Как устроена флешка вид изнутри

Взгляд изнутри: Flash-память и RAM

Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4).

Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование.

Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.

Теоретическая часть

Постараюсь быть предельно краток, чтобы все мы успели приготовить салат оливье с запасом к праздничному столу, поэтому часть материала будет в виде ссылок: захотите – почитаете на досуге…

Какая память бывает?

На настоящий момент есть множество вариантов хранения информации, какие-то из них требуют постоянной подпитки электричеством (RAM), какие-то навсегда «вшиты» в управляющие микросхемы окружающей нас техники (ROM), а какие-то сочетают в себе качества и тех, и других (Hybrid). К последним, в частности, и принадлежит flash.

Вроде бы и энергонезависимая память, но законы физики отменить сложно, и периодически на флешках перезаписывать информацию всё-таки приходится.

Тут можно подробнее ознакомиться с ниже приведённой схемой и сравнением характеристик различных типов «твердотельной памяти».

Или тут – жаль, что я был ещё ребёнком в 2003 году, в таком проекте не дали поучаствовать…

Современные типы «твердотельной памяти». Источник

Единственное, что, пожалуй, может объединять все эти типы памяти – более-менее одинаковый принцип работы. Есть некоторая двумерная или трёхмерная матрица, которая заполняется 0 и 1 примерно таким образом и из которой мы впоследствии можем эти значения либо считать, либо заменить, т.е. всё это прямой аналог предшественника – памяти на ферритовых кольцах.

Что такое flash-память и какой она бывает (NOR и NAND)?

Начнём с flash-памяти. Когда-то давно на небезызвестном ixbt была опубликована довольно подробная статья о том, что представляет собой Flash, и какие 2 основных сорта данного вида памяти бывают.

В частности, есть NOR (логическое не-или) и NAND (логическое не-и) Flash-память (тут тоже всё очень подробно описано), которые несколько отличаются по своей организации (например, NOR – двумерная, NAND может быть и трехмерной), но имеют один общий элемент – транзистор с плавающим затвором.
Схематическое представление транзистора с плавающим затвором.

Источник

Итак, как же это чудо инженерной мысли работает? Вместе с некоторыми физическими формулами это описано тут. Если вкратце, то между управляющим затвором и каналом, по которому ток течёт от истока к стоку, мы помещаем тот самый плавающий затвор, окружённый тонким слоем диэлектрика.

В результате, при протекании тока через такой «модифицированный» полевой транзистор часть электронов с высокой энергией туннелируют сквозь диэлектрик и оказываются внутри плавающего затвора. Понятно, что пока электроны туннелировали, бродили внутри этого затвора, они потеряли часть энергии и назад практически вернуться не могут.

NB: «практически» — ключевое слово, ведь без перезаписи, без обновления ячеек хотя бы раз в несколько лет Flash «обнуляется» так же, как оперативная память, после выключения компьютера.

В случае рассматриваемой нами флешки память будет, естественно, NAND и, скорее всего, multi-level cell (MLC).

Если интересно продолжить знакомиться с технологиями Flash-памяти, то тут представлен взгляд из 2004 года на данную проблематику. А здесь (1, 2, 3) некоторые лабораторные решения для памяти нового поколения. Не думаю, что эти идеи и технологии удалось реализовать на практике, но, может быть, кто-то знает лучше меня?!

Что такое DRAM?

Если кто-то забыл, что такое DRAM, то милости просим сюда. Опять мы имеем двумерный массив, который необходимо заполнить 0 и 1. Так как на накопление заряда на плавающем затворе уходит довольно продолжительное время, то в случае RAM применяется иное решение. Ячейка памяти состоит из конденсатора и обычного полевого транзистора.

При этом сам конденсатор имеет, с одной стороны, примитивное физическое устройство, но, с другой стороны, нетривиально реализован в железе:
Устройство ячейки RAM. Источник

Опять-таки на ixbt есть неплохая статья, посвящённая DRAM и SDRAM памяти. Она, конечно, не так свежа, но принципиальные моменты описаны очень хорошо.

Единственный вопрос, который меня мучает: а может ли DRAM иметь, как flash, multi-level cell? Вроде да, но всё-таки…

Flash

Те, кто пользуется флешками довольно давно, наверное, уже видели «голый» накопитель, без корпуса. Но я всё-таки кратко упомяну основные части USB-Flash-накопителя:
Основные элементы USB-Flash накопителя: 1. USB-коннектор, 2. контроллер, 3. PCB-многослойная печатная плата, 4. модуль NAND памяти, 5. кварцевый генератор опорной частоты, 6.

LED-индикатор (сейчас, правда, на многих флешках его нет), 7. переключатель защиты от записи (аналогично, на многих флешках отсутствует), 8. место для дополнительной микросхемы памяти. Источник

Пойдём от простого к сложному. Кварцевый генератор (подробнее о принципе работы тут).

К моему глубокому сожалению, за время полировки сама кварцевая пластинка исчезла, поэтому нам остаётся любоваться только корпусом.

