Что такое флешка? Описание и фото. Флэш-память. Твердотельный накопитель. Типы флеш-памяти. Карта памяти

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. Главными преимуществами этого устройства являются простота эксплуатации, широкий модельный ряд и достаточно низкая цена. Среди его основных характеристик можно выделить компактность, значительный объем памяти, высокую скорость передачи данных. 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:

USB 1.0;
1.1;
2.0;
3.0;
3.1.

Главная 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 голосового 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.

Устройство

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.

• Для выбора подходящего устройства необходимо в первую очередь присмотреться к объему памяти внешнему виду и скорости передачи данных.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Носитель информации, использующий флэш-память (англ. Flash – «быстрый, мгновенный»), представляет микросхему с электронной энергонезависимой памятью, способную хранить записанную информацию в течение неограниченного времени и сохранять своё состояние до подачи на выводы электрического сигнала иной полярности. Это высококачественные универсальные перезаписываемые носители информации, ориентированны на изделия бытовой электроники и компьютерное оборудование нового поколения.

Выпускается флеш-память следующих типов: CompactFlash , SmartMedia , Memory Stick , Floppy Disks , MultiMedia Cards и др.

Карты MultiMedia, например, имеют вес менее двух грамм, размер почтовой марки при объёме памяти от 8 до 64 Mб. Такие карты могут заменить не только дискеты, но магнитооптические, небольшие жёсткие диски и перезаписываемые компакт-диски. Современные флеш-карты обладают ёмкостью, кратной два в степени: 26 = 64, 27 = 128, 256 = 28 Мбайт и так далее. Предполагается, что максимальная ёмкость таких карт достигнет единиц Гбайт. Подобные сменные карты используются в цифровых диктофонах, портативных плеерах, видеокамерах, автомагнитолах, карманных компьютерах (КПК), сотовых телефонах и мультимедиа проекторах.

Носители информации различают по физической структуре (магнитные, полупроводниковые, диэлектрические и др.), типу материала (бумажные, пластмассовые, металлические, комбинированные), форме представления данных (печатные, рукописные, магнитные, перфорационные), принципу считывания данных (механические, оптические, магнитные, электрические), конструктивному исполнению (ленточные, дисковые, карточные). Носители информации можно классифицировать и по виду хранящихся на них сообщений, а материалы носителей информации характеризуются по назначению их использования.

По назначению использования материалы носителей данных можно отнести к материалам, применяемым для записи, представления и сохранения текстовых, цифровых, графических данных, статических и динамических изображений, звука (магнитные и немагнитные) или их комбинации, например, мультимедиа данных. Обе классификации тесно взаимосвязаны между собой, более того – невозможно однозначно классифицировать материалы носителей. Виды различных сообщений представлены в таблице 5-1.

Таблица 5-1

Виды различных сообщений

В качестве статических носителей изображений используются: картины, офорты, рисунки и т.п. на холсте, картоне, бумаге, плёнке и т.п.; видеокассеты с магнитными лентами для видеомагнитофонов и видеоплейеров; магнитные виниловые дискеты; съёмные и несъёмные жёсткие и магнито-оптические диски; компактные пластмассовые или стеклянные лазерные диски (CD , DVD ), используемые в компьютерах; слайды и диапозитивы, фотографические материалы, голографические пластины, пластины с памятью для цифровых фотоаппаратов типа флеш-памяти и др.

Для работы аудиовидеотехнических средств в качественосителей звука и (или) динамических изображений используются: плёнки и пластмассовые граммофонные пластинки, магнитные аудио- и аудиовизуальные ленты, киноплёнки, виниловые дискеты, накопители на жёстких магнитных, магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с памятью для цифровых кинокамер и фотоаппаратов, голографические пластины и др.).

Носителями мультимедиа данных считаются магнитные аудио- и аудиовизуальные ленты, дискеты, накопители на жёстких магнитных, магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с памятью.

К носителям информации предъявляются разные требования по их эксплуатации и хранению (климатические, санитарно-гигиенические, противопожарные, технические, технологические и др.).

Рассмотрим основные материалы носителей информации и их формы.

Носители изображений:

1. Бумага . Историки утверждают, что бумага была изобретена в Китае около 2000 лет назад. Однако, гораздо раньше (примерно начиная с VIII века нашей эры), древние египтяне изготавливали свитки из папирусов , откуда и произошло слово, обозначающее бумажный носитель «папир». Затем основой бумажных носителей были рисовая солома, бамбук, тряпьё ,древесина и другие материалы.

