Устройство и принцип работы флеш-накопителя

Скорость чтения и записи флешки.

В отличии от объема памяти скоростные возможности USB-флеш-накопителя очень часто на упаковке не указывают и соответственно оценить по достоинству покупку не всегда представляется возможным. Но некоторые добросовестные производители все же такие данные предоставляют. Обычно, данные о скоростных характеристиках на упаковке флеш-карт (здесь описан принцип работы флеш-памяти) и USB-флешек (тут читайте о принципе работы и устройстве USB-флешки) обозначают специальным рейтингом 200x, где x = 200 Кбайт/c. То бишь скорость в данном примере будет составлять 30 Мбайт/c.

Рейтинг/Множитель (X) Скорость (МБ/с) Класс SDHC
6x 0,9 n/a
13x 2,0 2
26x 4,0 4
32x 4,8 5
40x 6,0 6
66x 10,0 10
100x 15,0 15
133x 20,0 20
150x 22,5 22
200x 30,0 30
266x 40,0 40
300x 45,0 45
400x 60,0 60
600x 90,0 90

Следует сказать, что это применительно к скорости чтения, а скорость записи обычно не указывают и узнать ее в действительности вы сможете только после специального тестирования. Чаще всего скорость записи у дешевой флешки в два раза меньше от скорости чтения. Это довольно существенная разница.

Есть замечательный сайт, где можно посмотреть результаты тестирования USB-флеш-накопителей от разных производителей и разных объемов. Кроме этого, здесь предоставляют результаты последних протестированных флешек. Думаю эта информация поможет вам сориентироваться в мире съемных флеш-накопителей. В целом скоростные характеристики флешки зависят от установленной флеш-памяти и контроллера, но рядовому пользователю отыскать эту информацию сейчас невозможно или достаточно трудно.

К сожалению, иногда заявленные скоростные характеристики в дешевых флешках не соответствуют действительности из-за низкого качества, но и в дорогих высокоскоростных из комплектующих могут всунуть что угодно. Однако, в относительно дешевых обычно применяют MLC, TLC или TLC-DDR-память, а в скоростных кроме MLC применяют DDR-MLC или SLC-память. Неудивительно, что флешки с интерфейсом USB 3.0 обратно совместимы с USB 2.0, но нужно помнить, что копировать большие и требовательные к памяти файлы на заявленной скорости вы сможете при использовании ее с портом USB 3.0.

Например, накопитель с высокой производительностью, который обеспечивает скорость чтения до 260 МБ/с и скоростью записи до 240 МБ/с позволяет скопировать 1000 фотографий или полнометражный фильм за считанные секунды.

Очевидные преимущества

Очевидными плюсами можно считать:

Легкая эксплуатация. Перенести какую-либо информацию на USB-флеш-накопитель намного легче, чем на компакт-диск. Для его записи не обойтись без помощи специализированного программного обеспечения. К тому же не нужен дисковод, чтобы открыть флешку.
В отличие от дискет, которые были рассмотрены выше, а также дисков, USB-flash-накопители более надежны.
Многоразовое использование

Неважно, сколько Гб у флешки, циклов перезаписи может насчитываться несколько тысяч, что не так плохо.
Стоимость. Стоит заметить, что цены на флешки с каждым годом только снижаются за счет обновления моделей и увеличения объема

И теперь самый простой usb-накопитель стоит менее 5 долларов.
Компактные габариты: USB-флешки производятся небольшого размера и имеют малый вес.
Внешность. Многие производители стараются удивить пользователей, придавая USB-накопителям оригинальный дизайн.

Помимо всего прочего, с современными моделями флэш-накопителей приятно работать, поскольку они отличаются высокой скоростью записи в отличие от оптических дисков – до 20 мегабайт в секунду, а то и более.

За счет этого весь процесс копирования на USB-накопитель занимает несколько минут, в зависимости от объема информации.

SanDisk Ultra Dual Drive USB Type-C

  • Объем: 256 Гбайт
  • Интерфейс: USB 3.1/USB Type-C
  • Скорость при чтении/записи: 150/30 МБ/с

Последнее время стали популярны модели с интерфейсом USB-C — их удобно использовать с новыми ноутбуками и смартфонами, которые оснащены таким разъемом. На рынке также можно найти комбинированные модели с двумя  интерфейсами: USB-A и USB-C.

