Использование внешних накопителей данных с Mac

Внешние жесткие диски, флеш-накопители, USB-накопители, флеш-карты памяти и другие устройства, такие как iPod, можно подключать к Mac через кабель Thunderbolt, USB или FireWire либо по беспроводной связи Bluetooth.

Кроме того, устройства хранения данных (например, внешние жесткие диски) могут быть доступны в сети. Дополнительно Вы можете вставлять карты флэш-памяти из камеры или другого устройства в слот для карт SDXC Вашего компьютера Mac. Если Ваш Mac не оснащен слотом для карт памяти, Вы можете получить доступ к данным на карте флэш-памяти с помощью подключенного устройства считывания карт.

После подключения устройства хранения данных можно перемещать файлы с компьютера Mac на устройство хранения данных или обратно.

Если Ваш Mac оборудован портом USB-C, см. раздел О порте USB-C.

Подключение устройства хранения данных

Перемещение файлов на внешнее устройство хранения данных или обратно

1. Убедитесь, что Mac подключен к внешнему устройству хранения данных (например, через USB-кабель или по сети).

2. Нажмите значок Finder в панели Dock, чтобы открыть окно Finder. Затем выполните одно из следующих действий для переноса файлов.

   • Перемещение файлов на устройство хранения данных. Выберите один или несколько файлов на рабочем столе или в папке, затем перетяните их на устройство хранения данных в списке «Места» в боковом меню Finder.

   • Перемещение файлов с устройства хранения данных. Выберите устройство хранения из списка «Места» в боковом меню Finder, затем перетяните файлы в нужное место на Mac.

Если у Вас нет прав на просмотр или работу с файлами в устройстве хранения данных

• Если Вы не являетесь администратором компьютера Mac, попросите администратора предоставить Вам доступ к нужным файлам.

• Если Вы являетесь администратором компьютера Mac, выполните одно из следующих действий:

  • Пройдите аутентификацию, как администратор. В зависимости от способа доступа к файлу Вам может быть предложено войти в систему в качестве администратора.

  • Измените настройки общего доступа и права доступа для файла. Инструкции см. в разделе Использование общего доступа к файлам.

Извлечение устройства хранения (USB-диск, флеш-карту или другое устройство)

На компьютере Mac выполните одно из следующих действий.

• Выберите объект для извлечения и выберите «Файл» > «Извлечь».

• В боковом меню Finder нажмите кнопку «Извлечь» рядом с именем объекта.

• На рабочем столе перетяните в Корзину объект, который нужно извлечь.

Если не удается извлечь устройство хранения данных, возможно, один или несколько файлов на устройстве хранения данных используются другим приложением или другим пользователем. См. разделы Если извлекаемый диск используется приложением и Если извлекаемый диск используется другим пользователем.

Топ-10 причин перехода на SSD • Зачем менять HDD на твердотельный накопитель

Если вы хоть немного разбираетесь в компьютерном оборудовании, вы, вероятно, слышали о твердотельных накопителях (SSD-дисках). Для чего нужен SSD? Твердотельные накопители используют флеш-память для достижения значительного прироста производительности по сравнению с механическими жесткими дисками. Механизм твердотельных накопителей не содержит мелких движущихся деталей, которые могут выходить из строя. Именно это делает SSD-диски такими надежными, а значит — выгодными для покупки. На нашей странице в Facebook мы попросили наших фанатов поделиться мнением об использовании SSD-дисков. Вот, что о нас написали:

1. Сверхбыстрая работа

«SSD запускает систему и грузит программы быстрее, чем жесткий диск». — Хайрен П. На что влияет SSD? Представьте, что вы кликаете на иконку программы — и она сразу открывается. Это мощь твердотельного накопителя. SSD-диски также обеспечивают максимальную скорость — возможность практически мгновенной загрузки системы. Поскольку им не нужно механически искать данные на движущейся «тарелке» диска (как это делает жесткий диск), они помогают вашей системе добиться молниеносной производительности.

2. Бесперебойная многозадачность

«Быстрее выполняется резервное копирование, быстрее проходит полное антивирусное сканирование системы — все стало быстрее!» — Рубен Ф.

Чем SSD отличается от HDD? Улучшенные возможности доступа к данным твердотельного накопителя позволяют легко переключаться между несколькими программами. Начиная от создания резервной копии и запуска антивируса системы до доступа к приложениям, веб-сайтам и плейлистам — твердотельный накопитель позволяет работать в многозадачном режиме на профессиональном уровне, практически без задержки.

3. Улучшенная энергоэффективность

«Низкое потребление энергии». — Джейсон С.
Поскольку твердотельные накопители не имеют мелких движущихся частей, они затрачивают меньше энергии для работы и могут продлить жизнь аккумулятора вашего ноутбука.

4. Улучшенное охлаждение системы

«Не греется при работе». — Леон С.
Твердотельный накопитель — альтернатива жесткому диску. Поскольку SSD-диски получают доступ к данным с использованием флеш-памяти вместо того, чтобы искать их на вращающейся «тарелке» (как жесткий диск), они могут поддерживать более стабильную рабочую температуру, что помогает снизить общую температуру системы.

5. Тихая работа

«Нет шума, [и они] не греются при работе, так как нет движущихся частей, чтобы выделять тепло». — Джо Б.

Поскольку твердотельные накопители меньше нагреваются по сравнению с жесткими дисками, вентилятору не приходится так много работать, а значит, вентилятор и вся система в целом производят меньше шума. Помните этот гул, который вы слышали при использовании жесткого диска? Забудьте о нем.

6. Повышенная прочность и надежность

«Более высокий процент сохранности после падения/удара… что само по себе бесценно. Тот, кому когда-либо приходилось восстанавливать данные, меня поймет». — Лиза К.
Твердотельные накопители не имеют мелких движущихся частей, которые легко поддаются повреждению, поэтому SSD-диск сохранит ваши важные данные, даже если вы его случайно уроните. Сколько служат SSD-диски? Эти устройства предназначены для надежного хранения файлов в течение многих лет. Они оснащены дополнительной защитой от ударов и вибрации, что очень удобно для путешествий.

7. Гибкое хранилище

«Вы можете использовать их, как флеш-накопитель, если у вас есть нужный порт». — Николас Р.
Твердотельные накопители доступны в нескольких форм-факторах, а некоторые форм-факторы (например, mSATA) могут подключаться непосредственно к материнской плате системы, позволяя приводу выступать в роли кэш-накопителя или работать вместе с существующим жестким диском. Более того, с помощью USB-кабеля вы можете использовать SSD-диск как гигантский флеш-накопитель — просто подключите его!

8. Для чего нужен SSD в играх?

«Более быстрая загрузка в играх позволяет первому появиться на поле битвы». — Трэвис Д.
Более быстрая скорость доступа к данным (благодаря SSD-дискам) ускоряет загрузку, что позволяет больше времени проводить в игре, чем в ожидании. Многие геймеры уже установили твердотельные накопители, чтобы опередить соперников на один шаг (или на одну загрузку) и нанести удар первыми. Кроме того, SSD-диск подарит более плавный игровой процесс. Подробнее об SSD-дисках для игр.

9. Простая установка

«Реальность превзошла ожидания». — Марцин М.
Нет ничего проще, чем установить твердотельный накопитель с помощью наших пошаговых видеороликов и инструкций по установке — никакие особые знания не потребуются. Просто возьмите отвертку, руководство пользователя вашей системы и один из наших установочных комплектов, и мы поможем вам пройти этот процесс шаг за шагом. Узнайте подробнее о процессе установки.

10. Больше времени для важных вещей

«Для меня все просто: я купила SSD-диск, чтобы экономить больше времени. Будь то загрузка системы и приложений, общая скорость отклика операционной системы или интенсивная работа, хороший SSD спасет ваше время, чтобы заняться чем-то действительно важным». — Джесси П.
Главное, для чего нужен SSD-накопитель — рациональное использование времени. Поскольку компьютеры используются для решения самых разнообразных личных и профессиональных задач, увеличение скорости и эффективности, обеспечиваемое твердотельным накопителем, означает, что у вас будет возможность сделать больше за меньшее время. Современная жизнь постоянно ускоряется — то же должен делать и ваш компьютер.

Вас заинтересовал твердотельный накопитель? Воспользуйтесь инструментом Crucial® Advisor™ или системным сканером, чтобы найти правильный твердотельный накопитель для вашего компьютера.

6.7.3. Накопители информации на основе флэш-памяти. Информатика: аппаратные средства персонального компьютера

6.7.3. Накопители информации на основе флэш-памяти

Накопители информации на основе флэш-памяти относятся к внешним (переносным) ЗУ и предназначены для долговременного хранения относительно небольших объемов информации (единицы гигабайт). Накопители информации на основе флэш-памяти относятся к ЗУ с прямым (произвольным) доступом к данным.