Синтетическая (полиэтиленовая ) бумага промышленно стала использоваться за рубежом с апреля 1967 года. Волокна материала, получившего название «Тайвек » (Tyvek ) имеют толщину (диаметр) 0,5–1 мкм. Это гладкий и непрозрачный материал, вобравший в себя лучшие свойства плёнки, бумаги и ткани. Он имеет небольшой удельный вес, высокую прочность, стойкость к проколам, раздиру и истиранию, паропроницаемость, водоотталкивающие свойства, стойкость к гниению и биологическую инертность. Специалисты утверждают, что данный материал может заменить традиционную бумагу, особенно при изготовлении конвертов и выполнении любой печати.

Материал невосприимчив к воздействию большинства химикатов, пригоден для нанесения лаков, ламинированию, термосварке и склеиванию. Он сохраняет прочность и гибкость до температуры 73°С. Считается, что наиболее он пригоден для уличной рекламы, обложек учебных пособий, географических карт, путеводителей и т.п., так как не перетирается на сгибах и не портится от воды. Однако для печати на таком материале приходится использовать специальные краски.

Аналогичный материал «Полилит » (Polylith ) ввезён в Россию в 1998 году. Он изготавливается из полипропиленовой смолы , прошедшей минеральное упрочнение с помощью смеси нейтрального кальция и двуокиси титана для придания белизны и матовости. Он самый дешёвый из синтетических материалов, обладает устойчивостью к воздействию воды, тепла, масла и химических реактивов. Ещё одним подобным материалом является «Робускин » (Robuskin ), важной отличительной особенностью которого является возможность печатать на нём обычными красками практически не переналаживая печатное оборудование, используемое для обычной бумаги. Существуют, конечно, и другие синтетические материалы, в том числе с самоклеящейся основой.

Бумажную основу используют в книгах, рукописях, картах, схемах и других подобных документах. С начала появления рукописей, книг и до середины XIX века они создавались преимущественно на бумаге из хлопковых и льняных волокон . Это «долговечная» бумага. С конца XIX и в XX веках в качестве бумажного носителя использовалась, главным образом, сульфитная целлюлоза и древесная масса . Современные книги в основном в качестве носителя используют целлюлозные материалы .

2. Холст, картон, оргалит и другие художественные материалы , на которых пишутся картины, печатаются гравюры и офорты обычно являются специально обработанными материалами деревообрабатывающих (картон, оргалит) и ткацких (холст) производств. Кроме того, для этих целей используют в качестве материала отходы древесины (первые) и лён или т.п. (вторые). При этом холст перед нанесением на него красок покрывается специальным составом (грунтуется).

3. Фотографические материалы (негатив, позитив) используются для таких носителей, как фотопластина, фотоплёнка, киноплёнка или диафильм, диапозитив или слайд, микрофильм или микрофиша. Для этих носителей в основном применяются плёнки на целлюлозной, полиэфирной основе .

4. Грампластинка обычно изготавливается методом прессования из пластической массы (винил). Представляет круглый диск, на поверхности которого нанесены концентрические (по спирали) бороздки, идущие от внешней стороны диска к его центру. Различаются диски по диаметру, скорости записи, количеству звуковых каналов и содержанию.

По размеру эти диски делятся на три вида:

1. «Гигант» – диаметром 30 см (время звучания одной стороны 25–30 мин.).

2. «Гранд» – диаметром 25 см (время звучания одной стороны 12–15 мин.).

3. «Миньон» – диаметром 17,5 см (время звучания одной стороны 6–8 мин.).

По скорости вращения диска грампластинки бывают 4-х видов: 16, 33, 45, 78 об/мин.

По виду записи пластинки делятся на: монофонические, стереофонические и долгоиграющие. В долгоиграющих пластинках более узкие канавки и расстояние между ними (шаг) меньше, чем у обычных, что позволяет увеличивать продолжительность звучания. Стереофонические пластинки содержат двухканальную запись (левый и правый канал вдоль левой и правой стенок канавки).

5. Голограмма – пластина, с кристаллами ниобата лития или фотополимерная плёнка. Голографическая память, в отличие от технологии компакт-дисков, представляет весь объём запоминающей среды носителя, при этом элементы данных накапливаются и считываются параллельно. Она позволяет разместить 1 Тб (триллион байт) в кристалле размером с кубик сахара, то есть информацию объёмом более 1000 компакт-дисков. Современные голографические устройства хранения получили название HDSS (holographic data storage system ).