Например, SanDisk Ultra Dual Drive: накопитель обеспечивает до 150 МБ/с при чтении и до 30 МБ/с при записи. Во многих сценариях использования этого будет достаточно, но все-таки это не максимально возможная скорость в своем классе. Однако цена на флэшку заманчивая — всего 3500 рублей за накопитель на 256 Гбайт.

Для переключения штекеров используется выдвижная конструкция: двигая ползунок, можно менять интерфейс устройства. Если вам надо использовать флэшку сразу с ПК и смартфоном с поддержкой OTG, такая универсальная модель может стать хорошим выбором.

Принцип работы USB -флеш-накопителя и его компоненты.

Карты памяти microSD

Теперь вторая категория устройств, называемых флешками: карты памяти microSD (или microSDHC, их непосредственные наследники)По моему наблюдению их называют флешками либо те, кто никаких других флеш-носителей в руках не держал (а это немудрено, ибо microSD/microSDHC применяются почти во всех телефонах, плеерах и всяких там гаджетах), либо те, кто других названий всем этим «маленьким штучкам» не знает. Они тоже содержат в себе флеш-память, а значит, имеют право быть названы флешками. Но для понимания между людьми желательно как-то дифференцировать понятия, поэтому «карта памяти» будет звучать предпочтительнее, особенно если вам необходимо объяснить продавцу что вам нужно

Так же важно знать, что карты памяти бывают разные! Поэтому неплохо добавить: «такую маленькую карту памяти», но и тут вы можете попасть впросак: есть карты памяти M2, которые очень схожу по размеру. К счастью они применяются только в продукции фирмы Sony

О них мы упомянем ниже. Но все же лучше запомнить магические слова microSD и  microSDHC (читается микроэСДэ и микроэСДэХаЦэ). В разговорной речи, кстати, чаще всего первое слово (microSD) используется для обозначения обоих типов карт (и microSD и microSDHC). В этом нет ничего страшного.

Что необходимо знать о microSD и microSDHC картах памяти? Во-первых, чем они отличаются? microSDHC – это более новый стандарт, поддерживающий объем памяти более 4 Гигабайт. Все карты памяти более 4 Гигабайт могут быть только microSDHC, а меньше 4 только microSD. А вот 4 ГБ не повезло: они могут быть и такими и эдакими! Впрочем, microSD на 4 ГБ большая редкость. Теперь самый главный вопрос: как выбрать ту, что подойдет к вашему устройству? Правила два: во-первых, вам необходимо определить максимальный объем карты памяти, с которым ваше устройство способно работать (для этого откройте инструкцию к нему, либо воспользуйтесь поиском в интернете). Во-вторых, вам необходимо купить карту такую же или меньше, чем максимальный объем. Причем все устройства, поддерживающие microSDHC, будут работать с любой картой microSD любого объема. Нюанс тут только один: если для вашего устройства указано, что оно поддерживает карту не более 4 ГБ, то это может означать, что оно не поддерживает никакие карты microSDHC и поддерживает любые карты microSD, включая 4 ГБ. Либо это может означать, что оно поддерживает любые карты 4 ГБ, как microSD, так и microSDHC, а карты microSDHC 8 ГБ и выше не поддерживает. Вот такая арифметика. И если в инструкции нет уточнений по этому поводу, то вам придется использовать старый добрый «метод научного тыка».

Теперь еще одна важная характеристика, которая часто интересует покупателей: что это за класс указан для карт microSDHC? Обозначается он цифрой внутри английской буквы C.

Должен сразу сказать, что это не сорт как, скажем, у помидоров. Класс карты памяти – это ее способность записывать информацию с некоторой минимально гарантированной скоростью. Чем выше класс, тем выше скорость. Причем это именно гарантированная самая маленькая скорость, максимальная же и средняя скорости может быть существенно выше. Две карты разных классов часто могут иметь практически одинаковые средние и максимальные скорости записи, но если одна из них имеет «провалы» в скорости, то есть иногда записывает медленнее, то она будет иметь меньший класс. По-другому говоря: класс гарантирует, что скорость карты на любом участке записи не упадет ниже определенного порога. Зачем он нужен? Класс нужен для устройств, которые быстро записывают информацию и не могут ждать. Это, главным образом, видеокамеры, которым необходимо записывать видео, ведь если карта памяти не успеет записать кадр за время его съемки, то «поезд уйдет»: нужно будет писать следующий кадр, за ним следующий и какую-то часть информации камере придется «выкинуть», что плохо скажется на качестве съемки. Итак, опять же берем инструкцию и смотрим что в ней записано о классе карты памяти. Если ничего – можете сэкономить, если класс указан – берите указанный или выше.