Корпус кварцевого генератора Случайно, между делом, нашёл-таки, как выглядит армирующее волокно внутри текстолита и шарики, из которых в массе своей и состоит текстолит. Кстати, а волокна всё-таки уложены со скруткой, это хорошо видно на верхнем изображении:
Армирующее волокно внутри текстолита (красными стрелками указаны волокна, перпендикулярные срезу), из которого и состоит основная масса текстолита А вот и первая важная деталь флешки – контроллер:
Контроллер. Верхнее изображение получено объединением нескольких СЭМ-микрофотографий Признаюсь честно, не совсем понял задумку инженеров, которые в самой заливке чипа поместили ещё какие-то дополнительные проводники. Может быть, это с точки зрения технологического процесса проще и дешевле сделать. После обработки этой картинки я кричал: «Яяяяязь!» и бегал по комнате. Итак, Вашему вниманию представляет техпроцесс 500 нм во всей свой красе с отлично прорисованными границами стока, истока, управляющего затвора и даже контакты сохранились в относительной целостности:
«Язь!» микроэлектроники – техпроцесс 500 нм контроллера с прекрасно прорисованными отдельными стоками (Drain), истоками (Source) и управляющими затворами (Gate) Теперь приступим к десерту – чипам памяти. Начнём с контактов, которые эту память в прямом смысле этого слова питают. Помимо основного (на рисунке самого «толстого» контакта) есть ещё и множество мелких. Кстати, «толстый» < 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:
СЭМ-изображения контактов, питающих чип памяти Если говорить о самой памяти, то тут нас тоже ждёт успех. Удалось отснять отдельные блоки, границы которых выделены стрелочками. Глядя на изображение с максимальным увеличением, постарайтесь напрячь взгляд, этот контраст реально трудно различим, но он есть на изображении (для наглядности я отметил отдельную ячейку линиями):
Ячейки памяти 1. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки Мне самому сначала это показалось как артефакт изображения, но обработав все фото дома, я понял, что это либо вытянутые по вертикальной оси управляющие затворы при SLC-ячейке, либо это несколько ячеек, собранных в MLC. Хоть я и упомянул MLC выше, но всё-таки это вопрос. Для справки, «толщина» ячейки (т.е. расстояние между двумя светлыми точками на нижнем изображении) около 60 нм. Чтобы не лукавить – вот аналогичные фото с другой половинки флешки. Полностью аналогичная картина:
Ячейки памяти 2. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки Конечно, сам чип – это не просто набор таких ячеек памяти, внутри него есть ещё какие-то структуры, принадлежность которых мне определить не удалось:
Другие структуры внутри чипов NAND памяти  

DRAM

Всю плату SO-DIMM от Samsung я, конечно же, не стал распиливать, лишь с помощью строительного фена «отсоединил» один из модулей памяти. Стоит отметить, что тут пригодился один из советов, предложенных ещё после первой публикации – распилить под углом.

Поэтому, для детального погружения в увиденное необходимо учитывать этот факт, тем более что распил под 45 градусов позволил ещё получить как бы «томографические» срезы конденсатора. Однако по традиции начнём с контактов.

Приятно было увидеть, как выглядит «скол» BGA и что собой представляет сама пайка:
«Скол» BGA-пайки А вот и второй раз пора кричать: «Язь!», так как удалось увидеть отдельные твердотельные конденсаторы – концентрические круги на изображении, отмеченные стрелочками. Именно они хранят наши данные во время работы компьютера в виде заряда на своих обкладках.

Судя по фотографиям размеры такого конденсатора составляют около 300 нм в ширину и около 100 нм в толщину. Из-за того, что чип разрезан под углом, одни конденсаторы рассечены аккуратно по середине, у других же срезаны только «бока»:
DRAM память во всей красе

Если кто-то сомневается в том, что эти структуры и есть конденсаторы, то тут можно посмотреть более «профессиональное» фото (правда без масштабной метки).

Единственный момент, который меня смутил, что конденсаторы расположены в 2 ряда (левое нижнее фото), т.е. получается, что на 1 ячейку приходится 2 бита информации. Как уже было сказано выше, информация по мультибитовой записи имеется, но насколько эта технология применима и используется в современной промышленности – остаётся для меня под вопросом. Конечно, кроме самих ячеек памяти внутри модуля есть ещё и какие-то вспомогательные структуры, о предназначении которых я могу только догадываться:
Другие структуры внутри чипа DRAM-памяти

Послесловие

Помимо тех ссылок, что раскиданы по тексту, на мой взгляд, довольно интересен данный обзор (пусть и от 1997 года), сам сайт (и фотогалерея, и chip-art, и патенты, и много-много всего) и данная контора, которая фактически занимается реверс-инжинирингом. К сожалению, большого количества видео на тему производства Flash и RAM найти не удалось, поэтому довольствоваться придётся лишь сборкой USB-Flash-накопителей:

P.S.: Ещё раз всех с наступающим Новым Годом чёрного водяного дракона!!!