6. Магнитные ленты в аудио- и видеокассетах, стримерах, магнитные диски в дискетах для ПКвыполняются из синтетических материалов с магнитным слоем (как правило, окись железа ) на лавсановой или виниловой основе. Диски в НЖМД изготавливают из легкого металла (алюминий) или стекла и покрывают с двух сторон магнитным слоем.

7. Магнитооптические диски (МО-диски) помещают в пластмассовый корпус. Запись лазером с температурой примерно в 200оС на магнитный слой происходит одновременно с изменением магнитного поля. Это свойство обеспечивает высокую надёжность хранения записанной информации.

8. В оптических (лазерных) дисках – компакт-диски для аудиовидеозаписей и другой машиночитаемой информации. В качестве материала носителя в CD используют поликарбонат, полихлорвинил или специальное стекло с отражающим (напылённым) слоем алюминия. Используют оптический способом записи. Их можно классифицировать как среду, носитель различных текстовых, цифровых, звуко- и видеозаписей, мультимедиа и т.п.

Различают: AudioCD CD-ROM, CD-R, CD-R W и др.

CD - ROM . Технология тиражирования CD-ROM похожа на производство грампластинок – печать (штамповка) с матриц. В процессе записи лазер воздействует на фоторезист, оставляя на нём чёрточки-отметины. Фоторезистивный слой проявляют и металлизируют. Затем методом гальванопластики с оригинала делают второй – полностью металлический, а с него штамповкой создают промежуточные копии. С них создаётся множество матриц, с которых тиражируют изготовленную продукцию на компакт-диски.

CD-R используется для однократной лазерной записи или однократной записи с добавлением нескольких записей на этот же диск в виде сессий (дозаписи).

CD-R W позволяют многократно (сотни и тысячу раз) стирать и записывать на них информацию.

Компакт-диски отличаются высокой плотностью записи (порядка 300 тыс. страниц текста в формате А4), возможностью быстрого поиска хранящейся на них информации (несколько миллисекунд), долговечностью носителя (десятки лет).

Этот носитель имеет до четырёх регистрирующих слоёв и ёмкость от единиц (4,7) до десятков (17) Гб. При этом длительность записи возрастает до 8 часов. Повышение информационной ёмкости диска достигается за счёт использования лазера с более короткой длиной волны излучения (0,635–0,66 вместо 0,78 мкм), а также технологии сжатия видеоданных в стандартах MPEG , что позволило повысить плотность записи данных на эти диски и скорость считывания с них информации. Так, например, скорость передачи цифровых видеоданных равна 1,3 Мб/с, что обеспечивает высокое качество видео (лучше, чем VHS ), причём на мониторе лучше, чем на телевизионном приёмнике.

Существует много разновидностей компакт-дисков, отличающихся использованием различных материалов носителей информации, способов записи и др. Среди новых устройств следует отметить « Blu - ray Disc ».

Технология Blu - ray Disc разработана в конце 2001 года. С февраля 2002 года её спецификация поддерживается рядом известных зарубежных компаний. Диски диаметром 12 мм имеют ёмкость 23,3; 25 и 27 Гбайт, толщину прозрачного защитного слоя 0,1 мм, а ширину дорожки – 0,32 мм, что позволило не только обеспечить бóльшую ёмкость, но и повысить скорость чтения/записи. Базовая скорость устройств для работы с этими дисками (1х) составляет 36 Мбит/с (5,5 Мбайт/с). Напомним, что у DVD этот параметр составляет 1,3 Мб/с, а у CD – 150 Кбайт/с соответственно. По мнению разработчиков, эти диски хорошо подходят для записи телевизионных и видеопрограмм, транслируемых в цифровом формате.

9. Flash -память – твёрдотельная встроенная и сменная тонкая пластина памяти из полупроводниковых материалов. Содержит чип флэш-памяти с выведенными наружу контактами. Эти карты получают электропитание из устройств, к которым они подключаются. Объём сохраняемой информации – от 16 Мб до 4 Гб.

Информация на разные носители записывается и хранится различными методами. Формы хранения и носители информации представлены в табл. 5-2.

Таблица 5-2

Формы хранения и носители информации

Возможности применения различных носителей и их материалов для записи и использования даже одного вида данных весьма разнообразны. Так, текст может быть записан практически на любой носитель информации, представлен как статическое или динамическое изображение на следующих материалах носителей информации (Рис. 5-2).