Рассмотренные выше накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках имеют в своем составе механические компоненты, которые снижают надежность их работы и определяют относительно большое потребление электрической энергии при записи и считывании информации. Флэш-память

(Flash-memory) является полностью электронным устройством и лишено указанных выше недостатков.

Название Flash применительно к данному типу памяти переводится как «вспышка». Однако это не совсем так. Одна из версий появления этого названия состоит в том, что впервые в 1990 г. японская компания Toshiba употребила слово Flash в контексте «быстрый, мгновенный» при описании своих новых микросхем. Изобретателем флэш-памяти считается фирма Intel, представившая в 1988 г. флэш-память. Промышленное производство такой памяти началось в 1994 г.

Накопитель информации на основе флэш-памяти представляет собой функционально законченное устройство, конструктивно состоящее из защитного корпуса с маркировкой, выходного разъема для подключения к соответствующему порту системного блока компьютера и электронного блока. Внутри защитного корпуса размещается электронный блок (микросхема), который включает в себя перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) с неограниченным циклом записи и считывания, а также контроллер флэш-памяти. Накопители информации на основе флэш-памяти относятся к энергонезависимому типу памяти, т. е. после отключения электрического питания от такого накопителя информация в нем сохраняется в течение нескольких лет.

ППЗУ, используемое во флэш-памяти, является представителем класса перепрограммируемых постоянных ЗУ, в котором реализуется электрический способ записи, считывания и стирания (удаления) информации. Однако стирание информации в ППЗУ осуществляется сразу в целой области ячеек – блока или всей микросхемы, это обеспечивает более быструю запись информации. В ППЗУ флэш-памяти используется принцип записи, основанный на использовании в них базовых элементов памяти (ячеек)   – микроэлектронных полупроводниковых транзисторов с двумя изолированными затворами: управляющим (control) и плавающим (floating). Важной особенностью этих транзисторов является способность удерживать электроны, т. е. электрический заряд. Этот процесс носит название Фоулера – Нордхейма.

Существуют различные технологии построения базовых элементов флэш-памяти, которые разработаны основными производителями. Эти технологии отличаются друг от друга количеством слоев, методами стирания и записи данных, а также структурной организацией, что отражается в их названии. Наиболее широко известны NOR (Not OR – ИЛИ-НЕ) и NAND (Not AND – И-НЕ) типы флэш-памяти, запоминающие транзисторы в которых подключены к разрядным шинам соответственно параллельно и последовательно. Элементы памяти ППЗУ организованы в матрицы (блоки), как и в других видах полупроводниковой памяти. Данные в ППЗУ хранятся в виде блоков, а не байтов, как в обычных модулях памяти.

Первый тип (NOR) имеет относительно большие размеры ячеек и малое время доступа (порядка 70 не).

Второй тип (NAND) имеет меньшие размеры ячеек и большую скорость передачи информации – до 16 Мбайт/с.

Подключаются накопители на основе флэш-памяти к соответствующему порту системного блока компьютера. В настоящее время в качестве такого порта используется в основном порт USB. Обмен информацией между МП и накопителем на основе флэш-памяти осуществляется посредством интерфейса USB, который поддерживает автоматическое определение и подключение данного накопителя к работающему компьютеру без его перезагрузки. В настоящее время широко используется версия последовательного интерфейса USB 2.0, который обеспечивает достаточно высокую скорость обмена информацией порядка 60 Мбайт/с. Обмен информацией между накопителем на основе флэш-памяти и МП компьютера осуществляется через контроллер накопителя и порта USB.

Считывание информации с накопителя на основе флэш-памяти выполняется, как в обычных ОЗУ или кэш-памяти, построенных на основе микросхем.

Запись информации в накопитель на основе флэш-памяти отличается от записи информации в ОЗУ. Перед записью новых данных в элементы памяти (ячейки) информация должна быть удалена. Удаление информации (стирание) заключается в переводе элементов памяти в состояние единицы, и это возможно только сразу для целого блока ячеек. Выборочное стирание невозможно. В процессе записи информации соответствующие элементы памяти переключаются в нулевое состояние. Таким образом, операция записи реализуется в два этапа: стирания и непосредственно записи.

Основные характеристики (в среднем) накопителей на основе флэш-памяти у разных производителей приблизительно одинаковые.

В качестве примера приведем основные характеристики накопителя на основе флэш-памяти Sony USB 2.0 flash-disk 256 Мбайт серии Micro Vault производства корпорации Sony:

• тип накопителя – флэш-память;

• объем памяти (информационная емкость) 256 Мбайт;

• скорость записи информации 1,0 Мбайт/с;

• скорость считывания информации 5,5 Мбайт/с;

• Hot Plug and Play – подключение и использование возможно без перезагрузки компьютера;

• передача электрического напряжения для питания накопителя производится через USB-кабель.

Внешний вид накопителя показан на рис. 6.14.

Рис. 6.14. Внешний вид накопителя Sony USB 2.0 flash-disk 256 Мбайт

Также как и для других внешних накопителей, для записи информации на носитель на основе флэш-памяти и считывания информации с него данный накопитель должен быть отформатирован, т. е. на нем должна быть создана физическая и логическая структура.

Формирование физической структуры накопителя на основе флэш-памяти состоит в создании на накопителе блоков (кластеров) объем которых определяется файловой системой.

Форматирование данного накопителя также может быть реализовано с помощью специальных компьютерных программ. В ОС Windows ХР имеется программа, позволяющая осуществить форматирование накопителя, форматирование производится так же, как и для других внешних ЗУ (рис. 6.15).

Рис. 6.15. Диалоговое окно «Формат Съемный диск(Р:)»

Логическая структура накопителя на основе флэш-памяти формируется с помощью файловой системы – FAT или FAT32 в зависимости от информационного объема флэш-памяти. Для поиска файлов по их имени на таком накопителе файловая система автоматически создает каталог и таблицу размещения файлов, которые размещаются в соответствующих блоках ППЗУ флэш-памяти. Кроме файловых систем FAT существуют также специально разработанные для накопителей на основе флэш-памяти файловые системы NOR, NAND и ETFS (Embedded Transactional File System – встраиваемая транзакционная файловая система), которые представляют собой отказоустойчивые файловые системы.

При подключении внешнего накопителя на основе флэш-памяти к порту USB компьютера ОС Windows ХР автоматически определяет его как съемный диск и на экране монитора появляется окно, представленное на рис. 6.16. Если в задачу пользователя входит просмотр файлов на съемном диске, то необходимо в данном окне выполнить действие: «Открыть папку для просмотра файлов, используется проводник». После выполнения этого действия появится окно программы «Проводник» ОС Windows ХР, где в строке «Адрес:» файловая система отобразит логическое имя внешнего накопителя (например, F: ), а в правой части окна – файлы и папки данного накопителя.

Рис. 6.16. Окно для просмотра и открытия файлов на съемном диске

Установив курсор мыши на свободное место в правой части окна «Проводник» и вызвав правой кнопкой контекстное меню, можно выполнить команду [Свойства]. В открывшемся окне «Свойства: Съемный диск (F:)» можно просмотреть свойства внешнего накопителя (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Окно для просмотра свойств внешнего накопителя на основе флэш-памяти

Процедуры записи информации на накопитель на основе флэш-памяти и считывания пользовательской информации аналогичны процедурам, используемым для записи информации на внутренний жесткий диск и считывания с него.

Для удаления ненужных файлов и папок с накопителя на основе флэш-памяти их необходимо выделить с помощью левой кнопки мыши, а затем нажать на клавиатуре клавишу Delete или можно с помощью правой кнопки мыши вызвать контекстное меню и выполнить команду Удалить. После подтверждения удаления файлы или папки будут удалены с накопителя и восстановить их будет невозможно.

По окончании работы с накопителем его нужно отключить. Отключение накопителя на основе флэш-памяти производится так же, как внешнего жесткого диска. После окончания этих действий накопитель на основе флэш-памяти можно отсоединить от порта USB системного блока компьютера.

Способность сохранять информацию при выключенном питании, малые размеры, высокая надежность и приемлемая цена привели к широкому распространению накопителей на основе флэш-памяти. Этот вид памяти используется в так называемых «твердотельных» дисках (memory stick, memory drive и др.), картах памяти различного назначения и т. п. Накопители на основе флэш-памяти используются не только в компьютерах, но и во многих других устройствах: цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и т. д. К недостаткам данного вида накопителей можно отнести невысокую скорость передачи данных, небольшой информационный объем памяти и относительно высокую стоимость накопителей с объемом памяти 512 Мбайт и более.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Виды запоминающих устройств — Dropbox

Объем места хранилища больше не зависит от характеристик вашего компьютера. Существует множество вариантов хранения файлов, которые позволяют экономить место на вашем компьютере, телефоне или планшете. Если ваши устройства работают медленно из-за нехватки места, вы можете выгрузить файлы на физическое устройство для хранения данных. А еще лучше, используйте более удобную технологию хранения данных и сохраняйте файлы в облаке. 