Странно получается: статью про Flash хотел написать одной из первых, но судьба распорядилась иначе. Скрестив пальцы, будем надеяться, что последующие, как минимум 2, статьи (про биообъекты и дисплеи) увидят свет в начале 2012 года. А пока затравка — углеродный скотч:
Углеродный скотч, на котором были закреплены исследуемые образцы. Думаю, что и обычный скотч выглядит похожим образом
Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:

Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT, более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри

Взгляд изнутри: CD и HDD
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM
Взгляд изнутри: мир вокруг нас
Взгляд изнутри: LCD и E-Ink дисплеи
Взгляд изнутри: матрицы цифровых камер
Взгляд изнутри: Plastic Logic
Взгляд изнутри: RFID и другие метки
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 1
Взгляд изнутри: аспирантура в EPFL. Часть 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 2
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 3
Взгляд изнутри: мир вокруг нас — 4
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 1
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 2
Взгляд изнутри: 13 LED-ламп и бутылка рома. Часть 3
Взгляд изнутри: IKEA LED наносит ответный удар
Взгляд изнутри: а так ли хороши Filament-лампы? и 3DNews:

Микровзгляд: сравнение дисплеев современных смартфонов

Во-вторых, помимо блога на HabraHabr, статьи и видеоматериалы можно читать и смотреть на Nanometer.ru, , а также Dirty.

В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»

Yandex.Money 41001234893231 WebMoney (R296920395341 или Z333281944680)
Иногда кратко, а иногда не очень о новостях науки и технологий можно почитать на моём Телеграм-канале — милости просим;)

Источник: https://habr.com/post/135515/

Как устроена флешка

Как восстановить удаленные файлы с flash накопителя? В чем отличие флешек от внешних жестких дисков? Как восстановить данные?

Мы предоставляем услуги по восстановлению данных с флешек и карт памяти при любых неисправностях. Если у вас флешка не определяется и не открывается, даже если она просто сломалась – мы поможем восстановить ценную информацию.

Считыватель flash

Адаптеры для чтения микросхем памяти

Специалисты по восстановлению флешек

PC3000 Data Extractor

Паяльные станции

Схема работы

Доставка

курьером бесплатно

Диагностика

быстро и бесплатно

восстановление

на профессиональном оборудовании

проверка

качества и полноты восстановления

Оплата

только при успешном результате

Компания Data Recovery — восстановление данных с флешек и карт памяти при любых неисправностях. У нас есть специализированное оборудование и штат первоклассных специалистов. Мы умеем решать любые проблемы при любых повреждениях flash носителей.

Описание USB Flash накопителей

USB-флеш накопитель (флешка, флэшка, флеш-драйв) — небольшое внешнее запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое по интерфейсу USB.

У классической flash карты (как usb flash, так и карты памяти Compact Flash, SD, MMC и т.п.) нет механических частей, она не нуждается ни в батарейках, ни в аккумуляторах, флешка это набор микросхем, в чипах которых способна хранится цифровая информация. Это устройство компактное, быстрое, дешёвое и не самое надёжное. В этом счастье и беда его обладателей.

Каждая из микросхем флешки состоит из своего рода гнёзд (NAND Flash). При перезаписи информация записывается в одно и то же гнездо, и через некоторое время сектор может начать сбоить, что зачастую и приводит к потере данных — это самая большая проблема флешек, обратная сторона удобства и дешевизны.

Чем больше объем flash памяти, тем больше внутри микросхем. Все вместе они выстроены в рейд-массив, но алгоритм их сборки и взаимодействия значительно сложней, чем классический рейд-массив из жестких дисков в компьютере. Более того, на каждой из микросхем для ускорения работы и повышения надёжности применяются алгоритмы схожие с принципами действия рейд-массивов.

Вдобавок к этим сложностям во флешке существует самая главная микросхема — контролер, управляющий всеми данными на flash, запоминающий какие секторы флешки уже начали сбоить, считающий контрольные суммы. При загрузке обычной фотографии на flash информация не выкладывается единым куском, а распространяется по многим «хранилищам» довольно причудливым образом.

Контролер «знает» о том, куда и какие части файла были положены.

Флешки получили большую популярность так как компактны, имеют большой объем. Активно используются для хранения и переноса данных. На сегодняшний день модельный ряд выпускаемых флешек огромен, они отличаются производителем, объемом памяти и скоростью доступа и записи.

В чем отличие флешек от внешних usb дисков?

Большинство переносных внешних USB дисков содержат внутри жесткий диск, а в жестких дисках есть движущиеся части, которые могут легко сломаться. Флешки в этом смысле более надежны, так как в них вся информация находится во флеш-памяти.

И там нет движущихся частей, в большинстве случаев с вашими данными ничего не случится даже после падения флешки. Хотя и флешки тоже ломаются, например, из-за некорректной работы контроллера или чипов памяти, поэтому обязательно делайте резервную копию ценных данных.

А еще флешки просто меньше по размеру, чем внешние жесткие диски 2,5″, поэтому их удобней носить с собой.

Насколько быстры флешки?

