella di una cella di riferimentofisicamente identica a quella della matri-ce e polarizzata con le stesse tensioni. Lecaratteristiche elettriche della cella scritta(«O» logico) e cancellata («1» logico) risul-tano separate, perché le due celle hannotensioni di soglia diverse. A pari tensio-ne di lettura applicata alla gate di control-lo, la cella «scritta» conduce una correnteminore di quella «cancellata». La caratteri-stica del riferimento deve porsi tra questedue. In questo modo, se applichiamo unatensione comune a tutte, la cella verrà ri-conosciuta cancellata se la sua corrente ri-sulterà maggiore di quella del riferimento,scritta nel caso contrario.

L'architettura delle memorie Flash di ti-po NAND, invece, prevede che le celle sia-no connesse in serie, in gruppi costituiti da16 o 32 celle. Quando leggiamo una cella,la sua gate viene fissata a zero volt, mentrele altre celle vengono pilotate con alte ten-sioni, indipendentemente dal valore del-la loro tensione di soglia. Una cella NAND«cancellata» ha una tensione di soglia mi-nore di zero volt; viceversa, se è scritta, lasua tensione di soglia è positiva. In prati-ca, pilotando la gate della cella seleziona-ta con una tensione pari a zero volt la seriedi tutte le celle condurrà corrente se la cel-la indirizzata è cancellata, viceversa noncondurrà corrente se la cella è scritta.

In definitiva, immagazzinare dati corri-sponde a scrivere celle di memoria. L'unitàdi memoria che si utilizza è il byte, com-posto da 8 bit, cioè otto celle. Usando il si-stema binario, il numero di combinazionipossibili è 256, quindi un byte può descri-vere fino a 256 caratteri. A differenza del-le memorie Flash di tipo NOR, la correnteda rilevare in queste strutture con diver-se celle in serie è molto bassa, tipicamen-te di 200-300 nanoampere (10- 9 ampere),mentre per le celle NOR parliamo di deci-ne di microampere, cioè 1000 volte tanto.In conclusione, NOR e NAND hanno tem-pi di lettura molto diversi: poche decine dinanosecondi per le celle NOR e una decinadi microsecondi per le NAND.

Un altro passo è stato fatto alla fine de-gli anni novanta, per soddisfare la ne-

cessità di memorie non volatili di densi-tà sempre maggiore, con la realizzazionedelle memorie multilivello, dove l'infor-mazione, immagazzinata sempre sfrut-tando il concetto della memoria a gateisolata, ammette più di un livello logico,ottenuto frazionando la carica intrappo-lata (si veda il box a fronte). Per esempionel caso di due bit per cella le caratteri-stiche risultano quattro, a cui sono fatticorrispondere i valori logici 11, 10, 01 e00. Una modalità di discriminazione dellacella è quella che fa uso di tre riferimenti,posti fra le diverse caratteristiche, in po-sizione centrale rispetto alle distribuzionidelle caratteristiche.

La lettura avviene fornendo una ten-sione di gate alle celle di memoria e con-frontando la corrente da questa assorbi-ta con le tre correnti di riferimento. Unastruttura costituita da più circuiti di let-tura confronta il risultato della conver-sione e fornisce il valore logico. Una cellaa quattro livelli, cioè a due bit, comportagià notevoli problemi, dovuti al fatto chela corrente che deve essere discriminata èdell'ordine di pochi microampere.

Un

Fra le applicazioni più diffuse delle me-morie Flash vi sono le Flash Memory Card(FMC) usate in lettori Mp3, fotocamere di-gitali, sistemi GPS e così via, dove hannoil ruolo di principale sistema per archivia-re le informazioni. Una FMC è un sistemacomposto da almeno due circuiti integrati,la memoria e il controllore; il controllorecomprende il software per gestire le comu-nicazioni tra memoria e mondo esterno.L'elemento di memorizzazione è compostoda memorie Flash di tipo NANO.

L'uso di memorie Flash è motivato daivantaggi che questa tecnologia offre in ter-mini di integrazione, consumo e durata ri-spetto ad altri tipi di memorie non volatili.In particolare le memorie NAND si distin-guono per la velocità di programmazionedei dati, che può arrivare a 10 megabyte alsecondo: un parametro che influisce diret-tamente sul tempo che dobbiamo aspetta-re fra uno scatto e l'altro quando usiamouna macchina fotografica digitale.

Vista dall'esterno, la card è un dispositi-vo che comunica con il mondo circostante(chiamato host) mediante un certo nume-ro di segnali d'interfaccia dipendenti dal

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LE SCIENZE 109

Driver d'interfaccia

VA

Controlloredi interfaccia

per la CARO

Interfaccia di memoria

Memoria

Molding

Secondo chip

Primo chip

PER APPROFONDIRE

MICHELONI R. , CAMPARDO G.e OLIVO R, Memorie in sistemi wireless, Franco Angeli Editore, Mi-

lano, 2005.