Облачное хранилище

Облачные хранилища, которые не являются устройствами в полном смысле этого слова, представляют собой самый новый и гибкий тип хранилищ данных для компьютеров. Облако — это не место и не объект, а огромное количество серверов, расположенных в центрах хранения и обработки данных по всему миру. Когда вы сохраняете документ в облаке, вы храните его на этих серверах.

Поскольку все данные хранятся онлайн, облачное хранилище не предусматривает использования вторичных запоминающих устройств вашего компьютера, позволяя вам сэкономить место на них. 

Облачное хранилище обеспечивает значительно больший объем места, чем USB-накопители и другие физические устройства. Это избавит вас от необходимости искать нужный файл по всем устройствам.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители, популярные благодаря своей портативности, также уступают облачному хранилищу. Существует не так уж много карманных внешних жестких дисков. Хотя они меньше по размеру и легче по весу, чем внутренние накопители, это все-таки материальные устройства. А облако может «сопровождать» вас где угодно: оно не занимает места и не имеет физических уязвимостей, как внешний диск.

Внешние запоминающие устройства также были популярны как быстрый вариант передачи файлов, но они полезны только в том случае, если вы имеете доступ к каждому физическому устройству. Сейчас облачные вычисления стремительно развиваются, так как многие компании переходят на удаленную работу. Вряд ли вы будете отправлять USB-накопитель по почте за границу, чтобы передать большой файл коллеге. Облако обеспечивает связь между удаленными сотрудниками, упрощая совместную работу на расстоянии.

Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, у вас не будет другого выхода, кроме как вернуться за ним. Если вы сломаете или потеряете жесткий диск, вряд ли вы сможете восстановить данные. С облачным хранилищем нет таких рисков: для ваших данных создаются резервные копии, и вы имеете к ним доступ в любое время и из любой точки, где есть подключение к Интернету.

Благодаря умной синхронизации Dropbox вы можете получить доступ к любому файлу в Dropbox со своего компьютера. Это точно так же, как если бы ваши файлы хранились локально, только при этом они не занимают места на вашем диске. Если вы храните все ваши файлы в Dropbox, они всегда находятся на расстоянии одного клика. Они доступны на любом устройстве с подключением к Интернету, и вы можете мгновенно поделиться ими.

Внешние запоминающие устройства

Помимо носителей информации, размещенных в компьютере, существуют также внешние цифровые запоминающие устройства. Они обычно используются с целью увеличения объема места для хранения данных, когда на компьютере остается мало места, а также чтобы обеспечить большую мобильность или облегчить передачу файлов с одного устройства на другое.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители

В качестве внешних накопителей можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, среди внешних запоминающих устройств они обеспечивают самый большой объем места: внешние жесткие диски — до 20 ТБ памяти, а внешние твердотельные накопители (по разумной цене) — до 8 ТБ.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители работают точно так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому могут идеально использоваться для передачи файлов между устройствами.

Устройства флеш-памяти

Мы уже упоминали флеш-память, когда обсуждали твердотельные накопители. Устройства флеш-памяти состоят из триллионов взаимосвязанных ячеек флеш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют единицы и нули в двоичном коде, а компьютер считывает и записывает информацию.

Один из самых известных типов устройства флеш-памяти — это USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флеш-накопители, или «флешки», долгое время широко использовались в качестве дополнительных компьютерных запоминающих устройств. До того как Интернет предоставил нам возможность легко и быстро делиться файлами, USB-накопители были незаменимы для перемещения файлов с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах с USB-портом. В большинстве старых компьютеров присутствует USB-порт, но для более новых может потребоваться переходник.

В наши дни USB-накопитель может вместить до 2 ТБ данных. USB-накопители обойдутся дороже, чем внешний жесткий диск, но они идеально подходят для хранения и переноса небольших файлов благодаря своей простоте и удобству.

Помимо USB-накопителей, к устройствам флеш-памяти также относятся SD-карты и карты памяти других типов, которые часто используются в качестве носителей информации в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео, но и как запоминающие устройства. Они относятся к категории оптических запоминающих устройств, или оптических носителей.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде микроскопических углублений на дорожке, идущей по спирали от центра диска. Работающий диск вращается с постоянной скоростью, а лазер на дисковом накопителе сканирует дорожку на диске. То, как луч лазера отражается или рассеивается на участке дорожки, определяет, записаны ли на нем 0 или 1 в двоичном коде.

DVD имеет более узкую спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить больше данных при том же размере диска, а в дисководах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в дисководах компакт-дисков. DVD также могут быть двухслойными, что увеличивает их емкость. Blu-Ray — это технология более высокого уровня, обеспечивающая хранение данных на нескольких слоях с еще более узкими дорожками, для считывания которых требуется еще более точный синий лазер.

• Диски типа CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к оптическим дискам, предназначенным только для чтения. Записанные на них данные являются постоянными, их невозможно удалить или перезаписать. Поэтому эти типы дисков нельзя использовать в качестве личного хранилища. Они обычно используются для установки программного обеспечения.
• На диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать информацию, но они не предусматривают перезаписи. Какие бы данные вы ни сохранили на чистом диске одноразовой записи, они останутся на нем навсегда. На этих дисках можно хранить данные, но они не обеспечивают такой гибкости, как другие запоминающие устройства.
• Диски типа CD-RW, DVD-RW и BD-RE предусматривают перезапись. Поэтому вы можете сколько угодно записывать на них новые данные и удалять ненужные. Диски CD-RW долгое время оставались самым популярным вариантом внешнего хранилища, но их место постепенно стали занимать новые технологии, такие как флеш-память. Большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки имеют дисковод для CD- или DVD-дисков.

На компакт-диске можно хранить до 700 МБ данных, на DVD-DL — до 8,5 ГБ, а на Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ.

Дискеты

Сейчас эти устройства считаются устаревшими, но мы не можем обсуждать запоминающие устройства, не упомянув гибкие диски, или дискеты. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Вот почему большинство значков «Сохранить» выглядят именно так, представляя собой изображение дискеты. Они работают по тому же принципу, что и жесткие диски, но в гораздо меньшем масштабе. 

Емкость дискет никогда не превышала 200 МБ, пока CD-RW и флеш-накопители не стали самыми популярными носителями информации. iMac стал первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода гибких дисков в 1998 году. С этого момента закончилось более чем 30-летнее господство гибких дисков.

Хранение данных в компьютерных системах

Запоминающее устройство — это элемент аппаратного обеспечения, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть тот или иной вид запоминающего устройства. Также существуют автономные внешние накопители, которые используются с разными устройствами.

Запоминающие устройства нужны не только для хранения файлов, но и для запуска задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, хранится на запоминающем устройстве компьютера. На нем же хранятся ваши приложения, а также операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий запоминающие устройства претерпели значительные изменения. На сегодняшний день существуют запоминающие устройства разных форм и размеров, а также появились типы запоминающих устройств, которые могут использоваться с разными устройствами и выполнять разные функции.

Запоминающие устройства также называют носителями данных. Размер цифровых запоминающих устройств измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ), а на сегодня — уже и в терабайтах (ТБ).

Некоторые запоминающие устройства для компьютеров обеспечивают постоянное хранение информации, а другие предназначены только для временного хранения данных. Каждый компьютер имеет первичное и вторичное запоминающее устройство. Первичное работает как кратковременное запоминающее устройство, а вторичное — как долговременное.

Первичное запоминающее устройство: оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память, или ОЗУ, — это первичное запоминающее устройство компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в оперативной памяти. ОЗУ обеспечивает выполнение повседневных задач, таких как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документов или функционирование игр. Оперативная память позволяет быстро переключаться между задачами без потери той части работы, которая уже была выполнена. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем более слаженно и быстро вы сможете работать над несколькими задачами одновременно.

ОЗУ — энергозависимая память, то есть она не обеспечивает хранение информации после выключения системы. Например, если вы скопируете фрагмент текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер не запомнил скопированный вами текст. Это произошло по той причине, что ОЗУ обеспечивает только временное хранение.

ОЗУ позволяет компьютеру получать доступ к данным в произвольном порядке, обеспечивая их более быстрое считывание и запись, в отличие от вторичного запоминающего устройства.

Вторичные запоминающие устройства: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Кроме ОЗУ на каждом компьютере также есть другой накопитель информации, который используется для долгосрочного хранения данных. Это вторичное запоминающее устройство. Любой файл, который вы создаете или скачиваете на свой компьютер, сохраняется на его вторичное запоминающее устройство. В компьютерах используются два типа вторичных запоминающих устройств: жесткие диски и твердотельные накопители. Жесткие диски — более традиционный вариант, но твердотельные накопители быстро обгоняют их в популярности.

Вторичные запоминающие устройства часто являются съемными, поэтому их можно заменять или модернизировать, а также перемещать на другие компьютеры. Однако есть и исключения, например MacBook, который не имеет съемного запоминающего устройства.

Жесткие диски (HDD)

HDD — это оригинальные жесткие диски. Они представляют собой магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они существенно эволюционировали.