Скорость флешек и карт памяти во многом зависит от того когда был сделан flash накопитель, какая флеш-память и какого производителя использовалась. Флешки день за днем бьют рекорды скорости, и если еще недавно наиболее быстрые флэш накопители, работающие на USB 2.0, были способны читать до 34MB/с и записывать до 28MB/с, то сегодня это далеко не предел. А с появлением USB 3.0 они работают еще быстрее, и их становится все больше.

Производители обычно указывают скорость передачи небольшого количества больших по размеру файлов, в то время как если передается много файлов даже небольшого размера, скорость может значительно упасть. Реальная скорость передачи информации так же сильно зависит от USB контроллера на вашей материнской плате, от файловой системы на флешке и даже от того как много USB устройств одновременно подключено к компьютеру.

В старых скоростных USB flash устройствах до 16GB использовалась память с одноуровневыми ячейками (SLC, single-level cell) вместо более популярной многоуровневой (MLC, multi-level cell). SLC-устройства дольше служат и быстрее работают, а MLC-приборы дешевле и более емкие. Поэтому производители придумывают всякие хитрости для MLC флешек, например, четырех канальный контроллер как в Corsair Flash Voyager GTR.

В общем случае, чем быстрее ваша флешка, тем меньше придется ждать при передаче файлов.

Какая файловая система используется на флешках?

Большинство флешек поставляются уже отформатированными в FAT32 для совместимости с Windows, Mac и Linux. Но файловая система FAT32 имеет существенный недостаток – размер одного файла не может быть больше 4GB, поэтому вы не сможете записать на такую флешку HD-видео или какой-нибудь большой файловый контейнер TrueCrypt.

Вы можете отформатировать вашу флешку в NTFS, тогда вы сможете записывать файлы значительно большего размера и значительно увеличиться надежность. Файловая система NTFS по умолчанию поддерживается всеми версиями Windows, начиная с NT/2000, так же частично поддерживается в Mac и в Linux. В тоже время большинство домашних медиа-центров и телевизоров не поддерживают систему NTFS.

Еще есть файловая система exFAT, созданная компанией Microsoft специально для flash накопителей. В exFAT уменьшено количество перезаписей одного и того же сектора, что продлит жизнь флешкам, и нет проблемы с 4GB файлами. Поддержка файловой системы exFAT есть в Windows XP с Service Pack 2 и 3 после установки обновления KB955704, и во всех версиях Windows старше Vista SP1, а также в Mac OS X Snow Leopard начиная с версии 10.6.5.

Как зашифровать данные на флешке?

Вероятно, лучшим решением будет использование флеш накопителей со встроенным шифрованием, в то же время и обычную флешку можно защитить с помощью бесплатной программы с открытым кодом TrueCrypt. TrueCrypt поддерживает разные алгоритмы шифрования, включая 256-bit AES, Serpent, TwoFish, программа доступна для операционных систем Windows, Mac и Linux.

Если TrueCrypt уже установлен на компьютере, то можно на флешку положить только зашифрованный файл-контейнер, который затем подключать по мере необходимости. В программе TrueCrypt есть возможность сделать запуск самой программы для расшифровки и зашифровки с той же флешки, где храните защищенный контейнер.

При использовании шифрования имейте в виду, что даже мы, не зная пароль от защищенного контейнера, не сможем восстановить ваши данные в случае каких-то сбоев флешки, а случаи бывают разные.

Что делать если я случайно удалил файлы с флешки?

Остановитесь! Чтобы вы не делали дальше, ни в коем случае ничего не записывайте на эту флешку. После этого вы должны оценить насколько важны ваши данные, чтобы попробовать восстановить данные самостоятельно. Если вы решите, что данные очень ценные, чтобы ими рисковать, то лучше отнесите флешку в профессиональную компанию по восстановлению данных.

Если же вы хотите попробовать восстановить данные самостоятельно, то посмотрите раздел нашего сайта “Программы для восстановления флешек“.

Остались вопросы?

Оставьте телефон и менеджер перезвонит Вам

Источник: https://www.datarc.ru/diskrecovery/flash/usb-flash-ustroystvo.html

Что такое флешка? USB флеш-накопитель

в Компьютерная периферия

USB флеш-накопитель или просто флешка является устройством хранения данных, в основе которой лежит флеш-память и USB интерфейс для физического соединения с компьютером или другим устройством.

Общее представление о USB флешке

Флеш-накопители USB, как правило съёмные и перезаписываемые, а размеры меньше чем у оптического диска. Предназначение USB флешки такое же как у устаревших дискет и оптических дисков, т.е. для хранения информации, резервных копий и переноса файлов. Они меньше своих аналогов, быстрее и как SSD не имеют движущихся частей. В своё время от гибких дисков отказались из-за воздействия на них электромагнитных помех и малой вместимости в пользу USB носителей.

USB флеш-накопители поддерживаются всеми современными операционными системами: Windows, Linux и OS X. USB флешки без проблем смогут работать с игровыми приставками, аудио-видео проигрывателями, а так же на большинстве видах компьютеров.

