Компактной флэш-памятью пользуются сегодня почти все. Но немногие знают, какой путь они прошли от лаборатории на рынок, и кто стоял у истоков этого изобретения. Нанотехнологии позволят в будущем существенно уменьшить размеры флэш-памяти и увеличить ее объем, но без изобретателей эти популярные устройства вообще могли не появиться

Многие знаменитые изобретатели могут сказать вам, что большая идея пришла к ним, как мгновенное озарение (англ. flash of inspiration), типа легендарного архимедовского «Эврика! Я нашел!». К японскому профессору Фудзио Масуока (Fujio Masuoka), изобретателю флэш-памяти, момент «Эврика!» пришел после многих лет напряженного труда и упорного штурма высоты «ИС» (интегральные схемы), так что в названии изобретения, flash, заключена некоторая парадоксальность. Флэш-память (в широком обиходе – «флэшка») – это энергонезависимое запоминающее устройство (ЗУ), которым оснащены все мобильные телефоны, MP3 плееры, цифровые камеры, а теперь во все увеличивающихся масштабах и персональные компьютеры (энергонезависимая – т.е., данные сохраняются при отключенном питании). По оценкам, объем рынка флэш-памяти в 2007 г. составил почти 22 млрд. долл. и имеет устойчивую тенденцию к росту.

Ранее относительно дешевую энергонезависимую память делали на магнитных лентах, устройство – громоздкое, требующее постоянного места для размещения.

Рис. 1. Фудзио Масуока

В компании Toshiba проф. Масуока начал работать над запоминающим устройством, называемом DRAM (dynamic random access memory, динамическая память с произвольной выборкой, в русской терминологии – ДОЗУ – динамическое оперативное запоминающее устройство). Он разработал ДОЗУ емкостью 1 Мб, и это было в то время большим прорывом. К сожалению, при отключении питания сохраняемая информация в ДОЗУ безвозвратно терялась. Создание портативной энергонезависимой памяти могло бы открыть неограниченные возможности для применений. Было понятно, что очень трудно построить энергонезависимое хранение каждого отдельного бита информации, не увеличивая размер микросхемы до неприемлемых размеров.

Проф. Масуока пошел другим путем: вместо того, чтобы делать запоминающую ячейку для каждого отдельного бита, лучше хранить информацию в больших пакетах (группах). Большой пакет информации можно сохранять в более компактных и простых схемах. Ему не удалось убедить в конструктивности своей идеи компанию Toshiba, но сыграло роль его упрямство – он стал работать над своей идеей самостоятельно по ночам и выходным дням. В результате в 1980 г. Масуока зарегистрировал патент на флэш-память типа NOR (not/or). До истинно триумфальной флэшки оставалось еще 4 года.

Рис. 1. Эволюция карт памяти

Масуока пришел к названию «Flash», потому что его поразила скорость, с которой можно было стирать информацию на любой стадии – в одно мгновение, как мелькающий 25-й кадр! Когда в 1984 г. проф. Масуока рассказал о своем новом приборе на конференции (International Electronics Developers' Meeting (IEDM), США), американские полупроводниковые компании сразу поняли, какая потенциальная опасность грозит их лидерству. А Toshiba была всего лишь удивлена, когда Intel попросила для изучения несколько образцов этой новой флэш памяти.

Ирония состоит в том, что Toshiba действительно изготовила несколько образцов по этой поистинне прорывной технологии, чтобы Intel смогла оценить, как они работают. Intel, не мешкая, перевела на разработку версии флэш памяти 300 сотрудников, трудившихся до этого над проектом DRAM. Toshiba, в свою очередь, предоставила в распоряжение проф. Масуока 5 инженеров, чтобы он «часть своего времени» затратил на решение проблемы возможной коммерциализации своего изобретения. Не удивительно, что Intel стала мировым лидером во флэш памяти, хорошо пополнив (и продолжая пополнять) свои финансовые ресурсы.

Действительно, 30 лет назад японские компании во всем следовали по тропе, проложенной компаниями США, особенно в области инноваций. Никто не мог поверить, что японец может изобрести новую технологию. (Аналогично и в России , посвященные знают, как тихо плакал мужественный главный конструктор оригинальных компьютеров (тогда – ЭВМ) типа Урал, когда «зарубали» этот проект в пользу американской версии – нужно найти свидетелей и рассказать об этом! А Масуока пошел дальше.

В 1987 г. он создал новое запоминающее устройство, известное как NAND (not/and) флэш память, которая, как надеется проф. Масуока, в скором времени заменит жесткие диски в современных компьютерах..

С одной стороны, NAND флэш с высокой плотностью записи данных сконструирована с оптимальным соотношением «стоимость/бит» для использования в потребительских приборах, таких как цифровые камеры и USB твердотельные диск-драйверы. В 1992 году Масуока, уже покинув компанию, отсудил у нее компенсацию (почти 1 млн. долл.) за свое изобретение, принесшее полупроводниковым компаниям мира многомиллионные прибыли. Флэш память в ближайшие несколько лет не будет иметь альтернативных конкурентов.

Сейчас Масуока готовит новое потрясение в полупроводниковой технологии в рамках трехмерной интеграции. Потрясение – это мнение самого Масуока, а ему, как показывает опыт, стоит доверять. Но это уже другая история.

У меня в кармане 4Гб флэшка, купленная походя в ближайшем киоске за 1000 руб., а в этой флэшке весь мир, мой мир: фото семьи, детей, дедов, прадедов, друзей, записи бесед с однокурсниками, музыкальные послания друзей, интересные статьи по нанотехнологиям, вот эта публикация о Масуока и тысячи других приятностей. В моем кармане – весь мой мир. То, что вчера казалось экстраординарным, сегодня стало обыденным.

Ариготоу, Масуока, саенара!

Автор: С.Т.К.