Наконец последнее, с чем нужно определиться при покупке карты памяти microSD/microSDHC – переходник или адаптер на SD. Это такая штука в 4 раза больше самой карты, с помощью которой ваша карта micro превращается в «большую» SD/SDHC карту (о них смотри ниже). Часть карт продается с переходником, часть без.

Оцените, нужен ли вам такой переходник, учтя  имеющиеся у вас устройства: фотоаппараты, старые электронные книги и т.п. А также не забудьте про ваш карт-ридер: может быть он не читает карты micro напрямую и тогда адаптер вам совсем не помешает. Вообще адаптер расширяет ваши возможности в «случае чего». С другой стороны: найдете ли вы его, когда понадобится в своем столе? Выбор за вами.

Использование USB флеш-накопителей

Что означает термин “Мбит”, и почему это важно?

Mbps (Мб/с)  означает “мегабит в секунду”, или просто скорость, с которой ваши файлы будут переданы с компьютера на устройство, в данном случае карту флеш-памяти.  Скорость может варьироваться от 30 или 50 Мбит, до многих сотен.  Как правило, чем больше память USB флеш-диска, тем быстрее он сможет передавать файлы.  Тщательные подсчеты Mb  тут не столь важны, так как большинство флеш-накопителей будут иметь примерно одинаковую скорость и вряд ли кто-то заметит, что она работает настолько медленно, что ее стоит заменить на другую более производительную модель.

Watch this video on YouTube

Каково значение этих носителей?

Карты памяти используются во многих электронных устройствах и стали широко распространенным средством хранения нескольких гигабайт данных в небольшом размере. Какие бывают флешки этого типа сегодня? Девайсы, в которых пользователь может часто удалять и заменять флешки (цифровые камеры, видеокамеры и игровые приставки), как правило, используют формат мини. Устройства, в которых малый размер имеет первостепенное значение (например, мобильные телефоны), имеют тенденцию использовать карты microSD.

Эта разновидность флешек помогла продвинуть рынок смартфонов, предоставляя как производителям, так и потребителям большую гибкость и свободу. Из-за компактных размеров карты microSD используются во многих портативных устройствах. Последние версии основных операционных систем, в том числе Windows Mobile и Android Marshmallow, позволяют приложениям запускаться с карт microSD, создавая дополнительные функциональные возможности для новых моделей девайсов.

Вместе с тем SD-карты не являются наиболее экономичным решением для устройств, которым требуется лишь небольшая часть энергонезависимой памяти (например, предустановки станций в небольших радиоприемниках). Они также не выступают лучшим выбором для приложений, которым требуются более высокие емкости или скорости хранения. Эти ограничения в дальнейшем могут быть решены с помощью эволюционирующих технологий памяти. На сегодняшний день наиболее емкая в мире карта в формате microSD имеет вместимость 256 Гб. Поэтому сложно прогнозировать даже на ближайшее время, какие бывают флешки и какие виды скоро появятся.

Многие персональные компьютеры всех типов, включая планшеты и смартфоны, используют SD-карты либо через встроенные слоты, либо через активный электронный адаптер. Последние существуют для PC-карт, ExpressBus, USB, FireWire и порта параллельного принтера. Активные адаптеры также позволяют использовать SD-карты в устройствах, предназначенных для других форматов, таких как CompactFlash.

Определяемся с корпусом флешки.

