Kommunikation von Speicher und Rechner Was ist ein Flash-Speicher-Controller?

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Ein Flash-Speicher-Controller hat die Aufgabe, die Kommunikation zwischen dem Speicher und dem Rechner zu übernehmen. Er kann so die Verwaltungsarbeiten rund um die zu sichernden Daten ausführen. Hierbei hat er insbesondere fünf Aufgaben.

Ein Flash-Speicher-Controller ist Teil einer gleichnamigen Speichereinheit. Diese kommen beispielsweise in SSDs oder in SD-Karten für Smartphones, Kameras oder Tablets zum Einsatz. Der Controller weist den zu sichernden Daten ihren Platz zu. Zugleich gibt er dem Rechner an, wo er die gesuchten Informationen findet. Die Steuerungseinheit ist also wesentlich für die Kommunikation zwischen dem Speicher und dem Computer, dem Smartphone et cetera zuständig.

Flash-Speicher haben einen besonderen Aufbau

Alle Speichersysteme haben einen Controller. Bei Flash-Einheiten ist die Steuerung jedoch besonders leistungsstark, was dem besonderen Aufbau dieser Speicher geschuldet ist. Sie bestehen aus Blöcken. Diese setzen sich wiederum aus Seiten zusammen. Die Einzelteile der Seiten sind physikalische Zellen. Löschungen können bei Flash-Speichern nur blockweise vorgenommen werden. Dafür können Sicherungen nur über Seiten durchgeführt werden. Dies bedeutet: Der Flash-Speicher-Controller muss dafür sorgen, dass Löschungen nicht zu ungewollten Datenverlusten führen – und stets freie Seiten für Speicherungen vorhanden sind.

Hierfür hat der Controller zentral die folgenden fünf Aufgaben:

• Schreibfaktor: Um Daten gegen ungewollte Löschungen zu sichern, müssen mehr auf den Speicher geschrieben werden als eigentlich notwendig. Der Controller muss dies so effizient wie möglich gestalten. Die zugehörige Bezeichnung lautet „Schreibfaktor“ oder „Write Amplification“.

• Fehler korrigieren: Es kann passieren, dass Flash-Speicher Daten nach der Löschung von Blöcken falsch ausgeben, die eigentlich nicht in Mitleidenschaft gezogen werden sollten. Der Controller korrigiert dieses Problem.

• Wear-Leveling: Die Zellen sollen gleichmäßig abgenutzt werden, damit das System möglichst effizient arbeiten kann. Hierfür sorgt der Flash-Speicher-Controller.

• Mapping: Der Controller übersetzt die logischen Adressen in physikalische, damit die Datenzuteilung reibungslos geschieht.

• Lesen, Schreiben und Löschen: Dies sind die Standardaktionen, die ebenfalls dem Controller zufallen. Die Erwähnung an dieser Stelle ist wichtig, um zu verdeutlichen, dass diese Aufgaben dem Host (also zum Beispiel dem Computer) entzogen sind. Dieser kann nur Anfragen stellen.

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