Рис. 5-2. Материалы носителей текстовой информации

Звук , записанный на различные носители информации, является важной компонентой различных фондов и коллекций. Такие носители могут предоставляться пользователям и использоваться в служебных целях; храниться непродолжительно или долговременно и т.д.

Аудиозаписи и грампластинки, имеющиеся в одном экземпляре, не рекомендуется выдавать пользователям на дом. Информационным службам, обслуживающим пользователей, лучше приобретать звукозаписи как минимум в двух экземплярах, чтобы хранить один из них в резервном фонде. Если в них имеются грампластинки в одном единственном экземпляре, то их целесообразно переписать, например, на магнитную ленту, дискету или диск для пополнения основного фонда звукозаписей, предоставляемого пользователям, а первый экземпляр хранить в резервном фонде.

Звук записывается и сохраняется на носителях информации, представленных на Рис. 5-3.

Рис. 5-3. Носители звуковой информации

При наличии в обслуживающих пользователей информационных службах высококачественных магнитофонов или музыкальных центров приобретенный один экземпляр звукозаписи на магнитной ленте хранят в резервном фонде, а с него собственными силами делают копии, которые выдаются пользователям.

Статическая видеоинформация, получаемая в процессе фотографирования и обработки фотоматериалов (проявление и печать). До середины 30-х годов ХХ века многие фотографические материалы производились на целлюлозно-нитратной основе (кинопленка на нитратной основе производилась до 1951 года). В конце 1940-х годов появилась бессеребряная порошковая фотография – ксерография . В 1950-е годы появился способ создания недолговечных копий – термография .

Разновидностью фотографии является микрография . Фотографическая запись позволяет хранить документы в виде микрофильмов и микрофишей, т.е. микроформ – микроносителей. Микроносители – полученные фотографическим способом уменьшенные в десятки и сотни раз копии с различных оригиналов (рукописей, чертежей, рисунков, печатных текстов и т. п.).

Микроформы служат защитной копией подлинника. Основа микрографической пленки – plastic bases. Она является важнейшим фактором, определяющим долговечность и сохранность плёнки. В страховых (архивных) фондах хранят эталонные негативы первого поколения (мастер-негативы), которые используются при микрофильмировании рукописей, архивных материалов и редких изданий.

В микрографии также используют везикулярные, фототермопластичные и электрофотографические плёнки. Они применяются, главным образом, для рабочих микроформ. Микроносители применяется в информационных центрах, архивах, библиотеках, научно-исследовательских, проектно-конструкторских и других учреждениях.

Относительно дешёвым и широко распространенным видом носителя аудиовидеоданных являются магнитные ленты и диски. Они удобны в эксплуатации. Разработаны надёжные способы физической защиты магнитных носителей от повреждений, возникновения ошибок при считывании и самопроизвольного исчезновения данных. Так, рекомендуется каждые шесть месяцев проводить тщательную намотку, очистку и перемотку магнитных лент в обе стороны, а копирование – каждые 12 месяцев. Государственное агентство Великобритании по ЭВМ считает, что при нормальных условиях магнитные ленты могут храниться до трёх лет, но рекомендует осуществлять проверку образцов через каждые 18 месяцев.

Современным способом записи представляемых пользователям аудиовизуальных данных является их «оцифровка» с последующей записью на компакт-диски. Работы по созданию способа цифровой записи и воспроизведения звука интенсивно велись с начала 70-х годов ХХ века. В конце 1982 года в продаже появились первые компакт-диски.

Срок службы компакт-дисков значительно сокращают чрезмерно высокая температура, влажность или прямой солнечный свет. Поэтому рекомендуется хранить диски в прохладном, тёмном и сухом месте.

Флэш-память представляет собой тип долговечной памяти для компьютеров, у которой содержимое можно перепрограммировать или удалить электрическим методом. В сравнении с Electrically Erasable Programmable Read Only Memory действия над ней можно выполнять в блоках, которые находятся в разных местах. Флэш-память стоит намного меньше, чем EEPROM, поэтому она и стала доминирующей технологией. В особенности в ситуациях, когда необходимо устойчивое и длительное сохранение данных. Ее применение допускается в самых разнообразных случаях: в цифровых аудиоплеерах, фото- и видеокамерах, мобильных телефонах и смартфонах, где существуют специальные андроид-приложения на карту памяти. Кроме того, используется она и в USB-флешках, традиционно применяемых для сохранения информации и ее передачи между компьютерами. Она получила определенную известность в мире геймеров, где ее часто задействуют в промах для хранения данных по прогрессу игры.