Размеры и внешний вид флешки

История

С 1998 по 2000 годы многие компании заявляли, что они первыми изобрели USB-накопители. Включая China Netac Technology, Israel M-Systems и Singapore Trek Company. Однако именно China Netac Corporation получила патент на основное изобретение для U-диска. В июле 2002 года Государственным ведомством интеллектуальной собственности было официально разрешено использование Netac «Метод внешнего хранения и устройство для системы обработки данных Quick Lightning Sub-type для системы обработки данных» (номер патента: ZL 99 1 17225.7). Этот патент заполняет область компьютерных хранилищ в Китае. Разрыв в патентах на изобретения за последние 20 лет. Приобретение патентного права вызвало большой шок во всей отрасли хранения данных, в том числе израильская компания M-Systems немедленно подала в Государственное ведомство интеллектуальной собственности Китая отзыв о признании недействительным, что однажды стало патентным спором, шокировавшим Китай и зарубежные страны в области глобальной флэш-памяти. Однако 7 декабря 2004 г. компания Netac получила патент США № US6829672, официально утвержденный Национальным патентным бюро США на основное изобретение флеш-накопителей. Приобретение этого патента окончательно положило конец конкуренции. China Netac — первый в мире изобретатель U-диска. 10 февраля 2006 года по американскому времени Netac поручила американской юридической фирме Morgan Lewis подать жалобу в Федеральный суд Восточного округа Техаса, обвинив PNY Соединенных Штатов в нарушении патента Netac в США. В феврале 2008 года Netac и PNY достигли внесудебного урегулирования. Netac подписала патентное лицензионное соглашение с PNY, и PNY выплатила Netac 10 миллионов долларов за лицензионные платежи. Это первый раз, когда китайская компания получила огромные суммы патентных лицензионных сборов в Соединенных Штатах, и это еще раз доказывает, что Netac является глобальным изобретателем USB-накопителей.

Одновременно с этим сингапурская компания Trek Technology представила свою разработку, повторяющую патент от M-Systems. Своё детище ThumbDrive объёмом 8 Мб они презентовали в феврале 2000 года на выставке CeBIT в Германии. Trek Technology смогла доказать своё первенство в Сингапуре, но проиграла иски, поданные в других странах.

OMR-карты

Представляют собой листы плотной бумаги с информацией, записанной человеком в виде оптических меток. Сканер распознает метки и обрабатывает данные. OMR-карты используют для составления опросников, тестов с опциональным выбором, бюллетеней и форм, которые необходимо заполнять вручную.

Технология основана на принципе составления перфокарт. Но машина считывает не сквозные отверстия, а выпуклости, или оптические метки. Погрешность исчислений составляет менее 1 %, поэтому OMR-технологию продолжают использовать государственные учреждения, экзаменационные органы, лотереи и букмекерские конторы.

Накопитель с повышенной производительностью

Этот тип съемных дисков рассчитан на пользователей, которым требуется повышенная производительность.Такие флешки обычно стоят дороже и обслуживают профессиональный сектор. Скорость передачи данных в них улучшена, благодаря подключению USB 3.0. Они также используют более надежные ударопрочные материалы и другие аксессуары, которые помогают им выдерживать экстремальные погодные условия. Еще одной отличительной чертой этих устройств является увеличение циклов чтения и записи, иногда до 100 000. Какие бывают флешки по объему памяти с высокой производительностью? Их емкость может достигать 2 Тб. Когда речь идет о хранении важных данных и большей надежности, эти более высокопроизводительные накопители являются предпочтительными.

Как открыть флешку, съемный диск, оптический диск

После физического подсоединения к компьютеру запоминающего устройства, дальнейшие действия по его открытию состоят в следующих двух этапах:

1. Открыть раздел «Компьютер» (на некоторых компьютерах он может называться «Мой компьютер»). Сделать это можно несколькими способами. Самый простой — найти на экране компьютера (рабочем столе) значок, называющийся «Компьютер» или «Мой компьютер» и имеющий следующий вид, как на изображении справа. Навести на него указатель мышки и дважды, с небольшим интервалом, нажать левую кнопку мышки. О порядке использования мышки . Если такой значок на рабочем столе отсутствует, нужно навести указатель мышки на кнопку, находящуюся в левом нижнем углу экрана. Эта кнопка может быть в виде круга с эмблемой Windows или же быть прямоугольной и иметь надпись «Пуск». Когда указатель мышки окажется на этой кнопке, нужно один раз нажать левую кнопку мышки. Рядом откроется меню, в котором нужно найти пункт «Компьютер» (или «Мой компьютер»), навести на него указатель мышки и один раз нажать левую кнопку мышки (см. изображение).