Такой флеш-накопитель состоит из небольшой печатной платы, с соединёнными элементами и штекера USB, защищёнными от внешнего воздействия, корпусом (из метала, пластика, бывают устройства с прорезиненными корпусами и кожаными чехлами, что подходит для ношения всегда с собой или в функции брелока).

USB штекер может быть защищённым крышкой или обладать часто присутствующим механизмом втягивания в корпус, что обеспечивает дополнительную защиту. Такой тип соединения как USB позволяет подключаться ко всему, где есть совместимый порт. USB накопители на флеш питаются за счёт соединения, этой возможностью для зарядки пользуются и другие устройства включая портативные аудио-видео плееры. Большинство из них могут быть использованы как флеш-накопитель, только с аккумулятором для обеспечения автономной работы.

Появление USB флешки

Изобретение USB флеш накопителей было запатентовано изобретателями израильской компании M-Systems: Дов Моран, Амир Бан и Орон Огдан в апреле 1999 года, но это устройство внешне отличалось от современных USB флешек. Позже, 13 сентября Шимоном Шмуели уже был запатентован образец, точно описывающий USB флеш-накопитель который используется в наши дни. Из-за разногласий и споров по поводу выяснения авторства данного носителя судебные разбирательства не были редкостью.

Первые такие устройства хранения стали уже доступны в 2000 году, объём был равен 8 мегабайтам, что примерно в 5 раз больше используемых в то время дискет. Уже к 2013 году большинство флешек имели USB 2.0 интерфейс с возможной скоростью 480 Мбит/c.

Хотя о появление USB 3.0 флешек было объявлено ещё в 2008 году, для потребителя они стали доступны лишь в 2010 году. Преимущество интерфейса USB 3.0 в скорости передачи данных 5 Гбит/c и обратная совместимость с USB 2.0. Большинство из современных компьютеров имеют как минимум один такой порт. Но вот уже в марте 2015 было объявлено о производстве USB носителей на флеш, со штекерами USB 3.1 обеспечивающие ещё большую скорость передачи данных.

Использование USB флеш-накопителей

Наиболее распространённое использование флешек является перенос и хранение любых файлов. Часто флешки используют для обновления BIOS или UEFI материнских плат.
Большинство современный ПК поддерживают не только установка операционной системы с использованием загрузочной флешки, но возможность загрузки с USB-устройства, что позволяет операционной системе загрузиться с флешки. Такая конфигурация часто среди пользователей называется Live USB.

Эта особенность поможет не только в клонирование операционной системы и дальнейшем её переносе на аналогичный компьютер, выполнить манипуляции с файлами не загружая основную ОС и произвести борьбу с вредоносным ПО.USB-накопительное устройство поддерживает шифрование, что не маловажно для безопасного хранения информации и не теряет актуальность и при резервном копирование. Флеш накопители могут использоваться как ключ для активации (USB Keys) приложений.

Ёмкость USB флеш накопителя

Как было указанно ранее, с 2000 года флешки имели объём 8 мегабайт. Позже, максимальные объёмы увеличивались в 2 раза (16 Мб, 32 Мб, 64 Мб и т.д.) Хотя возможные объёмы уже за терабайт, USB флешки от 8 до 120 гигабайт до сих пор имеют успех у покупателей.

Как устроена флешка и её основные компоненты

Самая обыкновенная флешка имеет Standart-A USB интерфейс, но встречаются и такие, которые имеют micro-USB интерфейсы, такая стандартизация может облегчить передачу между разными устройствами. Под корпусом скрывается небольшая печатная плата, на которой размещаются интегральные схемы и схемы питания. Как правило самая обыкновенная флешка состоит из пяти частей:

1. Штекер, чаще всего это A-USB, с помощью USB интерфейса обеспечивается физическое соединение с компьютером;
2. Микроконтроллер с небольшим количеством ОЗУ и ПЗУ;
3. Чипы NAND флеш-памяти, хранящие пользовательскую информацию;
4. Кварцевый (кристаллический) генератор – производит тактовую частоту 12 МГЦ (генерирует тактовые импульсы);
5. Корпус, при изготовление которого обычно используются пластик или метал, тем самым защищает электронику от механического напряжения.

К неосновным компонентам могут относиться различные светодиоды, мигающие при обращение к USB флешки, переключатели, которые могут блокировать или разблокировать доступ. Крышка, закрывающая USB штекер, она не обязательна, но своего рода защита штекера. Некоторые USB флеш-устройства имеют сквозное отверстие, что делает их подобием брелока или для присоединения к ней шнура. Так же бывают флешки, имеющие функции расширения памяти, в которые можно добавлять SD карту, как и считыватели (картридеры).

Размеры и внешний вид флешки

Привычный флеш-накопитель USB, имеет обычно вытянутую форму, но некоторые производители, обращают внимание своих покупателей на необычный вид их USB флешки, точнее необычный корпус, который может быть на столько громоздкими, что создаются некоторые трудности при подключении устройств.

Связано это с тем, что USB разъёмы на компьютере за частую находится очень близко друг к другу, получается два порта могут быть заняты одним USB флеш накопителем. Флеш накопители часто интегрируют в другие технические решения, такие как часы, ручки и т.д.