Общее описание

Флэш-память представляет собой такой тип, который способен сохранять информацию на своей плате длительное время, не используя питания. В дополнение можно отметить высочайшую скорость доступа к данным, а также лучшее сопротивление к кинетическому шоку в сравнении с винчестерами. Именно благодаря таким характеристикам она стала настольно популярной для приборов, питающихся от батареек и аккумуляторов. Еще одно неоспоримое преимущество состоит в том, что когда флэш-память сжата в сплошную карту, ее практически невозможно разрушить какими-то стандартными физическими способами, поэтому она выдерживает кипящую воду и высокое давление.

Низкоуровневый доступ к данным

Способ доступа к данным, находящимся во флэш-памяти, сильно отличается от того, что применяется для обычных видов. Низкоуровневый доступ осуществляется посредством драйвера. Обычная RAM сразу же отвечает на призывы чтения информации и ее записи, возвращая результаты таких операций, а устройство флеш-памяти таково, что потребуется время на размышления.

Устройство и принцип работы

На данный момент распространена флэш-память, которая создана на однотранзисторных элементах, имеющих «плавающий» затвор. Благодаря этому удается обеспечить большую плотность хранения данных в сравнении с динамической ОЗУ, для которой требуется пара транзисторов и конденсаторный элемент. На данный момент рынок изобилует разнообразными технологиями построения базовых элементов для такого типа носителей, которые разработаны лидирующими производителями. Отличает их количество слоев, методы записи и стирания информации, а также организация структуры, которая обычно указывается в названии.

На текущий момент существует пара типов микросхем, которые распространены больше всего: NOR и NAND. В обоих подключение запоминающих транзисторов производится к разрядным шинам - параллельно и последовательно соответственно. У первого типа размеры ячеек довольно велики, и имеется возможность для быстрого произвольного доступа, что позволяет выполнять программы прямо из памяти. Второй характеризуется меньшими размерами ячеек, а также быстрым последовательным доступом, что намного удобнее при необходимости построения устройств блочного типа, где будет храниться информация большого объема.

В большинстве портативных устройств твердотельный накопитель использует тип памяти NOR. Однако сейчас все популярнее становятся приспособления с интерфейсом USB. В них применяется память типа NAND. Постепенно она вытесняет первую.

Главная проблема — недолговечность

Первые образцы флешек серийного производства не радовали пользователей большими скоростями. Однако теперь скорость записи и считывания информации находится на таком уровне, что можно просматривать полноформатный фильм либо запускать на компьютере операционную систему. Ряд производителей уже продемонстрировал машины, где винчестер заменен флеш-памятью. Но у этой технологии имеется весьма существенный недостаток, который становится препятствием для замены данным носителем существующих магнитных дисков. Из-за особенностей устройства флеш-памяти она позволяет производить стирание и запись информации ограниченное число циклов, которое является достижимым даже для малых и портативных устройств, не говоря о том, как часто это делается на компьютерах. Если использовать этот тип носителя как твердотельный накопитель на ПК, то очень быстро настанет критическая ситуация.

Связано это с тем, что такой накопитель построен на свойстве полевых транзисторов сохранять в «плавающем» затворе отсутствие или наличие которого в транзисторе рассматривается в качестве логической единицы или ноля в двоичной Запись и стирание данных в NAND-памяти производятся посредством туннелированных электронов методом Фаулера-Нордхейма при участии диэлектрика. Для этого не требуется что позволяет делать ячейки минимальных размеров. Но именно данный процесс приводит к ячеек, так как электрический ток в таком случае заставляет электроны проникать в затвор, преодолевая диэлектрический барьер. Однако гарантированный срок хранения подобной памяти составляет десять лет. Износ микросхемы происходит не из-за чтения информации, а из-за операций по ее стиранию и записи, поскольку чтение не требует изменения структуры ячеек, а только пропускает электрический ток.

Естественно, производители памяти ведут активные работы в направлении увеличения срока службы твердотельных накопителей данного типа: они устремлены к обеспечению равномерности процессов записи/стирания по ячейкам массива, чтобы одни не изнашивались больше других. Для равномерного распределения нагрузки преимущественно используются программные пути. К примеру, для устранения подобного явления применяется технология «выравнивания износа». При этом данные, часто подвергаемые изменениям, перемещаются в адресное пространство флеш-памяти, потому запись осуществляется по разным физическим адресам. Каждый контроллер оснащается собственным алгоритмом выравнивания, поэтому весьма затруднительно сравнивать эффективность тех или иных моделей, так как не разглашаются подробности реализации. Поскольку с каждым годом объемы флешек становятся все больше, необходимо применять все более эффективные алгоритмы работы, позволяющие гарантировать стабильность функционирования устройств.

