Bei Speicher, der in Computerchips eingebaut ist spricht man normalerweise von "Halbleiterspeicher". Diesen gibt es in zwei wesentlichen Darreichungsformen: RAM und ROM.

RAM steht für "Random Access Memory" was so in etwa bedeutet, dass man in diesem Speicher an beliebigen Stellen jederzeit etwas hineinschreiben oder herauslesen kann. Der Haken daran ist allerdings, dass RAM alle gespeicherten Daten vergisst, wenn er nicht mit Strom versorgt wird. Hätte sich also RAM als Speicher für Digitalkameras durchgesetzt, müssten alle Speicherkarten eine kleine Batterie enthalten und wenn die leer ist, sind die Daten futsch.

Die zweite Sorte heißt ROM, was für "Read Only Memory" steht. Also Speicher, den man nur lesen kann. Das wäre für Digitalkameras erst recht unbrauchbar - Beim Kauf der Speicherkarte wären die Bilder schon drauf und man könnte sie weder löschen noch neue speichern. Zum Glück gibt es bei ROMs einige interessante Varianten.

Sogenannte PROMs (P = Programmable) werden leer geliefert und können einmal mit Inhalt befüllt werden, der dann dauerhaft drin bleibt. Damit könnte man zumindest Einweg-Speicherkarten bauen.

Der nächste Entwicklungsschritt waren löschbare PROMs, sogenannte EPROMS (E = Erasable). Löschen konnte man den Baustein aber nur komplett und mit Hilfe von UV-Licht. Später kamen auch elektrisch löschbare EPROMs auf den Markt, die EEPROMs. Das Problem, dass man den Baustein nur komplett löschen konnte, blieb jedoch zunächst.

Der entscheidende Durchbruch gelang dann Forschern der Firma Toshiba im Jahr 1985. Ihr spezielles EEPROM war nicht nur selektiv löschbar, es überstand auch viele Tausend Lösch- und Schreibzyklen. Der Baustein wurde "Flash-ROM" genannt.

Technisch besteht jedes Bit eines Flash-Speichers aus einem speziell präparierten Feldeffekt-Transistor. Dieser enthalt einen winzigen, rundum isolierten Bereich, in den unter Ausnutzung von Quanteneffekten Ladungen eingebracht werden können. Sind Ladungen da, stören diese die Funktion des Transistors und auf diese Art kann man nachschauen, ob in dem isolierten Bereich Ladungen vorhanden sind oder nicht.

Inzwischen wurde die Technik weiterentwickelt und nun kann man die Ladungsmenge im isolierten Bereich sehr genau steuern und auch wieder messen. Dadurch kann in einer Speicherzelle nicht nur ein Bit gespeichert werden, sondern zwei (d.h. vier verschiedene "Ladungslevel") oder gar drei (mit acht Ladungsleveln). Man nennt diese Art von Speicherzellen dann "Multi Level Cell" (MLC) oder "Triple Level Cell" (TLC). Seit diese Typen auf dem Markt sind, werden die herkömmlichen Flash-Speicher "Single Level Cell" (SLC) genannt. SLC-Flash ist deutlich haltbarer als die beiden neueren Typen, er verträgt mehr Überschreibvorgänge, ist aber auch deutlich teurer. Bei Speicherkarten mit mehr als 256 KB kann man MLC kaum mehr entgehen.