Формы, цвета и изображения ограничиваются только воображением.

Флешка и её файловая система

Большинство флеш накопителей изначально имеют файловую систему FAT32 или ExFAT, это позволяет использовать флеш накопитель практически на любом устройстве с поддержкой USB, тем не менее файловая система может быть любой поддерживаемой операционной системой.

Скорость чтения и записи

Скорости чтения и записи данных измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/с), причём скорость чтения обычно больше чем скорость записи и заявленные производителем характеристики, полученные в оптимальных условиях тоже могут отличаться от действительных. На скорость работы оказывает влияние и версия USB интерфейса.

От чего зависит службы USB флешки

Дешёвые флешки, как правило, разработаны с использованием многоуровневых ячеек памяти, подразумевающих до 5000 циклов записи и стирания сектора. Накопители, разработанные с использованием одноуровневых ячеек памяти, смогут выдержать в 2 раза больше циклов перезаписи. Всё зависит от частоты использование флеш-накопителя, ей смогут воспользоваться и ваши потомки, если пользоваться предельно редко.

Срок службы зависит и от качества самой флешки. За частую можно приобрести подделку, не отвечающую требованиям оригинала. В таких USB носителях объёмы памяти могут отличаться от заявленных, даже если стандартная проверка показывает номинал, то после заполнения части или после форматирования, пространство может пропасть. Поддерживаемые интерфейсы, так же могут отличаться от заявленных: заявленный USB 3.0 в итоге может работать как 2.0.

Что такое флешка – это современное устройство хранения, переноса, шифрования, резервного копирования и ещё большего функционала. Всё это облегчает жизнь не только пользователю ПК, но и профессионалу. Частенько можно встретить USB флеш-накопитель с логотипом какой-нибудь организации, это достаточна хорошая реклама, главное использовать только качественные носители, это сделает возможным сохранить всю нужную информацию на долгие годы.

PrevNext

Категории

Источник: http://ProComputer.su/pereferiya-pc/134-chto-takoe-fleshka-usb-nakopitel

Флешка(USB накопитель).Виды и применение.Выбрать и особенности

Практически каждый человек, который работает за компьютером, знает о существовании девайса под названием «флешка» (USB накопитель). Изначально эти накопители стоили довольно дорого и считались экзотическими устройствами. Тогда они были мало распространены, а люди обменивались информацией при помощи дисков, винчестеров и дискет. Сегодня же эти накопители практически полностью вытеснили вышеперечисленные методы передачи информации.

USB накопитель представляет электронное устройство, которое применяется в качестве накопителя и носителя памяти. Он подключается к персональному компьютеру, ноутбуку и т.п.

Накопитель является универсальным устройством и отлично защищен от механических воздействий. Его спокойно можно таскать в кармане, а при необходимости использовать.

Виды

Флешкапо своему исполнению может быть совершенно разной. В магазинах можно приобрести широкое разнообразие накопителей, которые будут отличаться по емкости, дизайну, типу интерфейса и возможностям.

• По объему памяти накопители могут достигать 1 терабайта, то есть 1024 Gb. Однако сегодня наибольшее распространение получили устройства емкостью 4-32 Gb. Их стоимость варьируется в пределах 150-3000 рублей. Кратность объема памяти соответствует цифре 2, то есть 32, 64, 128 Gb. Устройства до 4 ГБ отлично подходят для хранения и перемещения текстовых файлов. С целью хранения музыки, фотографий или видео небольшого размера вполне хватит накопителя объем 16 Гб. Устройство объемом 32 Gb хорошо подходит для хранения видео.

• По стандартам USB-интерфейса накопители могут быть следующих видов:

1) USB 1.0; 2) USB 1.1; 3) USB 2.0; 4) USB 3.0;

5) USB 3.1.

отличительная особенность данных видов накопителей заключается в скорости передачи данных. Так USB 1.1 передает данные со скоростью 600-800 Кб в секунду. При этом запись поддерживается до 700 Кб в секунду. USB 2.

0 более прогрессивны, они могут передавать данные со скоростью 480 Мбит в секунду. USB 3.0 представляет новый вид накопителей, которые позволяют передавать данные со скоростью до 5 Гбит в секунду. Устройства стандарта USB 3.

1 способны передавать данные со скоростью до 10-12 Гбит в секунду.

Однако не стоит обольщаться желанием обладать самым совершенным устройством. На самом деле накопитель USB 3.1 вряд ли будет поддерживать большинство ваших устройств. Дело в том, что на самих приемниках USB в большинстве случаев установлены устройств стандарта USB 2.0. В результате при подключении к USB порту стандарта 2.0 или в обратном порядке накопитель будет работать в режиме передачи информации USB 2.0, то есть скорость будет существенно ограничена.

• Сегодня можно приобрести невероятно число накопителей самого разного дизайна, которые выполнены из различных материалов. Это может быть пластик, дерево, стекло, силикон, кожа, металл, резина и так далее. На корпусе накопителя могут быть нанесены различные рисунки, гравировки и другие дизайнерские элементы. Однако использование того или иного дизайнерского эффекта никак не влияет на технические показатели в виде скорости и объема передачи данных.