Результатом указанных выше действий будет открытие окна с названием «Компьютер» (или «Мой компьютер»).2. В окне «Компьютер» найти значок подключенного к компьютеру запоминающего устройства, навести на него указатель мышки и дважды, с минимальным интервалом, щелкнуть левой кнопкой мышки. Значки для каждого типа запоминающих устройств будут иметь разный вид. Как выглядит значок подключенной к компьютеру флешки см ниже. Возле него обычно находится надпись «Съемный диск». Хотя надпись может быть и другой. Значок съемного диска может быть таким же, как у флешки. Но чаще он выглядит так, как показано на изображении. Надпись возле него обычно «Локальный диск» и в списке остальных значков локальных дисков он обычно последний. Значок карты памяти и надписи возле него зависит от используемого кардридера. Чаще всего он выглядит как значок флешки. Если же в качестве кардридера используется какое-то портативное устройство (например, мобильный телефон), рядом со значком может находиться надпись с названием этого устройства. Как обычно выглядит значок дисковода для оптических дисков см. на изображении ниже. Рядом с ним находится надпись, содержащая слова «CD» или «DVD».После двойного щелчка мышкой по значку устройства откроется окно, в котором будут отображаться файлы и папки, содержащиеся на этом устройстве. С ними можно производить разнообразные действия – копировать, удалять, менять названия, открывать и т.д

О том, как производить с файлами разнообразные операции, читайте в этой статье.Важно. По окончанию работы с запоминающим устройством, подключаемым к разъему USB, крайне желательно отключать его от компьютера безопасным способом

В противном случае устройство может выйти из строя и хранящиеся на нем файлы будут утеряны. О том, как безопасно отключить запоминающее устройство от компьютера, .

Флеш-накопители сейчас являются основным средством для переноса и хранения информации опережая популярные ранее оптические диски и внешние винчестеры. Некоторые пользователи, однако, испытывают проблемы с просмотром содержимого USB-носителей, в частности, на ноутбуках. Наш сегодняшний материал предназначен помочь таким пользователям.

Описание

Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (Live USB) и др.

Основные компоненты флешки:

  • USB-интерфейс (чаще USB 2.0 или 3.0 Стандарт-А, иногда microUSB) — обеспечивает физическое соединение с компьютером.
  • Контроллер — небольшой микроконтроллер со встроенными ROM и RAM.
  • -чип флеш-памяти — хранит информацию.
  • Осциллятор — генерирует синхронизирующий сигнал (12 MHz) для шины USB.

На большинстве флешек повсеместно используются файловые системы семейства FAT. В зависимости от размера накопителя применяются FAT16, FAT32 или exFAT. Для флешек размером 64ГБ и более используются NTFS или exFAT.

Флешка защищена от записи: как снять защиту

Снять защиту от записи с флешки можно несколькими простыми способами. Первым способом является физическая защита, установленная на корпусе накопителя. Снять ее можно, переведя ключ в другое положение (для записи). Вторым способом будет одно из самых распространенных решений проблемы, это форматирование устройства в другую файловую систему (NTFS и FAT32). Альтернативным методом является решение проблемы через командную строку. Для этого запустите системную службу DiskPart через интерпретатор консоли «Выполнить», затем пропишите команду «attributes disk clear readonly», без кавычек.

Подробнее о ячейках памяти

Ячейки памяти являются транзисторами. Транзистор имеет два полупроводника n-типа, они находятся у него по бокам. Эти полупроводники имеют множество свободных электронов. При движении этих частиц проходит ток.

Посредине полупроводников n-типа размещён полупроводник p-типа, который характеризуется недостатком электронов. По нему ток переносится по дырках, в которых недостаёт электронов.

Из-за различающегося типажа проводимости этих полу проводимых материалов, ток не имеет возможности пройти между ними.

Транзисторная конструкция предусматривает наличие управляющего затвора, который расположен над p-полупроводником. Он является электродом и на него подаётся напряжение. При подаче положительного напряжения он отодвигает дырки р-полупроводника и притягивает частицы. Это обосновано притягиванием противоположных зарядов.

