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c) La mémoire flash

     Après avoir présenté le stockage sur support optique, nous allons vous présenter une autre technologie de stockage : le stockage sous mémoire flash. Cette technologie est utilisée pour la clé USB. Comme précédemment, nous allons d'abord présenter le support. Ensuite, nous aborderons l'écriture et la lecture et nous finirons par étudier l'évolution des clés USB.

 

1) Présentation de la clé USB :

 

La clé USB se compose de plusieurs parties bien différentes :

 

     Description cle Source

 

2) L'écriture de l'information :

 

     Les données sous forme binaire sont stockées dans des composants de mémoire électroniques.

Le support utilisé est le transistor. Un transistor fonctionne comme un interrupteur : il peut laisser passer ou non un courant en fonction de la tension à laquelle il est soumis.

Les transistors de la mémoire flash sont composés de 2 bornes (le collecteur et l’émetteur) et 2 grilles (une flottant dans un substrat et une autre de contrôle : aussi appelé la base). Le schéma suivant présente la composition du transistor :

 

       Source

 

- Ecriture d'un 0 binaire :

     Pour écrire un bit à 0 on joue sur la saturation en électrons de la grille flottante. Pour ce faire, on fait passer un courant électrique (de tension 7V) entre les deux électrodes et une tension plus élevée passe (12V) dans la grille de contrôle. L’effet Folwer-Nordheim (que nous n'allons pas développer dans ce TPE) implique qu’une partie des électrons passant entre les électrodes se déplacera vers la grille de contrôle et sera piégée sur la grille flottante. Celle-ci est ainsi saturée d’électrons : cela correspond à un 0 binaire. La grille restera dans son état même si la clé USB est débranchée de l'ordinateur et n'est donc pas alimentée : c'est ce qui permet de stocker de l'information.

 

     Ecriture 2

 

- Ecriture d'un 1 binaire :

     Pour écrire un bit à 1, une tension négative passe dans la grille de contrôle ce qui déplace les électrons de la grille flottante vers le substrat. La grille désormais non saturée d'électrons correspond à un 1 binaire. Comme pour le 0, la grille restera dans son état même si la clé USB est débranchée de l'ordinateur.

 

     Ecriture 3

 

3) La lecture de l'information :

 

- Lecture d'un 1 binaire :

     Pour lire un bit, une tension faible (5V) passe dans la grille de contrôle et dans une des électrodes. Si les électrons passent entre la grille de contrôle et l’électrode, la grille flottante n’est pas isolante (non saturée d'électrons) et cela correspond à un 1 binaire.

 

     Lecture 3

 

- Lecture d'un 0 binaire :

Si les électrons ne passent pas, cela signifie que la grille flottante est isolante (saturée d’électrons) et cela correspond à un 0 binaire.

 

     Lecture 2

 

Les bits sont ensuite envoyés à l'ordinateur qui va traduire cela en information compréhensible par un humain. Par exemple, pour un document texte, si les bits reconnus sont 01000010011011110110111001101010011011110111010101110010 , cela signifie que le document texte ne comporte qu'un mot : Bonjour .

 

4) L'évolution de la clé USB :

 

     La clé USB n'a cessé d'évoluer tant sur le plan technologique que sur le plan de l'interface mais également en capacité de mémoire.

     Depuis sa création, la mémoire sur transistor a sans cesse évolué. En effet, elle a commencé par la technologie PROM. Ce support fonctionnait comme une clé USB sauf que pour effacer les données stockées, des UV étaient nécessaires (ils devaient être envoyés par la fenêtre : voir photographie ci-dessous). Ensuite, l’EEPROM est apparue et l’on n'avait plus besoin d’UV pour effacer les données : les données étaient effaçables électriquement comme maintenant. Enfin, la technologie FLASH EEPROM a été inventée avec un débit d’échange d’information plus rapide que l’EEPROM.

     Prom fenetre  Source

PROM avec fenêtre pour envoyer les UV

 

     Actuellement, la clé USB 3.0 voit le jour. Le débit d’échange d’information a augmenté fortement par rapport aux clés USB 2.0. Ainsi, pour réaliser le transfert d’un fichier de 10 Go sur une clé USB 2.0, 15 minutes sont nécessaires alors qu’avec une clé USB 3.0, le fichier ne prendra que 6 minutes à être copié.

     En outre, les capacités de stockage ne cessent d'augmenter. Par exemple, en 2001, une clé USB pouvait atteindre seulement 1 Go alors que les modèles actuels peuvent atteindre 1 To (1 000 Go). La capacité de stockage des clés USB a donc été multipliée par 1 000 en moins de 20 ans.

Ainsi, tout comme le disque dur magnétique, les clés USB sont en constante amélioration. Nous pouvons nous demander quelle sera la limite de cette évolution.

Date de dernière mise à jour : 13/02/2017

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