Устранение проблем

Одним из весьма эффективных путей борьбы с указанным явлением стало резервирование определенного объема памяти, за счет которого обеспечивается равномерность нагрузки и коррекция ошибок посредством особых алгоритмов логической переадресации для подмены физических блоков, возникающих при интенсивной работе с флешкой. А для предотвращения утраты информации ячейки, вышедшие из строя, блокируются или заменяются на резервные. Такое программное распределение блоков дает возможность обеспечения равномерности нагрузки, увеличив количество циклов в 3-5 раз, однако и этого мало.

И другие виды подобных накопителей характеризуются тем, что в их служебную область заносится таблица с файловой системой. Она предотвращает сбои чтения информации на логическом уровне, например, при некорректном отключении либо при внезапном прекращении подачи электрической энергии. А так как при использовании сменных устройств системой не предусмотрено кэширование, то частая перезапись оказывает самое губительное воздействие на таблицу размещения файлов и оглавление каталогов. И даже специальные программы для карт памяти не способны помочь в данной ситуации. К примеру, при однократном обращении пользователь переписал тысячу файлов. И, казалось бы, только по одному разу применил для записи блоки, где они размещены. Но служебные области переписывались при каждом из обновлений любого файла, то есть таблицы размещения прошли эту процедуру тысячу раз. По указанной причине в первую очередь выйдут из строя блоки, занимаемые именно этими данными. Технология «выравнивания износа» работает и с такими блоками, но эффективность ее весьма ограничена. И тут не важно, какой вы используете компьютер, флешка выйдет из строя ровно тогда, когда это предусмотрено создателем.

Стоит отметить, что увеличение емкости микросхем подобных устройств привело лишь к тому, что общее количество циклов записи сократилось, так как ячейки становятся все меньше, поэтому требуется все меньше и напряжения для рассеивания оксидных перегородок, которые изолируют «плавающий затвор». И тут ситуация складывается так, что с увеличением емкости используемых приспособлений проблема их надежности стала усугубляться все сильнее, а class карты памяти теперь зависит от многих факторов. Надежность работы подобного решения определяется его техническими особенностями, а также ситуацией на рынке, сложившейся на данный момент. Из-за жесткой конкуренции производители вынуждены снижать себестоимость продукции любым путем. В том числе и благодаря упрощению конструкции, использованию комплектующих из более дешевого набора, ослаблению контроля за изготовлением и иными способами. К примеру, карта памяти "Самсунг" будет стоить дороже менее известных аналогов, но ее надежность вызывает гораздо меньше вопросов. Но и здесь сложно говорить о полном отсутствии проблем, а уж от устройств совсем неизвестных производителей сложно ожидать чего-то большего.

Перспективы развития

При наличии очевидных достоинств имеется целый ряд недостатков, которыми характеризуется SD-карта памяти, препятствующих дальнейшему расширению ее области применения. Именно поэтому ведутся постоянные поиски альтернативных решений в данной области. Конечно, в первую очередь стараются совершенствовать уже существующие типы флеш-памяти, что не приведет к каким-то принципиальным изменениям в имеющемся процессе производства. Поэтому не стоит сомневаться только в одном: фирмы, занятые изготовлением этих видов накопителей, будут стараться использовать весь свой потенциал, перед тем как перейти на иной тип, продолжая совершенствовать традиционную технологию. К примеру, карта памяти Sony выпускается на данный момент в широком диапазоне объемов, поэтому предполагается, что она и будет продолжать активно распродаваться.

Однако на сегодняшний день на пороге промышленной реализации находится целый комплекс технологий альтернативного хранения данных, часть из которых можно внедрить сразу же при наступлении благоприятной рыночной ситуации.

