Устройство и принцип работы флеш-накопителя

Содержание

На сегодня флешки являются самыми пользующимися популярностью наружными носителями данных. В отличие от оптических и магнитных дисков (CD/DVD и винчестеры соответственно), флеш-накопители более малогабаритны и устойчивы к механическим повреждениям. А за счет чего были достигнуты компактность и устойчивость? Давайте же разберемся!

Из чего состоит и как работает флешка

1-ое, что необходимо подчеркнуть — снутри flash-накопителя нет передвигающихся механических частей, которые могут пострадать от падений либо сотрясений. Это получается из-за конструкции — без защитного корпуса флешка представляет собой интегральную схему, к которой припаян USB-разъем. Давайте разглядим её составляющие.

Главные составляющие

Составные части большинства флешек можно поделить на главные и дополнительные.

К главным относятся:

1. чипы NAND-памяти;
2. контроллер;
3. кварцевый резонатор.
4. USB-разъем

NAND-память Накопитель работает благодаря NAND-памяти: полупроводниковым микросхемам. Чипы таковой памяти, во-1-х, очень малогабаритны, а во-2-х — очень ёмкие: если на первых порах флешки по объему проигрывали обычным тогда оптическим дискам, то на данный момент превосходят по ёмкости даже диски Blu-Ray. Такая память, ко всему иному, к тому же энергонезависимая, другими словами для хранения инфы ей не требуется источник питания, в отличие от микросхем оперативки, сделанных по похожей технологии. Но у НАНД-памяти есть один недочет, в сопоставлении с другими типами запоминающих устройств. Дело в том, что срок службы этих чипов ограничен определенным количеством циклов перезаписи (шагов чтения/записи инфы в ячейках). В среднем количество read-write cycles равно 30 000 (находится в зависимости от типа чипа памяти). Кажется, это неописуемо много, но по сути это равно приблизительно 5 годам насыщенного использования. Вобщем, даже если ограничение будет достигнуто, флешкой можно будет продолжать воспользоваться, но только для считывания данных. Не считая того, вследствие собственной природы, NAND-память очень уязвима к перепадам электричества и электростатическим разрядам, так что держите её подальше от источников схожих угроз.

Контроллер Под номером 2 на рисунке сначала статьи находится крошечная микросхема — контроллер, инструмент связи меж флеш-памятью и подключаемыми устройствами (ПК, телевизорами, автомагнитолами и пр.). Контроллер (по другому именуется микроконтроллер) представляет собой маленький простой компьютер с своим микропроцессором и неким количеством RAM, применяемыми для кэширования данных и служебных целей. Под процедурой обновления прошивки либо BIOS предполагается как раз обновление ПО микроконтроллера. Как указывает практика, более частая поломка флешек — выход из строя контроллера.

Кварцевый резонатор Данный компонент представляет собой крошечный кристалл кварца, который, как и в электрических часах, производит гармонические колебания определенной частоты. Во флеш-накопителях резонатор употребляется для связи меж контроллером, NAND-памятью и дополнительными компонентами. Эта часть флешки также находится под риском повреждения, при этом, в отличие от заморочек с микроконтроллером, решить их без помощи других фактически нереально. К счастью, в современных накопителях резонаторы выходят из строя относительно изредка.

USB-коннектор В подавляющем большинстве случаев в современных флешках установлен разъем USB 2.0 типа A, направленный на прием и передачу. В самых новых накопителях употребляется USB 3.0 типа А и типа C.

Дополнительные составляющие

Не считая упомянутых выше главных составляющих запоминающего flash-устройства, производители часто пичкают их необязательными элементами, такими как: светодиод-индикатор, тумблер защиты от записи и некие специальные для определенных моделей особенности.

Светодиодный индикатор В почти всех flash-накопителях находится маленькой, но достаточно броский светодиод. Он предназначен для зрительного отображения активности флешки (запись либо считывание инфы) либо же просто является элементом дизайна. Этот индикатор в большинстве случаев не несет никакой многофункциональной нагрузки для самой флешки, и нужен, на самом деле, только для удобства юзера либо для красы.

Тумблер защиты от записи Этот элемент характерен быстрее для SD-карт, хотя иногда встречается и на запоминающих устройствах USB. Последние часто употребляются в корпоративной среде как носители различной инфы, в том числе принципиальной и секретной. Чтоб избежать инцидентов со случайным удалением таких данных, производителями флеш-накопителей в неких моделях применяется тумблер защиты: резистор, который при подключении в цепь питания запоминающего устройства не дает электронному току добираться к ячейкам памяти. При попытке записать либо удалить информацию с накопителя, в каком включена защита, ОС выдаст такое вот сообщение.

Схожим образом реализована защита в так именуемых USB-ключах: флешках, которые содержат внутри себя сертификаты безопасности, нужные для корректной работы некого специфичного ПО.

Этот элемент тоже может сломаться, в итоге чего появляется обидная ситуация — аксессуар вроде работоспособен, но воспользоваться им нереально. У нас на веб-сайте есть материал, который может посодействовать решить эту делему.

Уникальные составляющие

К таким можно отнести, к примеру, наличие разъемов Lightning, microUSB либо Type-C: флешки с наличием таких созданы для использования в том числе на телефонах и планшетах.

Есть и накопители с наибольшей защитой записанных данных — в их встроена клавиатура для ввода цифрового пароля. На самом деле, это более продвинутый вариант упомянутого выше тумблера защиты от перезаписи.

Плюсы флешек:

• надежность;
• большая ёмкость;
• компактность;
• устойчивость к механическим нагрузкам.

Недочеты флешек:

• хрупкость составляющих компонент;
• ограниченный срок службы;
• уязвимость к перепадам напряжения и статическим разрядам.

Подведем итоги — flash-накопитель, в техническом плане, устроен достаточно трудно. Но вследствие твердотельной конструкции и миниатюрности компонент достигается большая устойчивость к механическим нагрузкам. С другой стороны, флешки, в особенности с необходимыми данными, нужно обезопасить от воздействия перепадов напряжения либо статического напряжения.

Источник: lumpics.ru