• Наличие дополнительных функций. К примеру, флешкаможет иметь устройство ввода кода. Поэтому, чтобы начать работать с ней, будет необходимо ввести верный код. Это позволяет защитить от кражи данных. Также могут быть накопители со сканером отпечатков пальцев. В данном случае для возможности работы с устройством придется приложить палец к сканеру, который находится на корпусе.

Также могут быть накопители, работающие с помощью ого управления. Такое устройство распознает голос владельца, после чего она разблокирует возможность работы с данными. Бывают устройства с антибактериальным покрытием. Корпус такого накопителя выполнен с применением специальных антибактериальных материалов, благодаря чему на нём не размножаются микробы.

Бывают и двусторонние накопители. Флешка имеет два USB-коннектора. С помощью такого накопителя можно отдельно хранить рабочую информацию и личную. Это удобно в случае, когда можно случайно затереть важный документ. Продаются устройства, которые объединяют в себе накопитель и цифровую камеру.

В большинстве случаев флешкасостоит из следующих основных элементов:

Разъем USB позволяет подключиться к компьютеру или другому электронному устройству. При помощи стабилизатора происходит конвертация и стабилизация напряжения, которая поступает от ПК непосредственно в контроллер и флеш-память.

Контроллер представляет схему, которая управляет памятью, а также передачей данных. Он имеет микросхему, которая содержит всю информацию о памяти, производителе. В нем также хранится служебная информация, которая требуется для нормальной работы накопителя. В ряде моделей контроллер может быть встроенным либо отсутствовать вовсе.

При помощи кварцевого резонатора происходит создание опорной частоты работы flash памяти и логики контроллера. Корпус служит для защиты от механических повреждений и размещения всех элементов накопителя. Переключатель необходим для включения режима записи или защиты от записи. Светодиод, который мигает, демонстрирует пользователю, что накопитель работает. В это время крайне не рекомендуется вытаскивать накопитель из USB разъема. Это может привести к потере данных и даже выходу устройства из строя.

Применение

Флешкаявляется универсальным устройством, на котором можно хранить любую информацию, перезаписывать, стирать и передавать ее. На накопитель можно записывать текстовые документы, фотографии, видео, музыку, в том числе на нем можно читать, стирать и редактировать информацию. Особенность накопителя в том, что его можно подключать бесконечное число раз.

Устройство можно даже подключать в момент, когда компьютер работает. Корпус устройства помогает хорошо защищать все элементы устройства. Благодаря этому накопитель практически не боится падения, длительного ношения в карманах брюк и других механических воздействий. Накопителю не нужен внешний источник питания, ведь ему вполне достаточно электроэнергии, которая поступает к нему через USB порт.

Как выбрать

Флешка– это довольно простое устройство, однако к ее выбору также нужно подходить с умом.

1. Для выбора подходящего устройства необходимо в первую очередь присмотреться к объему памяти внешнему виду и скорости передачи данных.
2. На данный момент времени наиболее оптимальным вариантом является накопитель с объемом памяти 32 Гб и выше. Вызвано это тем, что стоимость таких устройств невысока, но такого объема памяти вполне хватит, чтобы записать несколько фильмов высокого качества, огромное количество вордовских документов или картинок.
3. Не стоит сильно экономить и приобретать малоизвестный бренд носителя без имени. Так можно нарваться на китайскую поделку. К тому же разница в цене между брендовым и «неизвестным» носителем будет незначительной. Поэтому, если вы не знаете какой бренд выбрать, то присмотритесь к таким производителям как Transcend, silicon-power, San Disk, Кингстон и так далее.
4. Не рекомендуется приобретать накопитель с выдвижным разъемом. Многие модели имеют разъем, который выдвигается, а не прячется за колпачком. С одной стороны это выглядит красиво и удобно, однако на практике все происходит несколько иначе. Такое устройство довольно хрупко и ненадежно. При приложении усилия накопитель может сломаться, что потребует приобретения нового устройства.
5. Приобретая накопитель, присмотритесь к его дизайну. Довольно часто их делают в виде кулонов или брелков, что позволяет использовать накопитель не только как полезное устройство, но и как достаточно модный аксессуар. Обращая внимание на размер, желательно, чтобы флешка занимала минимум места. В то же время излишне миниатюрные устройства являются очень хрупкими. Поэтому сами решите, что для вас важнее: красота или надежность.
6. Если вы хотите защитить данные на накопителе от посторонних лиц, то нужно покупать девайсы с дополнительными функциями защиты. К примеру, это может быть защита в виде специальной программы на флешке, которая будет запрашивать пароль, или устройство со сканером отпечатка пальцев.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/elektronika/fleshka.html

#факты | Как работает флешка?