Ferroelectric RAM (FRAM)

Технология ферроэлектрического принципа хранения информации (Ferroelectric RAM, FRAM) предлагается с целью наращивания потенциала энергонезависимой памяти. Принято считать, что механизм работы имеющихся технологий, заключающийся в перезаписи данных в процессе считываниям при всех видоизменениях базовых компонентов, приводит к определенному сдерживанию скоростного потенциала устройств. А FRAM - это память, характеризующаяся простотой, высокой надежностью и скоростью в эксплуатации. Эти свойства сейчас характерны для DRAM - энергонезависимой оперативной памяти, существующей на данный момент. Но тут добавится еще и возможность длительного хранения данных, которой характеризуется Среди достоинств подобной технологии можно выделить стойкость к разным видам проникающих излучений, что может оказаться востребованным в специальных приборах, которые используются для работы в условиях повышенной радиоактивности либо в исследованиях космоса. Механизм хранения информации здесь реализуется за счет применения сегнетоэлектрического эффекта. Он подразумевает, что материал способен сохранять поляризацию в условиях отсутствия внешнего электрического поля. Каждая ячейка памяти FRAM формируется за счет размещения сверхтонкой пленки из сегнетоэлектрического материала в виде кристаллов между парой плоских металлических электродов, формирующих конденсатор. Данные в этом случае хранятся внутри кристаллической структуры. А это предотвращает эффект утечки заряда, который становится причиной утраты информации. Данные в FRAM-памяти сохраняются даже при отключении напряжения питания.

Magnetic RAM (MRAM)

Еще одним типом памяти, который на сегодняшний день считается весьма перспективным, является MRAM. Он характеризуется довольно высокими скоростными показателями и энергонезависимостью. в данном случае служит тонкая магнитная пленка, размещенная на кремниевой подложке. MRAM представляет собой статическую память. Она не нуждается в периодической перезаписи, а информация не будет утрачена при выключении питания. На данный момент большинство специалистов сходится во мнении, что этот тип памяти можно назвать технологией следующего поколения, так как существующий прототип демонстрирует довольно высокие скоростные показатели. Еще одним достоинством подобного решения является невысокая стоимость чипов. Флэш-память изготавливается в соответствии со специализированным КМОП-процессом. А микросхемы MRAM могут производиться по стандартному технологическому процессу. Причем материалами могут послужить те, что используются в обычных магнитных носителях. Производить крупные партии подобных микросхем гораздо дешевле, чем всех остальных. Важное свойство MRAM-памяти состоит в возможности мгновенного включения. А это особенно ценно для мобильных устройств. Ведь в этом типе значение ячейки определяется магнитным зарядом, а не электрическим, как в традиционной флеш-памяти.

Ovonic Unified Memory (OUM)

Еще один тип памяти, над которым активно работают многие компании, - это твердотельный накопитель на базе аморфных полупроводников. В его основу заложена технология фазового перехода, которая аналогична принципу записи на обычные диски. Тут фазовое состояние вещества в электрическом поле меняется с кристаллического на аморфное. И это изменение сохраняется и при отсутствии напряжения. От традиционных оптических дисков такие устройства отличаются тем, что нагрев происходит за счет действия электрического тока, а не лазера. Считывание в данном случае осуществляется за счет разницы в отражающей способности вещества в различных состояниях, которая воспринимается датчиком дисковода. Теоретически подобное решение обладает высокой плотностью хранения данных и максимальной надежностью, а также повышенным быстродействием. Высок здесь показатель максимального числа циклов перезаписи, для чего используется компьютер, флешка в этом случае отстает на несколько порядков.

Chalcogenide RAM (CRAM) и Phase Change Memory (PRAM)

Эта технология тоже базируется на основе когда в одной фазе вещество, используемое в носителе, выступает в качестве непроводящего аморфного материала, а во второй служит кристаллическим проводником. Переход запоминающей ячейки из одного состояния в другое осуществляется за счет электрических полей и нагрева. Такие чипы характеризуются устойчивостью к ионизирующему излучению.

Information-Multilayered Imprinted CArd (Info-MICA)

Работа устройств, построенных на базе такой технологии, осуществляется по принципу тонкопленочной голографии. Информация записывается так: сначала формируется двумерный образ, передаваемый в голограмму по технологии CGH. Считывание данных происходит за счет фиксации луча лазера на краю одного из записываемых слоев, служащих оптическими волноводами. Свет распространяется вдоль оси, которая размещена параллельно плоскости слоя, формируя на выходе изображение, соответствующее информации, записанной ранее. Начальные данные могут быть получены в любой момент благодаря алгоритму обратного кодирования.

Этот тип памяти выгодно отличается от полупроводниковой за счет того, что обеспечивает высокую плотность записи, малое энергопотребление, а также низкую стоимость носителя, экологическую безопасность и защищенность от несанкционированного использования. Но перезаписи информации такая карта памяти не допускает, поэтому может служить только в качестве долговременного хранилища, замены бумажного носителя либо альтернативы оптическим дискам для распространения мультимедийного контента.

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.