CAMPARDO G., MICHELONI R. e Novosel D., VLSI-Design of Non-Volatile Memories, Springer Se-

ries in Advanced Microelectroncs, 2005.

PAVAN P. e altri, Floating Gote Devices: Operation and Compact Modeling, Kluwer Academic Pu-

blishers, Boston Hardbound, gennaio 2004.

CAMPARDO G. e MICHELONI R. (a curo), Special Issue on Flash Memory Technology, in «Procee-

dings of the IEEE», Vol. 91, n. 4, aprile 2003.

CAMPARDO G., Progettazione di memorie non volatili, Franco Angeli Editore, Milano, 2002.

COME COMUNICA UNA FLASH MEMORY CARO

L

o schema qui a fianco mostra il

contenuto di una Flash Memory

Card. Il controllore e la memoria Flash

sono montati su un substrato comune

(primo chip e secondo chip). I segnali

indicati con CMD, CLK, DAT rappresentano

l'interfaccia host-card (per host si

intende il dispositivo che utilizza la FMC;

per esempio un telefono cellulare). In

particolare la linea CMD rappresenta il

canale logico mediante il quale l'host

fornisce comandi alla card ricevendone

in cambio delle risposte (per esempio

contenenti informazioni se il comando

è stato correttamente interpretato o

se vi sono stati errori). La linea DAT

rappresenta il canale con il quale host e

card si scambiano i bit di informazione.

I due chip, che hanno uno spessore di

circa 100 micrometri, sono incollati uno

sopra l'altro e sono connessi al substrato

Fili d'oro

Palline di connessione Substrato

Interposer

attraverso i fili di bonding, fili d'oro del

diametro di 25 micrometri. Una resina, il

molding, sigilla il tutto, e le connessioni

verso l'esterno sono effettuate attraverso

le palline, in figura del diametro di

0,35 millimetri, poste al di sotto del

substrato. Questo tipo di involucro è noto

come BGA, Ball Grid Array.

tipo di protocollo, cioè il «linguaggio» concui host e card comunicano. La comunica-zione ha generalmente lo scopo di salvaredati nella card (operazioni di scrittura) o direperire dati dalla card (operazione di let-tura), in modo esente da errori.

Una prima classificazione delle card, intermini di protocollo, è basata da un la-to sull'ampiezza del bus dati in comunetra card e host, cioè sul numero di bit chevengono inviati simultaneamente (in par-ticolare si distingue tra protocolli seriali,in cui viene inviato un bit alla volta, e pa-ralleli, in cui i bit trasmessi simultanea-mente possono essere 8, 16 o 32) e dall'al-tro sulla presenza o meno di un segnaledi sincronizzazione tra card e host. Peresempio il protocollo MultiMediaCardTmè seriale sincrono, mentre il protocolloCompactFlashum è parallelo asincrono.

L'ultimo progresso è stato lo sviluppodella tecnologia d'assemblaggio che per-mette di sfruttare anche la terza dimen-sione, mettendo più chip in uno stesso in-volucro. In questo modo, sovrapponendoi chip a formare una «pila», si è riusciti aottenere dispositivi con un'enorme capa-cità di memoria. Per ottenere questo risul-tato le fette di silicio vengono assottiglia-te, dallo spessore di una fetta al terminedella lavorazione - 800 micrometri - finoa meno di 100 micrometri (vale a dire me-

no di un foglio di carta), per poter esse-re assemblati. Nello stesso involucro pos-sono essere inserite memorie non volatilidi tipo Flash e memorie volatili di tipoRAM, sia statiche (SRAM) che dinamiche(DRAM), componenti passivi e micropro-cessori. Oggi, in un involucro dello spes-sore 1,2 millimetri trovano facilmentespazio cinque dispositivi da un Gb di me-moria ciascuno, superando così di slanciola legge di Moore.

Un futuro w

Con le ultime generazioni di memo-rie NAND (tecnologie da 50 nanornetri) èpossibile realizzare un unico chip con ca-pacità di memorizzazione di 2 gigabyte,cioè poco meno della metà di un DVD. Im-

maginando di mettere insieme una venti-na di questi dispositivi ecco che abbiamoun hard disk - detto «a stato solido» - ditutto rispetto per un computer portatile.

Ovviamente le memorie a semicon-duttore, a differenza degli hard disk tra-dizionali, non hanno parti meccaniche inmovimento come le testine, perciò consu-mano meno e sono meno ingombranti: irequisiti essenziali per ogni sistema porta-tile. Dopo le fotocamere digitali e i lettoriMp3, è il settore dei computer che si pre-senta come il prossimo palcoscenico perl'affermazione delle memorie non volatili.

Le previsioni attuali parlano di tecno-logie che potranno arrivare sotto i 20 na-nometri entro i prossimi dieci anni. I li-miti delle memorie non volatili sembranoessere ancora lontani.

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