Чаще всего вы храните свои фотографии, песни и тексты на жестком диске компьютера. Но порой нужен другой накопитель, более мобильный, который можно носить с собой и открывать на любом компьютере. Иногда необходимо сделать резервные копии важных файлов. В таких случаях на помощь приходит флеш-память. Специальные карты памяти этого типа заменяют жесткие диски смартфонам, планшетам и цифровым камерам.

Эта же память лежит в основе SSD-накопителей. Ее называют «твердотельной» (solid state), поскольку накопители, основанные на ней, лишены движущихся деталей. Узнав о том, как преодолеваются ограничения компьютерной памяти, наши читатели проявили интерес к SSD-накопителям.

И сегодняшний наш рассказ посвящен флеш-памяти, на которой базируются эти современные диски, обретающие все большее и большее распространение.

Некоторые виды флеш-накопителей

Прежде, чем переходить к детальному рассмотрению технологии, разберемся в том, как устроен чип флеш-памяти. Здесь нам не обойтись без специальной терминологии, которая позволит нам понять, как происходит запись и удаление данных из ячеек памяти этого типа. Важно понимать, что флеш-накопители занимают в известной нашим читателям иерархии компьютерной памяти ту же ступеньку, что и жесткий диск. И, фактически, они играют его роль.

Начнем наше повествование с краткого списка накопителей, в которых используется флеш-память:

• Чип BIOS вашего компьютера
• Карты памяти CompactFlash (изначально предназначались для цифровых камер)
• Карты памяти SmartMedia (изначально предназначались для цифровых камер)
• Карты памяти Memory Stick (изначально предназначались для цифровых камер)
• PCMCIA. Используется в SSD-накопителях для ноутбуков
• Карты памяти для игровых консолей
• USB-флешки

Флеш-память является разновидностью электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (EEPROM, Electronically Erasable Programmable Read Only Memory, ЭСППЗУ). Она обладает своего рода «сеткой», образуемой строками и столбцами. Каждая ячейка этой сетки оборудована двумя транзисторами.

Транзисторы отделены друг от друга тонким слоем оксида. Один транзистор электронщики именуют «плавающим затвором» («floating gate»), а второй «управляющим электродом» («control gate»). Если плавающий затвор связан с ячейкой, то она приобретает значение «1». Чтобы изменить значение на нулевое, применяется процесс, который известен, как туннелирование по Фаулеру-Нордхайму.

Туннелирование и стирание

Туннелирование применяется для изменения порядка размещения электродов в плавающем затворе. На плавающий затвор воздействует ток, напряжение которого чаще всего находится в диапазоне от 10 до 13 вольт. Ток поступает из столбца или от разрядной шины.

Этот разряд уподобляет транзистор плавающего затвора «электронной пушке», использовавшейся в электронно-лучевой трубке старых ЭЛТ-мониторов и телевизоров, при производстве которых использовалось немало свинца. Возбужденные электроны на своем пути встречают преграду в виде обратной стороны тонкого оксидного слоя, придавая ему отрицательный заряд. Эти отрицательно заряженные электроны играют роль барьера между управляющим электродом и плавающим затвором.

Специальный компонент мониторит уровень заряда, проходящего через плавающий затвор. Если напряжение проходящего тока превосходит пятидесятипроцентный порог, то значение ячейки будет равно единице. Если заряд падает ниже этого порога, то значение обнуляется.

Значения всех ячеек EEPROM равные единице, а их управляющий электрод и плавающий затвор полностью открыты.

Электроны в ячейках чипа флеш-памяти могут быть возвращены в нормальное состояние путем воздействия на них электрического поля соответствующего повышенного напряжения. Флеш-память пронизана сетью тончайшего проводникового материала, позволяющего воздействовать электрическим полем, как на весь чип, так и на его отдельные сегменты. Это позволяет стереть данные в определенных областях флеш-памяти, чтобы затем записать туда новую информацию.

Флеш-память работает значительно быстрее, чем ее древняя предшественница EEPROM. Дело в том, что в EEPROM-памяти одновременно позволялось стирать только один байт данных. Флеш-память дает возможность одновременно очистить от хранимой в ней информации целый блок или весь чип полностью. Затем ячейки памяти могут быть наполнены новыми данными.

Не совсем флешка в автомобильном радиоприемнике

В автомобильном радиоприемнике (помимо накопителя) используется специальная память для хранения предварительных установок и списка программ. Может показаться, что это тоже флеш-память. Но нет, на самом деле это несколько иной тип памяти, который называется флеш-RAM (оперативная флеш-памяти). Ее отличие от обычной флеш-памяти состоит в том, что флеш-RAM является энергозависимой, ей требуется немного энергии для того, чтобы удерживать данные.

Флеш-память способна хранить расположенную в ней информацию безо всякого внешнего источника энергии. Но даже при полном отключении радиоприемника, он все равно будет потреблять немного энергии для того, чтобы данные не потерялись из флеш-RAM. Если же вышел из строя аккумулятор, что приемник потеряет все свои настройки. То же самое произойдет и в случае отсоединения от него проводов.

Продолжение следует

По материалам computer.howstuffworks.com

Источник: https://Hi-News.ru/hardware/fakty-kak-rabotaet-fleshka.html