Каждому человеку, который постоянно работает на компьютере, крайне необходимо иметь такую незаменимую вещь как USB накопитель. Это может быть как простая флеш карта памяти, так и более объемный многогигобайтовый накопитель, который нужен для того, чтобы переносить информацию. Сегодня попробуем определиться с тем, какую лучше USB флеш-карту выбрать для решения различных задач.

То, какой флеш накопитель выбрать , зависит от объема информации, которую вы переносите. На самом деле у нашего накопителя функций очень много. Прежде всего, это объем. Если вам нужно перенести информацию небольшую, не обязательно покупать flash-накопитель маленького объема. При этом разница в цене на 2 гигабайта, 4 гигабайта и 8 гигабайта будет не велика. Выбирая носитель данных на 8 гигабайт, вы выиграете и в цене и в качестве. На сегодняшний день многие накопители производят запись с хорошей скоростью. Скорость скачивания – десять мегабит/с, ну а считывают в среднем за пятнадцать мегабит/с.

Типы и классы карт флеш памяти

Конечно, есть и очень быстрые флешки. То есть внимание необходимо обращать на конкретную модель flash-накопителя, который вы покупаете. Если на ней вы обнаружили слова «ultra fast» или же «hi-speed», то это замечательная модель с высокой скоростью записи и считывания. Вообще же все флешки делятся на типы и классы.

SD (Secure Digital) — портативная плоский стандарт карты памяти, разработанный дял использования в переносных устройствах — фотоаппаратах, камерах и т.д. Классифицируются по следующим классам:

• SD 1.0 - от 8 МБ до 2 ГБ
• SD 1.1 - до 4 ГБ
• SD Class 2 - скорость записи не менее 2 МБ/с - 13x
• SD Class 4 - скорость записи не менее 4 МБ/с - 26x
• SD Class 6 - скорость записи не менее 6 МБ/с - 40x
• SD Class 10 - скорость записи не менее 10 МБ/с - 66x

Поскольку этот формат накопителей очень популярен, SD карту за счет различных переходников можно использовать практически с любым устройством, будь то компьютер, нотбук или даже планшет — через кардридер или напрямую по USB.

miniSD и microSD (TransFlash) — разновидности SD карт, которые можно использовать для подключения в слот SD при помощи специального переходника. Mini также часто используется в фотоаппаратах, а вот Micro — в более маленьких устройствах, таких как телефоны, планшеты, видеорегистраторы.

SDHC (Secure Digital High Capacity) — еще одна более современная разновидность SD, отличающаяся бОльшей скоростью. Внешне они не отличаются от SD, но работать могут только с теми девайсами, в которых отдельно обозначена поддержка карт данного типа. Иногда бывает и такое, что устройство получает возможность работы с SDHC после обновления прошивки. Такие карточки выпускаются емкостью от 4 до 32 Гб.

SDXC (Secure Digital eXtended Capacity) — это SD flash карты расширенной емкости.

SD 3.0 — карты ёмкостью 64Гб и максимальной скоростью до 90 Мб/сек, которые могут быть совместимы с некоторыми существующими SDHC-устройствами
SD 4.0 скорость до 300МБ/сек, а ёмкость карт может быть от 64ГБ до 2Тб. С SDHC-устройствами они не совместимы полностью.

Какой USB флеш накопитель выбрать?

Качество и надежность прямо пропорционально зависит не только от класса, но и от выбранного вами производителя. Знаменитыми flash-накопители по своим качественным товарам считаются Samsung, Transcend, SanDisk и Kingston. И к тому же, можно найти, флешки хорошего качества у таких компаний как PQI, Lexar, Pretec и Imation.

Бывает и такое, что бренды, которые никто не знает, используют в производстве корпусов со своим логотипом чужие девайсы. От них тоже не стоит отказываться, так как при тех же комплектующих они значительно дешевле то есть вы не переплатите за бренд.

Стоит обратить внимание, что внешний размер USB накопителя никак не влияет на его реальную вместимость. Можно найти и очень маленькие флешки, которые по размерам похожи на SIM-карты. Здесь уже дело вкуса каждого человека — маленький накопитель или большой, но по цене маленькие карточки дороже и потерять их тоже легче.

Надеюсь, описанные моменты помогут вам выбрать USB flash-накопитель, который будет способствовать наиболее быстрой и защищенной работе на компьютере. При выборе выбираем популярных производителей, но не забываем про малоизвестные фирмы с комплектующими деталями от известных компаний — это дешевле при том же качестве.
Ну а на закуску сегодня — видео про то, как узнать реальный объем вашей флешки. Пока!