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Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

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  1. Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: x2k 26.07.17 - 01:05

    Man könnte doch statt 0 und 1 -1 0 und +1 pro Bit speichern. Man braucht dafür vermutlich komplett andere logiken aber so sollte eine noch höhere speicherdichte machbar sein.

  2. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: Gandalf2210 26.07.17 - 01:30

    Das macht man doch schon? 8 oder gar 16 Zustände pro Zelle. Ob das jetzt 2 Bits mit 4 Zuständen sind oder 4 Bits mit 2 Zuständen ändert nichts an der Anzahl an Zuständen, die die Zelle speichern muss.

  3. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: nolonar 26.07.17 - 09:52

    x2k schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Man könnte doch statt 0 und 1 -1 0 und +1 pro Bit speichern.

    Könnte man? Wie denn? Ein Bit ist entweder beschrieben oder eben nicht (0 oder 1), wo kommt denn die -1 plötzlich her?

  4. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: x2k 26.07.17 - 10:18

    nolonar schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > x2k schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Man könnte doch statt 0 und 1 -1 0 und +1 pro Bit speichern.
    >
    > Könnte man? Wie denn? Ein Bit ist entweder beschrieben oder eben nicht (0
    > oder 1), wo kommt denn die -1 plötzlich her?

    Positive und negative Spannung z.b.
    Eine Flashzelle ist ja kein Raum in dem einfach eine Zahl schwebt. Dort werden Ladungen "gelagert" und die können eben + oder - annehmen. Bzw auch 0 sein.
    Negativ Spannungen sind im PC Bereich zwar rückläufig aber jedes atx Netzteil müsste heute noch -5v liefern können. Bzw man kann in Schaltung intern mit einer virtuellen Masse arbeiten.

  5. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: dabbes 26.07.17 - 10:21

    Da hätte ich noch ne einfachere Idee: keine Ladung, ein bisschen Ladung, mehr Ladung, noch mehr Ladung, volle Ladung, total viel Ladung....

    Mann, Zustände ohne Ende und nebenliegende Zellen würden sich mit + - (wie du es willst) nicht neutralisieren.

    Jetzt rate mal was die Hersteller machen.

  6. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: nolonar 26.07.17 - 11:00

    x2k schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Positive und negative Spannung z.b.
    > Eine Flashzelle ist ja kein Raum in dem einfach eine Zahl schwebt. Dort
    > werden Ladungen "gelagert" und die können eben + oder - annehmen. Bzw auch
    > 0 sein.
    > Negativ Spannungen sind im PC Bereich zwar rückläufig aber jedes atx
    > Netzteil müsste heute noch -5v liefern können. Bzw man kann in Schaltung
    > intern mit einer virtuellen Masse arbeiten.

    Das Problem ist nur: wie willst du einer Zelle beibringen sie solle Plus, 0, oder Minus Ladung annehmen?

    Um entscheiden zu können, ob ein Wert 0 oder 1 ist, braucht man einen Transistor. Für 3 (oder 4) Werte brauchst du zwangsläufig 2 Transistoren.

    Beispiel:
    Beide zu => 0
    Beide offen => 1
    Eines ist offen => -1

    Jetzt haben wir aber für jede Speicherzelle die Anzahl Transistoren verdoppelt => Platzverbrauch nimmt zu.

    Ich kenne mich zwar nicht mit Flash Speicher aus, aber ob der Platz jetzt durch mehr Zellen oder mehr Transistoren verbraucht wird, wird wohl kaum einen Unterschied machen. Da will man wahrscheinlich lieber mit dem System arbeiten, den man bereits kennt (0 oder 1).

    Oder habe ich da etwas übersehen?


    PS: Es muss übrigens nicht zwangsläufig Plus oder Minus sein. Ladungen können sehr wohl zwischen 0 und 1 liegen.
    Transistoren können zwar nur "offen" oder "geschlossen" sein, aber die Ladung die durchkommt kann je nach Qualität des Transistors und wie viel Zeit vergangen ist seitdem der Zustand geändert wurde zwischen 0 oder 1 liegen. Aus diesem Grund werden Werte in der Nähe von 0 (z.B. 0 - 0.2) als 0 interpretiert, und Werte in der Nähe von 1 (z.B. 0.8 - 1) als 1.
    Werte dazwischen sind dann ungültig, weil man nicht sicher sein kann ob der Transistor gerade offen ist oder nicht.

  7. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: Quantium40 26.07.17 - 11:04

    x2k schrieb:
    > Positive und negative Spannung z.b.
    > Eine Flashzelle ist ja kein Raum in dem einfach eine Zahl schwebt. Dort
    > werden Ladungen "gelagert" und die können eben + oder - annehmen. Bzw auch
    > 0 sein.
    Du hast da möglicherweise eine falsche Vorstellung davon, wie Flashzellen funktioneren.
    In einer Flashzelle ist keine Spannung gelagert, sondern eine Ladung.
    Flashzellen sind Elektronenfallen, die einfach nur zwischen keinen und einer bestimmten Maximalmenge n an Elektronen enthalten.
    Verschiedene Füllstände werden dabei als unterschiedliche Zustände definiert.

    Bei QLC sind das 16 (2 hoch 4) verschiedene Zustände, bei TLC sind es 8 (2 hoch 3), bei MLC 4 (2 hoch 2) und bei SLC 2.
    2 hoch n Zustände entsprechen dabei n Bit pro Zelle.

    Die Schwierigkeit an der Stelle ist, dass diese Elektronenfallen nicht perfekt sind, sondern eine gewisse Undichtigkeit aufweisen. Dadurch besteht das Risiko, dass sich Daten verändern, wenn eine Zelle lange nicht angefasst und aufgefrischt wurde.
    Je mehr Zustände man pro Zelle hat und je kleiner die Strukturgrößen werden, desto weniger Elektronen stehen für einen bestimmten Zustand und umso kürzer wird die Zeit, in der die Daten sicher gehalten werden können (Data retention time).

  8. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: Trollversteher 26.07.17 - 11:10

    Du verwechselst Spannung mit Ladung.

  9. Re: Warum nicht 3 Zustände pro Bit ?

    Autor: chewbacca0815 27.07.17 - 08:43

    Quantium40 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Flashzellen sind Elektronenfallen, die einfach nur zwischen keinen und einer bestimmten Maximalmenge n an Elektronen enthalten. Verschiedene Füllstände werden dabei als unterschiedliche Zustände definiert.

    "Elektronenfalle" ist eine echte schräge Übersetzung des "Charge-Trap Flash" ;-)
    https://de.wikipedia.org/wiki/Charge-Trapping-Speicher

    Zugrunde liegt immer die Arbeitsweise des Floating-Gate-Transistors: https://de.wikipedia.org/wiki/Floating-Gate-Transistor

    Zusammenfassend:
    https://de.wikipedia.org/wiki/NAND-Flash

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