Жесткий диск состоит из набора вращающихся металлических дисков, называемых пластинами. Каждая вращающаяся пластина содержит триллионы крошечных фрагментов, которые можно намагничивать, чтобы записывать на них биты информации (бинарный код, состоящий из нулей и единиц). Рычаг-коромысло с головкой для записи и чтения позволяет сканировать вращающиеся магнитные пластины для записи информации на жесткий диск или определения магнитного заряда для считывания информации с него.

Жесткие диски используются для телевизионных и спутниковых записывающих устройств или серверов, а также для хранения данных на ноутбуках и ПК.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились гораздо позже, в 90-х годах. В них нет никаких магнитов и дисков, вместо этого используется флеш-память типа NAND. В твердотельных накопителях используются полупроводники, которые хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не имеют движущихся частей.

Поэтому твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше (из-за большого количества сложных движущихся частей жесткие диски больше подвержены повреждениям и износу).

Твердотельные накопители используются не только в новых ПК и ноутбуках высокого класса, но и в смартфонах, планшетах, а иногда и в видеокамерах.

Лучший способ хранения больших объемов данных

Если вам не хватает места на ваших устройствах, пришло время поискать альтернативные устройства для хранения данных. Даже внешние запоминающие устройства, такие как флеш-накопители, могут сломаться, потеряться, или на них может закончиться место. Вот почему лучше всего хранить все свои файлы в облаке. Это безопаснее, быстрее и удобнее.

Что такое Flash Memory?

Что такое Flash Memory?

Flash Memory/USB-накопитель или флэш-память — это миниатюрное запоминающее устройство, применимое в качестве дополнительного носителя информации и ее хранения. Устройство подключается к компьютеру или другому считывающему устройству через интерфейс USB.

USB-накопитель предназначен для многократного прочитывания записанной на нем информации в течение установленного срока эксплуатации, который обычно составляет от 10 до 100 лет. Производить же запись на флэш-память можно ограниченное количество раз (около миллиона циклов).

Флеш-память считается более надежным и компактным по сравнению с жесткими дисками (HDD), поскольку не имеет подвижных механических частей. Данное устройство довольно широко используется при производстве цифровых портативных устройств: фото и видеокамер, диктофонов и MP3-плееров, КПК и мобильных телефонов. Наряду с этим, Flash Memory используется для хранения встроенного ПО в различном оборудовании, таком как модемы, мини-АТС, сканеры, принтеры или же маршрутизаторы. Пожалуй, единственным недостатком современных USB-накопителей является их относительно малый объем.

История Flash Memory

Первая флеш-память появилась в 1984 году, ее изобрел инженер компании Toshiba Фудзио Масуокой (Fujio Masuoka), коллега которого Сёдзи Ариидзуми (Shoji Ariizumi) сравнил принцип действия данного устройства с фотовспышкой и впервые назвал его «flash». Публичная презентация Flash Memory состоялась в 1984 году на Международном семинаре по электронным устройствам, проходившем в Сан-Франциско, штат Калифорния, где данным изобретением заинтересовалась компанию Intel. Спустя четыре года ее специалисты выпустили первый флеш-процессор коммерческого типа. Крупнейшими производителями флэш-накопителей в конце 2010 года стали компания Samsung, занимающей 32% данного рынка и Toshiba — 17%.

Принцип работы USB-накопителя

Вся информация, записанная на Flash-накопитель и сохраненная в его массиве, который состоит из транзисторов с плавающим затвором, именуемыми ячейками (cell). В обычных устройствах с одноуровневыми ячейками (single-level cell), любая из них «запоминает» только один бит данных. Однако некоторые новые чипы с многоуровневыми ячейками (multi-level cell или triple-level cell) способны запомнить и больший объем информации. При этом на плавающем затворе транзистора должен использоваться различный электрический заряд.

Основные характеристики USB-накопителя

Объем представленных в настоящее время флэш-накопителей измеряется от нескольких килобайт до сотен гигабайт.

В 2005 году специалисты компаний Toshiba и SanDisk провели презентацию NAND-процессора, общий объем которого составил 1 Гб. При создании данного устройства они применили технологию многоуровневых ячеек, когда транзистор способен хранить несколько бит данных, используя различный электрический заряд на плавающем затворе.

В сентябре следующего года компания Samsung представила общественности уже 4-гигабайтный чип, разработанный на основе 40-нм технологического процесса, а в конце 2009 года, технологи Toshiba заявили о создании 64 Гб флэш-накопителя, который был запущен в массвое производство уже в начале следующего года.

Летом 2010-го состоялась презентация первого в истории человечества USB-накопителя объемом 128 Гб, состоящий из шестнадцати модулей по 8 Гб.

В апреле 2011 года компании Intel и Micron объявили о создании MLC NAND флэш-чипа на 8 Гбайт, площадью 118 мм, почти вполовину меньше аналогичных устройств, серийное производство которого стартовало в конце 2011 года.

Типы карт памяти и Flash-накопителей

CF/Compact Flash — один из первых и наиболее старейших стандартов флэш-памяти. Первая CF флеш-карта была разработана специалистами корпорации SanDisk в 1994 году, однако данный формат очень популярен и в настоящее время.

Применяется он в основном в профессиональном видео- и фото-оборудовании, поскольку имеет довольно большие размеры 43х36х3,3 мм, в результате чего довольно проблематично установить слот для Compact Flash в мобильные телефоны или MP3-плееры. При этом карта считается не очень надежной, а также не обладает высокой скоростью обработки данных. Максимально допустимый объём Compact Flash в настоящее время достигает 128 Гбайт, а скорость копирования данных выросла до 120 Мбайт/с.

MMC/Multimedia Card— карта памяти, обладающая относительно небольшим размером — 24х32х1,4 мм. Ее создателями считаются специалисты компании SanDisk и Siemens, которые в основу своего изобретения положили контроллер памяти с высокой совместимостью с устройствами различного типа с SD-слотом.

RS-MMC/Reduced Size Multimedia Card — карта памяти, которая в два раза по длине меньше стандартной карты MMC — 24х18х1,4 мм и весом около 6 гр. При этом сохранены все остальные характеристики и параметры обычной MMC-карты. Для использования карт RS-MMC необходимо использовать адаптер.

DV-RS-MMC/Dual Voltage Reduced Size Multimedia Card— карты памяти с двойным питанием — 1,8 и 3,3 В, которые отличаются низким энергопотреблением, в результате чего мобильный телефон или другое устройство может работать дольше. Размер карты совпадает с габаритами RS-MMC, которые составляют 24х18х1,4 мм.

MMCmicro — миниатюрная карта памяти с размерами всего 14х12х1,1 мм и предназначенная для мобильных устройств. Для ее применения необходимо использовать стандартный слот MMC и специальный переходник.

SD Card/Secure Digital Card – это более совершенная версия стандарта MMC, которая совместима с техникой SanDisk, Panasonic, Toshiba. Основным отличием SD Card от прототипа является наличие технологии защиты авторских прав, представленной в криптозащите от несанкционированного копирования, случайного стирания или механического переключения защиты от записи.

Несмотря на очень схожие с ММС-картой параметры и размеры 32х24х2,1 мм, данную карту нельзя использовать со стандартным слотом ММС.

SDHC/SD High Capacity — это SD-карта памяти высокой ёмкости, известные современным пользователям как SD 1.0, SD 1.1 и SD 2.0 (SDHC). Данный устройства различаются максимально допустимым объемом данных, который можно на них разместить. Так предусмотрены ограничения по емкости в виде 4 Гб для SD и 32 Гб для SDHC. При этом SDHC-карта обратно совместима с SD. Оба варианта могут быть представлены в трех форматах физических размеров: стандартный, mini и micro.

miniSD/Mini Secure Digital Card— данная карта памяти отличается от стандарта Secure Digital меньшими размерами — 21,5х20х1,4 мм. При этом, чтобы использовать ее в устройствах, в которых установлен стандартный SD-слот потребуется специальный адаптер.

microSD/Micro Secure Digital Card – это самое компактное по данным на 2011 год съёмное устройствами флеш-памяти, его размеры составляют 11х15х1 мм, что позволяет использовать его мобильных телефонах, коммуникаторах и т. д. Переключатель защиты от записи расположен на адаптере microSD-SD, а максимально возможный объём карты составляет 32 Гб.

Memory Stick Duo— стандарт памяти, разработанный компанией Sony. Размеры довольно прочного корпуса устройства составляют 20х31х1,6 мм.

Memory Stick Micro/M2 – карта памяти, формат которой конкурирует по размеру с microSD, но при этом преимущество остается за устройствами Sony.