С этого получается так званый n-переход. Он нужен для перехода электричества с одного n-полупроводника на другой, в результате чего транзистор пропускает ток.

Управляющий затвор имеет разделение с p-полупроводником, которое называется плавающий затвор (пластина из поликристаллического кремния). При отрицательном заряде пластины ток не будет проводиться транзистором, не завися от заряда управляющего затвора, что может помешать его работе в дальнейшем.

Носители с защитной функцией

Преимущества и недостатки USB-накопителя

Так как сегодня данные устройства являются незаменимыми портативными носителями информации, следует понять, в чем состоят их достоинства и потенциальные недостатки. Ведь именно два этих параметра сопутствуют прогрессу в различных технологиях и разработке новейших устройств. Незаменимость означает монополизм на любом рынке устройств. Итак, давайте выясним, чем так хороши USB-накопители, и в процессе косвенно ознакомимся с тем, как работает флешка.

Преимущества:

  1. Портативность и малый вес устройства.
  2. Бесшумность в работе и малая ресурсоемкость.
  3. Низкое энергопотребление (в первую очередь благодаря отсутствию механических систем).
  4. Возможность эксплуатации при высоких температурах.
  5. Устойчивы к механическим воздействиям (в отличие от жестких и компакт дисков).
  6. Защищены от воздействия окружающей среды (царапины, пыль, разрушение от пересыхания).
  7. Длительное время хранения данных в автономном режиме в лучшем случае от 10 лет и выше, в худшем при некачественном устройстве от 3 до 6 месяцев.

Недостатки:

  1. Ограниченное число записи и стирания данных до выхода из строя. Порядка 5000 циклов перезаписи.
  2. Ограниченное число подключения USB-коннектора насчитывается порядка 1500 раз.
  3. Ограниченная скорость записи, которая весьма ощутима для порта USB 2.0 (не более 35 мегабайт в секунду).
  4. Чувствительны к электрическому замыканию и радиации, как и любая другая электроника.
  5. Недостаток в форме разъема и подключаемом накопителе, вследствие которого увеличивается износ порта и коннектора. Данная проблема была решена с выходом USB Type-C.

Таким образом из вышеприведенного маркированного списка вы смогли узнать о достоинства и недостатках флеш-накопителя. Исходя из этой информации можно сделать вывод, что данное устройство по факту имеет мало недостатков, которые при желании можно исправить и доработать.

История

Самые первые USB-флеш-накопители появились в 2000 году. Их изобрели сотрудники израильской компании M-Systems Амир Баном, Дов Моран и Оран Огдан. В апреле 1999 года в США был зарегистрирован патент на флешку, а в сентябре 2000 года был представлен и сам накопитель. Флешку назвали DiskOnKey, в США она продавалась совместно с IBM и несла на борту логотип американской корпорации. Первая флешка обладала 8 Мб памяти и стоила 50$, к концу года вышли модели на 16 Мб и 32 Мб (100$).

Одновременно с этим сингапурская компания Trek Technology представила свою разработку, повторяющую патент от M-Systems. Своё детище ThumbDrive объёмом 8 Мб они презентовали в феврале 2000 года на выставке CeBIT в Германии. Trek Technology смогла доказать своё первенство в Сингапуре, но проиграла иски, поданные в других странах.

Дополнительные функции флешки.

Дополнительные функции флешки с одной стороны маркетинговый ход, а с другой стороны полезные «плюшки». Какого только дополнительного программного обеспечения нет. Например, доступ к информации по отпечатку пальцев (так называемая биометрия), сжатие данных для увеличения плотности хранения данных, приложение для создания защитной области с доступом через пароль и так далее. Очень много производителей в наши дни снабжают свое детище разного рода программным обеспечением призванным сохранить конфиденциальность и облегчить потребителям жизнь.

Все эти программные фишки очень часто не несут какой-либо пользы, а скорее наоборот усложняют работу с флеш-накопителем. В действительности редко встречается стоящее и необходимое программное обеспечение. Все эти многообещающие надписи на упаковке о необходимом и полезном ПО за частую просто рекламный ход и не более того. За все эти дополнительные опции нужно платить, так что решайте сами, что вам действительно нужно из всего этого многообразия.

Как выбрать флеш накопитель?

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий