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
6x0,9n/a
13x2,02
26x4,04
32x4,85
40x6,06
66x10,010
100x15,015
133x20,020
150x22,522
200x30,030
266x40,040
300x45,045
400x60,060
600x90,090

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