В usb флеш накопителях используются. Флэш-память

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

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

Считыватель flash

Адаптеры для чтения микросхем памяти

Специалисты по восстановлению флешек

PC3000 Data Extractor

Паяльные станции

Специалисты по восстановлению флешек:

Схема работы

Доставка

курьером бесплатно

Диагностика

быстро и бесплатно

восстановление

на профессиональном оборудовании

проверка

качества и полноты восстановления

только при успешном результате

Что делать если я случайно удалил файлы с флешки? Остановитесь! Чтобы вы не делали дальше, ни в коем случае ничего не записывайте на эту флешку. После этого вы должны оценить насколько важны ваши данные, чтобы попробовать восстановить данные самостоятельно. Если вы решите, что данные очень ценные, чтобы ими рисковать, то лучше отнесите флешку в профессиональную компанию по восстановлению данных. Остались вопросы? Оставьте телефон и менеджер перезвонит Вам

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.

Флэш-накопитель — это запоминающее устройство, использующее флэш-память. Флэш-память является энергонезависимой. Она может быть электрически стерта и перепрограммирована.

Таким образом, это тип электрически стираемой программируемой постоянной памяти, именуемый EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) — электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ. Память такого типа может стираться и заполняться данными до миллиона раз. Флэш-диски схожи с обычными жесткими дисками и могут их заменить. Флэш-память используется для легкого и быстрого хранения и передачи информации.

О флэш-памяти

Флэш-диски часто используются в продуктах, которые работают на низкой мощности и те, которым, возможно, придется работать в суровых условиях. Флэш-память является энергонезависимой, а следовательно, флэш-накопители не должны быть подкреплены батареей. Флэш-память твердотельная. Это означает, что в ней нет ничего механического. Все чисто электронное. Флэш-память имеет сетку из столбцов и строк, каждая клетка имеет два транзистора в каждой точке пересечения в сетке. Тонкий оксидный слой отделяет транзисторы в каждой паре. Один транзистор в паре называется плавающим затвором, а другой известен как регулирующий затвор. Плавающий затвор может удерживать электрический заряд. Этот заряд заключается в электрической изоляции оксидного слоя, отделяющего его от ворот управления. Таким образом, любые электроны, помещенные на плавающий затвор, остаются на нем. Это делает флэш-память энергонезависимой. Работа флеш-памяти заключается именно в добавлении и удалении электронов из плавающих затворов.

Как работает флешка?

Она должна быть вставлена в порт USB на компьютере. Сегодняшние операционные системы могут обнаруживать флэш-накопители и устанавливать необходимые драйверы самостоятельно. Как только устройство будет обнаружено, оно может быть использовано для хранения данных. Флешка может быть извлечена из компьютера только после того как ее работа будет окончена. Система подскажет, когда можно будет безопасно ее удалить, после чего она может быть удалена физически.

Флэш-накопитель состоит из печатной платы и покрыт в пластиковый или резиновый кожух, который делает его прочным. Разъем USB, который торчит наружу закрывается съемной крышкой. Большинство флэш-накопителей используют подключение USB Типа A, это делает их совместимыми со стандартными разъемами компьютера. Следовательно, они могут быть подключены непосредственно к порту на вашем компьютере.

Флэш-накопители не требуют каких-либо дополнительных драйверов устройств. Когда флэш-накопитель подключен к компьютеру, на котором установлена операционная система блочной логической единицы, при этом достигается абстрагирование от деталей реализации сложных устройств флэш-памяти и операционная система может использовать любую файловую систему или адресацию блоков системы. Короче говоря, Операционная система рассматривает его как жесткий диск. При подключении флэш-накопитель переходит в режим эмуляции, который означает, что он эмулирует работу жесткого диска в дальнейшем. Это делает передачу данных между флэш-накопителем и компьютером намного проще.

Флеш-накопители используются в управлении операционных систем для того, чтобы превратить персональные компьютеры в сеть электроприборов. В таких случаях они содержат операционную систему и используется для загрузки системы. Флэш-диски имеют преимущество над другими устройствами из-за их низкого энергопотребления и низкого уровня отказов. Кроме того, флэш-накопители имеют небольшой портативный размер. Они дают возможность быстрой передачи данных с меньшими трудностями. В основном, они являются Plug-и-Play устройствами. Они не требуют какой-либо специальной подготовки с вашей стороны, чтобы иметь возможность их использовать. У них большой магазин памяти, объем памяти больше, чем у дискет или компакт-дисков.

В течение первых лет их эволюции, флэш-накопители не могли выдержать, слишком много циклов стирания. Это сделало ранние флэш-накопители непригодными для данных, нуждающихся в частых обновлениях. Чтобы заполнить этот пробел, производители разработали метод выравнивания, который физически распределяет данные по всем ячейкам памяти. Современные флешки могут выдержать до миллиона циклов.

USB флэш-накопители

USB флэш-накопитель модное сегодня слово в компьютерных технологиях. Это флэш-память или устройство хранения памяти NAND-типа. Основные компоненты флеш-накопителя включают разъем USB Типа A, контроллер хранения, чип флэш-памяти NAND и кварцевый генератор. Разъем USB действует как интерфейс между устройством и компьютером. Контроллер запоминающего устройства состоит из крошечного RISC-процессора. Он также имеет некоторый объем памяти на микросхеме (она может быть ПЗУ и ОЗУ). Чип флеш-памяти делает фактическую работу по хранению данных. Кварцевый генератор вырабатывает тактовые сигналы и управляет выводом данных из устройства. Светодиоды, действующие в качестве индикаторов, осуществляют защиту от записи и переключают некоторые другие компоненты, которые могут быть частью флешек.

Использование флэш-накопителя

• Подключите флэш-накопитель к компьютеру.
• Компьютер укажет вам, что он обнаружил внешнее устройство.
• Операционная система будет воспринимать его как любой другой жесткий диск. Никакие специальные драйверы устройству не нужны. Никакой конкретной файловой системы не требуется.
• Зайдите в меню «Мой компьютер» и вы увидите флэш-накопитель среди других дисков.
• Вы сможете открыть его, как любой другой жесткий диск.

Преимущества флешек

• Они легкие и портативные.
• Они надежны. Они устойчивы к царапинам и не подвержены влиянию магнитных полей.
• Флэш-память является энергонезависимой.
• Они являются устройствами «plug-and-play», таким образом, их легко использовать.
• Компьютер воспринимает их как любой другой жесткий диск, тем самым делая передачу данных легким.

Недостатки флэш-накопителей

• Они имеют небольшой размер. Так что могут быть легко потеряны.
• Частое использование приводит к износу, особенно в точке их соединения с компьютером.
• Существует ограничение на количество циклов записи и стирания, которые они могут выдержать.
• Использование флешки на различных компьютерах, делает ее восприимчивой к инфекциям. Вирус на диске может уничтожить данные или сделать их нечитаемыми.

Современные флэш-накопители оснащены мерами безопасности, такими как шифрование или даже биометрические данные. Они оснащены защитным кожухом, который делает их надежными. Хотя число циклов стирания и записи может быть ограничено. Они имеют дополнительное преимущество, поскольку обладают емкостью, скоростью, портативностью и низким энергопотреблением. Понятно, что недостатки флэш-накопителей ничтожно малы по сравнению с простотой использования, которое они предлагают. Флэш-накопители сегодня являются одними из самых популярных устройств хранения данных. Они могут выполнять загрузки программ, в них можно хранить важные документы, проекты и домашние задания, они могут хранить музыку, фильмы и изображения.

Флэш диск Сюда перенаправляется запрос Флэш-карты . На тему «Флэш-карты» .

Характеристики

Скорость некоторых устройств с флеш-памятью может доходить до 100 Мб/с . В основном флеш-карты имеют большой разброс скоростей и обычно маркируются в скоростях стандартного CD-привода (150 КБ/с). Так указанная скорость в 100x означает 100 × 150 КБ/с = 15 000 КБ/с= 14.65 МБ/с.

В основном объём чипа флеш-памяти измеряется от килобайт до нескольких гигабайт .

Для увеличения объёма в устройствах часто применяется массив из нескольких чипов. К 2007 году USB устройства и карты памяти имели объём от 512 МБ до 64 ГБ . Самый большой объём USB устройств составлял 4 ТБ .

Файловые системы

Основное слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что ОС часто записывает данные в одно и то же место. Например, часто обновляется таблица файловой системы, так что первые сектора памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволяет существенно продлить срок работы памяти.

Для решения этой проблемы были созданы специальные файловые системы: JFFS2 и YAFFS для GNU/Linux и Microsoft Windows.

SecureDigital и FAT.

Применение

Флеш-память наиболее известна применением в USB флеш-носителях (англ. USB flash drive ). В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB по интерфейсу USB mass storage device (USB MSC). Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий.

Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам USB флеш-носители полностью вытеснили с рынка дискеты. Например, компания 2003 года перестала выпускать компьютеры с дисководом гибких дисков .

В данный момент выпускается широкий ассортимент USB флеш-носителей, разных форм и цветов. На рынке присутствуют флешки с автоматическим шифрованием записываемых на них данных. Японская компания Solid Alliance даже выпускает флешки в виде еды .

Есть специальные дистрибутивы GNU/Linux и версии программ , которые могут работать прямо с USB носителей, например, чтобы пользоваться своими приложениями в интернет-кафе .

Технология Windows Vista способна использовать USB-флеш носитель или специальную флеш-память, встроенную в компьютер, для увеличения быстродействия . На флеш-памяти также основываются карты памяти, такие как SecureDigital (SD) и Memory Stick , которые активно применяются в портативной технике (фотоаппараты, мобильные телефоны). Вкупе с USB носителями флеш-память занимает большую часть рынка переносных носителей данных.

NOR тип памяти чаще применяется в BIOS и ROM-памяти устройств, таких как DSL модемы, маршрутизаторы и т. д. Флеш-память позволяет легко обновлять прошивку устройств, при этом скорость записи и объём для таких устройств не так важны.

Сейчас активно рассматривается возможность замены жёстких дисков на флеш‑память. В результате увеличится скорость включения компьютера, а отсутствие движущихся деталей увеличит срок службы. Например, в XO-1 , «ноутбуке за 100 $», который активно разрабатывается для стран третьего мира, вместо жёсткого диска будет использоваться флеш-память объёмом 1 ГБ . Распространение ограничивает высокая цена за ГБ и меньший срок годности, чем у жёстких дисков из-за ограниченного количества циклов записи.

Типы карт памяти

Существуют несколько типов карт памяти, используемых в портативных устройствах:

MMC (MultiMedia Card) : карточка в формате MMC имеет небольшой размер — 24×32×1,4 мм. Разработана совместно компаниями SanDisk и Siemens. MMC содержит контроллер памяти и обладает высокой совместимостью с устройствами самого различного типа. В большинстве случаев карты MMC поддерживаются устройствами со слотом SD.

RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card) : карта памяти, которая вдвое короче стандартной карты MMC. Её размеры составляют 24×18×1,4 мм, а вес — около 6 г, все остальные характеристики не отличаются от MMC. Для обеспечения совместимости со стандартом MMC при использовании карт RS-MMC нужен адаптер. DV-RS-MMC (Dual Voltage Reduced Size MultiMedia Card) : карты памяти DV-RS-MMC с двойным питанием (1,8 и 3,3 В) отличаются пониженным энергопотреблением, что позволит работать мобильному телефону немного дольше. Размеры карты совпадают с размерами RS-MMC, 24×18×1,4 мм. MMCmicro : миниатюрная карта памяти для мобильных устройств с размерами 14×12×1,1 мм. Для обеспечения совместимости со стандартным слотом MMC необходимо использовать переходник.

SD Card (Secure Digital Card) : поддерживается фирмами Panasonic и : Старые карты SD так называемые Trans-Flash и новые SDHC (High Capacity) и устройства их чтения различаются ограничением на максимальную ёмкость носителя, 2 ГБ для Trans-Flash и 32 ГБ для High Capacity (Высокой Ёмкости). Устройства чтения SDHC обратно совместимы с SDTF, то есть SDTF карта будет без проблем прочитана в устройстве чтения SDHC, но в устройстве SDTF увидится только 2 ГБ от ёмкости SDHC большей ёмкости, либо не будет читаться вовсе. Предполагается, что формат TransFlash будет полностью вытеснен форматом SDHC. Оба суб-формата могут быть представлены в любом из трёх форматов физ. размеров (Стандартный, mini и micro). miniSD (Mini Secure Digital Card) : От стандартных карт Secure Digital отличаются меньшими размерами 21,5×20×1,4 мм. Для обеспечения работы карты в устройствах, оснащённых обычным SD-слотом, используется адаптер. microSD (Micro Secure Digital Card) : являются на настоящий момент (2008) самыми компактными съёмными устройствами флеш-памяти (11×15×1 мм). Используются, в первую очередь, в мобильных телефонах, коммуникаторах, и т. п., так как, благодаря своей компактности, позволяют существенно расширить память устройства, не увеличивая при этом его размеры. Переключатель защиты от записи вынесен на адаптер microSD-SD.

Привет Всем читателям блога сайт, сегодня хотел бы вам рассказать, что такое флешка, которые уже наверно проникли в каждый дом, где есть компьютер. Флэшка (она же флэш-накопитель, USB-брелок, USB Drive, флэш-драйв, флэш-карточка) — относительно небольшое устройство для надежного сохранения и переноса какой-либо цифровой информации, созданное на основе технологии Flash-чипов (NAND). Флэш-память была изобретена японцем Фудзи Масуока в 1984 году (в период его работы в фирме Toshiba). Название «флэш» было придумано коллегой Фудзи, разработчиком Сёдзи Ариизуми. Название устройства происходит от английского слова Flash — мелькнуть, вспышка. Несомненными лидерами по массовому производству флэш-памяти являются фирмы Toshiba (около 20 % рынка) и Samsung (более 30 % рынка).

Преимущества устройств, обладающих флэш-памятью:

• Относительно малый вес, портативность, бесшумность работы.
• Универсальность (современные компьютеры, DVD-проигрыватели, телевизоры имеют USB-разъёмы).
• Они гораздо более устойчивы к различным механическим воздействиям (ударам, вибрации) по сравнению с жёсткими дисками, так как они на много легче.
• Поддерживают свою работоспособность в весьма широком диапазоне температур.
• Обладают низким энергопотреблением.
• Защищены от пыли и царапин, которые всегда были большой проблемой для оптических носителей, а также дискет.

Недостатки устройств с флэш-памятью:

• До выхода из строя число циклов записи-стирания довольно ограниченно. Устройства способны надежно хранить цифровые данные полностью автономно в среднем до 5 лет. Наиболее передовые образцы — до 8-10 лет.
• Скорости чтения и записи ограничиваются пропускной способностью USB. Имеется также ряд других недостатков у USB-разъема.
• В отличие от компакт-дисков, эти устройства чувствительны к электростатическому разряду (особенно зимой), а также к радиации.

В основном флэшки подразделяются: на USB Flash Drive (USB-брелоки) и Flash Card (флэш-карточки). Флэш-карта или карта памяти представляет собой довольно компактное электронное запоминающее устройство, применяемое для хранения цифровой информации. Практически все современные карты памяти производятся на основе флэш-памяти, хотя, в принципе, могут быть использованы и другие технологии.

Сегодня карты памяти весьма широко используются во всевозможных электронных устройствах, включая мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты, ноутбуки, стационарные компьютеры (через карт-ридер), игровые консоли, MP3-плееры и др. Карты памяти являются перезаписываемыми, компактными, энергонезависимыми (могут надежно хранить цифровые данные без потребления энергии).

Существуют карты с незащищенной, так называемой «полнодоступной памятью», для которых нет ограничения на запись и чтение данных, а также карты с защищенной памятью, применяющие специальный механизм разрешений на запись, чтение и удаление информации. Карты с защищенной памятью обычно содержат неизменяемую область идентификационных данных.

Флэш-память, выполненная на микросхемах, имеет довольно компактный (миниатюрный) вид. По этой причине она часто используется в карманных компьютерах. Она работает медленнее микросхем оперативных запоминающих устройств, в связи с этим её не используют в качестве основной памяти компьютера.

Картами флэш-памяти, встроенными в специальные корпуса с разъёмами USB широко пользуются практически все владельцы компьютеров. Причина этого кроется в том, что эти устройства обладают компактностью и приличной ёмкостью. Флэшки с разъёмами USB бывают самых различных размеров и форм. Они изготовляются в виде брелоков, авторучек, детских игрушек и многого другого.

Самые разнообразные USB-брелоки широко используются для подключения к популярным USB портам компьютера, DVD – проигрывателя, автомагнитолы, цифровой камеры и т.д. С помощью съемного диска (USB Flash Disk) можно легко и быстро перенести данные с одного компьютера на другой. Скорость передачи в этих устройствах обычно выше, а корпус гораздо крепче, чем у флэш-карточек.

USB-флэшки (флэш-накопители, флэшки, флэш-драйвы) – популярные и надежные запоминающие устройства, использующие в качестве носителя флэш-память и подключаемые к компьютеру или другому устройству, считывающему информацию через интерфейс USB.

USB-флэшки являются съёмными и перезаписываемыми. Их размеры — около 3-5 см, вес — меньше 50-60 г. Они получили огромную популярность и распространение после 2000 года из-за своей компактности, лёгкости перезаписывания файлов, большого объёма памяти, надежного корпуса. Основным назначение USB-накопителей является хранение, резервное копирование, перенос и обмен данными, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др.

Обычно это устройство обладает характерной вытянутой формой, имеет съёмный колпачок, прикрывающий разъём. Флэшку можно носить при помощи шнура или цепочки на шее, в кармане, на поясе, в сумке. Современные флэшки обладают самыми различными формами и размерами, способами защиты разъёма. Они могут иметь как «нестандартный» внешний вид (игрушка, армейский нож, часы), так и дополнительные возможности (в частности, проверка отпечатка пальца).

Что такое флешка мы разобрались выше, но важно знать чтобы продлить срок службы представителей семейства flash-памяти (USB-флэшек, карт памяти, съемных жестких дисков), следует соблюдать ряд определенных правил:

1. Хотя интерфейс USB и позволяет «горячее» отключение, всё же всегда пользуйтесь такой функцией, как «Безопасное извлечение устройства». Для этого необходимо использовать соответствующий значок, расположенный в области уведомлений (в правой части), щелкнув, но нему левой кнопкой мыши. Затем необходимо выбрать «Безопасное извлечение устройств для USB» из контекстного меню. Перед процедурой необходимо закрыть файлы с флэшки.
2. Необходимо бережно относитесь к флэшке. Не следует подвергать ее ударам, воздействию сильных электромагнитных полей, высоких температур и влаги.
3. Нельзя извлекать флэшку из компьютера в момент обращения к ней, так как это может привести к повреждению устройства и потере данных. Если на момент отключения вашей флэшки от ПК выполнялась запись, то в файловой системе флэшки появятся ошибки. Следует произвести полное форматирование флэшки. С этой целью необходимо открыть Мой компьютер, щелкнуть правой кнопки мышки по значку флэшки, вызвать контекстное меню, выбрать пункт «Форматировать». В окне «Формат Съемный диск» нажмите кнопку «Начать», затем «ОК». Не забудьте перед форматированием предварительно скопировать все данные с флэшки на жесткий диск компьютера!

Рекомендую:

1. В связи с появлением вирусов, предназначенных для уничтожения имеющейся информации на флэшках, при необходимости копирования информации с вашей флэшки на чужой ПК, предусмотрительно включите блокировку записи (если таковая предусмотрена конструкцией флэшки).
2. Бывает, что флэшки плохо распознаются при подключении их к портам USB на передней панели ПК. Попробуйте подключить их к портам на задней панели.

Если вы заинтересовались безопасностью ваших данных на флешках, то можете прочитать статьи « » и « ».

Так как флэшка – пожалуй, самый популярный и массово распространённый носитель данных, то существует опасность распространения через флэш-память большого количества самых разнообразных компьютерных вирусов. Вам необходимо обезопасить компьютер. Для этого необходимо отключить автозапуск (автозагрузку). Используйте надежные антивирусы, применяйте флэш-накопители с возможностью определения отпечатка пальца, пользуйтесь флэшками с эффективной системой защиты от записей.

Действенным средством защиты от всевозможных вирусов будет применение файловой системы NTFS с созданием каталогов для записи файлов, защитой корневого каталога вашего флэш-накопителя. Все это, конечно, не сможет гарантировать полную защиту, так как пользователь должен сам аккуратно «фильтровать» данные (не стоит скачивать информацию с подозрительных флэшек, CD, DVD, сайтов и т.д.).

Не спешите выбрасывать вашу флэшку, если она не видна системе, читается с ошибками, глючит и на нее не получается что-то записать. Существует целый ряд довольно эффективных программ для восстановления флэшек. Вам могут помочь такие программы, как JetFlash Recovery Tool, D-Soft Flash Doctor, EzRecover, F-Recovery for CompactFlash и другие. Они помогут восстановить текстовые файлы, фото, музыку». Через несколько минут вы можете получить полноценную работающею флэшку.

Если вам срочно нужны данные, а карта памяти или флэшка сломаны, то не стоит впадать в уныние и в этом случае. Надежное восстановление каких-либо данных носителя flash памяти вполне возможно даже в случаях физической поломки. Спасти информацию и скопировать данные с пострадавшей флэшки можно, но если вы поломали ее физически то уже невозможно. Так же надо знать что есть ряд моментов при восстановлении информации, которые надо соблюдать. Методика восстановления флэшки будет зависеть от типа неисправности (повреждение электронной части, физические повреждения, логические нарушения данных).

Времена дискет безвозвратно уходят в прошлое. Компактные, бесшумные, прочные и стильные флэш-накопители активно вытесняют в настоящее время диски. Они удобны, универсальны, эстетичны (есть флэшки рекламные и подарочные, декорированные стразами, с надписями и логотипами, нанесенными твердотельным лазером). Флэш — накопители прочно вошли в жизнь современного человека.

А теперь давайте посмотрим, как делаются флешки:

Промышленная флэш-память — Компоненты и технологии

Введение

Однако для применения информационной защиты необходима как минимум сохранность записанной информации. Между тем, многочисленные предложения по восстановлению информации на неисправных флэшках и не менее многочисленные советы по аккуратному использованию этих устройств позволяют предположить, что обычные устройства хранения на основе флэш-технологии не столь уж и надежны, чтобы реально использоваться в промышленной сфере, где обычно применяются специальные защищенные компьютеры. Причем в данном случае определение «защищенные» вполне точно отражает стойкость к внешним воздействующим факторам, включая экстремальные температуры, влажность, нестабильное питание, удары, падения и т. д.

Компании-изготовители прекрасно знают, что погоня за дополнительными гигабайтами при снижении цены отрицательно сказывается на надежности любых устройств на основе флэш-памяти (будь то карты памяти или твердотельные накопители). Поэтому в линейке продуктов многих изготовителей можно найти изделия, отмеченные словами Industrial, High-Endurance или Enterprise, то есть промышленные устройства. Попробуем разобраться с особенностями этих устройств и понять, действительно ли нужно платить больше, если в любом магазине электроники можно купить более дешевое изделие в бытовом исполнении.

Основы

Флэш (Flash) память гораздо ближе по своей природе к постоянным запоминающим устройствам (наиболее известным представителем которых является базовая система ввода/вывода — BIOS — любого персонального компьютера), чем к обычной оперативной памяти этого же компьютера. Стираемые (перезаписываемые) микросхемы памяти «только чтение» (Erasable PROM, EPROM) на основе полевых транзисторов с дополнительным изолированным затвором FG FET (Floating-Gate Field Effect Transistor) известны достаточно давно.

Электрическое поле между основным (управляющим, программирующим) затвором (Control Gate) и подложкой (Substrate) может полностью запереть транзистор, то есть закрыть канал между истоком (Source) и стоком (Drain), либо полностью открыть транзистор, то есть открыть канал между истоком и стоком (рис. 1) [7]. Поскольку управление транзистором производится электрическим полем, транзисторы такого типа названы полевыми. Транзистор этого типа служит отдельной ячейкой флэш-памяти. Кроме того, не существует никаких различий между истоком и стоком, и поэтому эти транзисторы также называют униполярными. Эффект сохранения заряда в полевых транзисторах можно усилить дополнительным изолированным затвором (Floating Gate), не имеющим внешних выводов и не подключенным к электрическим цепям. Заряд на изолированном затворе препятствует воздействию основного поля, а отсутствие заряда разрешает обычный режим транзистора. Изолированный затвор потому и называется изолированным (а вовсе не «плавающим»), что позволяет сохранять заряд даже при выключенном питании, поэтому память на основе транзисторов FG (MOS)FET является энергонезависимой (nonvolatile).

Рис. 1. Схема и условное графическое обозначение транзистора FG FET

Наличие или отсутствие заряда на изолированном затворе можно интерпретировать как два различных состояния, то есть транзистор может стать ячейкой памяти для хранения одного бита информации. Итак, основной затвор служит для выборки ячейки памяти среди нескольких ячеек, подключенных к одной линии данных (адресация), а заряд или его отсутствие на изолированном затворе определяет состояние ячейки памяти.

В прошлом стирание информации во всех ячейках UV-EPROM (память «только чтение» с ультрафиолетовым стиранием) производилось за счет воздействия на изолированные затворы ультрафиолетового освещения через специальное окошко из кварцевого стекла на корпусе микросхемы (рис. 2) [7]. Уменьшение толщины диэлектрика между изолированным затвором и подложкой (истоком) позволило использовать эффект туннельного перехода для снятия заряда с изолированного затвора электрическим способом и реализовать электрически стираемую память «только чтение» EEPROM (Electrically Erasable PROM). Однако все достоинства (и главное из них — энергонезависимость) памяти EEPROM (или E²PROM) перечеркивались слишком большим временем разряда изолированного затвора (что нетрудно понять, поскольку электронам приходится «перескакивать» через слой диэлектрика): в старых микросхемах флэш-памяти на программирование (заряд) уходило менее 1 мс, а на стирание (разряд) — менее 1 с. Устранить этот недостаток позволила простая и понятная идея японца Фуджио Масуока (Fujio Masuoka): программировать изолированные затворы по одному, а стирать — группами (иногда заранее). Эта концепция была названа Flash по аналогии с фотовспышкой при фотосъемке. Название предложено коллегой Масуоки — г-ном Ариизуми (Ariizumi), который был поражен быстротой операции группового стирания.

Рис. 2. Сравнение схем различных типов памяти

Ячейки (транзисторы) флэш-памяти можно соединить последовательно, в цепочку. В этом случае логическая организация памяти называется NAND (то есть Not AND, или НЕ-И по-русски, однако трудности перевода в свое время не позволили в отечественных публикациях правильно сопоставить иностранное слово хорошо известному термину на русском языке, поэтому и авторам данного описания придется именовать этот тип памяти на английский манер, как принято сегодня). Либо ячейки памяти можно соединить параллельно и получить логическую схему NOR (Not OR, НЕ-ИЛИ).

Логическая организация памяти накладывает определенные ограничения на технологию: в архитектуре NOR для программирования обычно используется процесс инжекции «горячих» электронов (hot-electron injection), а для стирания — механизм туннельного перехода Фаулера-Нордхейма (Fowler-Nordheim tunneling). В памяти типа NAND этот туннельный переход электронов используется как для программирования, так и для стирания. Логическая структура флэш-памяти определяет используемые методы программирования и стирания ячейки.

В чистом, без дальнейших усовершенствований виде флэш-память NOR похожа на обычную оперативную память, так как обладает внешним интерфейсом с произвольным доступом по шинам адреса и данных, а память типа NAND больше напоминает дисковый накопитель с блочным доступом. Причем при существенно большей скорости чтения данных память NOR имеет значительно меньшую скорость стирания и несколько меньшую скорость записи в сравнении с NAND.

Однако память NOR позволяет исполнять записанный код, а программы из NAND перед исполнением всегда приходится перегружать в оперативную память. Ячейка флэш-памяти NAND имеет значительно меньшие размеры в сравнении с памятью NOR. Между тем, при прочих равных условиях ячейка памяти NOR занимает на кристалле площадь 10F², а ячейка памяти NAND — 4F² (рис. 3) [7], поэтому теоретически память NAND обладает в 2,5 раза большей емкостью, чем NOR. Хотя первоначально была более распространена память NOR в виде оперативной памяти носимых устройств, сегодня широкое применение получила память NAND в виде карт памяти (SD, CompactFlash или MemoryStick) или твердотельных накопителей (Solid State Drive, SSD).

Рис. 3. Сравнение флэш-памяти NOR и NAND по схеме электрических соединений, занимаемой площади и сечению

Следующей прогрессивной идеей стал метод хранения на изолированном затворе нескольких уровней заряда — Multiple-Valued Level (MVL). Суть этой идеи в том, чтобы распознавать несколько уровней заряда изолированного затвора (а не просто состояние «заряжен/разряжен») и, тем самым, записывать в транзистор (ячейку памяти) не один, а несколько битов, в несколько раз увеличивая емкость хранения. Метод MVL применяется в NOR и NAND, но наиболее популярен в памяти типа NAND, где называется MultiLevel Cell (MLC, многоуровневые ячейки; точнее: ячейки с многоуровневым кодированием или ячейки с многоуровневым состоянием заряда). Современные микросхемы MLC NAND работают с четырьмя уровнями заряда, то есть позволяют хранить 2 бита информации, но на подходе микросхемы памяти с 3 и 4 битами на ячейку. Соответственно, обычная память NAND называется Single-Level Cell NAND (SLC). Для создания нескольких уровней заряда обычно используют более точные схемы управления программированием или пошаговую накачку за несколько последовательных операций программирования с более простой схемой управления. При считывании состояния ячейки MLC NAND применяется схема аналогово-цифрового преобразователя.

Память SLC NAND, в сравнении с MLC NAND, имеет более высокие скорости передачи данных, меньшее энергопотребление и повышенную надежность. Например, для SLC NAND (при 90-нм допуске) вполне достаточно 1 бита кода ECC (Error Correction Code, код исправления ошибки), хотя любой контроллер MLC NAND обязан обеспечить 4 бита кода ECC (на 512-байтовый блок). Но цена MLC NAND, при прочих равных условиях, должна быть вдвое меньше аналогичной микросхемы SLC NAND. С точки зрения рядового потребителя более дешевая (или с большей емкостью) микросхема MLC NAND будет «тормозить» при воспроизведении видео либо почти на часы «задумается» при записи большого числа маленьких файлов.

По разным причинам изготовители используют собственные названия для классификации микросхем флэш-памяти (например, StrataFlash от Intel относится к памяти типа NOR, Mirrorbit Flash от Spansion — к MLC NOR, а OneNAND от Samsung/Toshiba имеет архитектуру NAND с внешним интерфейсом памяти NOR Flash). Кроме того, многие недостатки MLC NAND позволяет скрыть (но не устранить) более совершенный контроллер, хотя SLC NAND всегда будет иметь более простой контроллер, меньшее энергопотребление и более высокие скорости передачи данных. Например, компания Samsung приводит следующие числовые характеристики для SLC/MLC NAND собственного производства (табл. 1).

Таблица 1. Характеристики для SLC/MLC NAND

Параметр	SLC	MLC
Напряжение питания, В	3,3/1,8	3,3
Технологическая норма производства микросхем, мкм	0,12	0,16
Время доступа (макс.), мкс	25	70
Время программирования страницы (типовое)	250 мкс	1,2 мс
Частичное программирование	Да	Нет
Срок службы (программирование/стирание), тыс. операций	100	10
Скорость записи данных, Мбайт/с	Более 8	1,5

Краткая история флэш-памяти

Можно было бы ограничиться списком распределения патентов на различные типы флэш-памяти среди компаний-изготовителей, но история этого вопроса весьма интересна и иногда поучительна, особенно если вспомнить о судьбе главного действующего лица — Фуджио Масуока.

Сотрудник компании Toshiba Фуджио Масуока еще в 1980 г. от собственного имени подал заявку на патент, суть которого состояла в одновременном блочном обслуживании страниц памяти, что впоследствии и было названо технологией флэш. Родная компания не препятствовала работе своего сотрудника по этой теме, но и не уделяла этому никакого внимания, полностью сосредоточившись на новых разработках микросхем обычной оперативной памяти DRAM. Поэтому только через четыре года (в 1984 г.) Фуджио Масуока смог представить первый прототип флэш-памяти на Международной конференции разработчиков электроники (International Electronics Developers Meeting) в г. Сан-Диего (США). Американские компании правильно оценили потенциал этой работы и немедленно обратились в Toshiba с предложениями о сотрудничестве. Компания Toshiba опять не придала этому никакого значения, хотя и выделила в помощь Масуока примерно 5 сотрудников на неполный рабочий день (все они скрупулезно перечислены в официальной истории по версии Toshiba [10]). В это же время Intel полностью прекратила все работы по UV-EEPROM, и около 300 инженеров немедленно были привлечены к разработке в неожиданно открывшейся новой области. Поэтому Intel обогнала Toshiba и первой выпустила в 1988 г. кристалл флэш-памяти типа NOR. На следующий год флэш-микросхему NAND показала и Toshiba.

Существуют разные мнения об интерпретации первого патента Масуока: была ли это память NOR, NAND или общий принцип обеих разновидностей. Однако Американский институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 1997 г. наградил Фуджио Масуока почетной премией им. Морриса Н. Либмана (Morris N. Liebman Memorial Award) именно как создателя флэш-памяти. Более того, долгое время от первенства в области флэш-памяти отказывались как Toshiba, так и Intel (поскольку Intel быстрее вышла на этап производства, но Toshiba первой начала реальные продажи). В Toshiba работу над NAND оценили в несколько сотен долларов в виде премии для Масуока (когда японская пресса назвала новую память наиболее выдающимся техническим достижением 1988 г.) и периодически пытались отстранить его от дальнейших исследований. В 1994 г. Фуджио Масуока покинул Toshiba и занял кафедру в одном из провинциальных японских университетов. К чести Toshiba, следует признать, что данная история послужила хорошим уроком, и теперь эта корпорация в приказном порядке финансирует и выделяет время для любых внеплановых разработок своих сотрудников (см. уже упоминавшееся руководство по проектированию устройств на основе памяти NAND — NAND Flash Applications Design Guide).

Дальнейшая история флэш-памяти представлена в таблице 2 [8]. Оставим без подробного анализа и объяснения все последующие переходные разновидности: необходимо четко представлять, в чьих руках находятся основные патенты на флэш-память:

• Патент на флэш-память NOR имеет Intel Corporation с 1998 г.
• Патентом от 1989 г. на SLC NAND владеет Toshiba.
• Компания San Disk получила патент на MLC NAND.

Таблица 2. История флэш-памяти в цифрах и фактах

Год	События	Комментарии
1988	Intel представила первые кристаллы флэш-памяти NOR. Основана компания SunDisk (ныне SanDisk)	Используются 150-мм пластины
1989	Toshiba представила флэш-память NAND. Основана компания M-Systems, предложившая концепцию Flash Disk (предшественник флэш-дисков SSD)
1990	Toshiba начала поставки кристаллов NOR объемом 1 Мбайт
1991	Представлена первая карта памяти PCMCIA на основе флэш-памяти
1992	Information Storage Devices представила кристалл для диктофона на флэш-памяти. Подразделение флэш-памяти AMD (позже отделенное для слияния с аналогичным отделом Fujitsu и образования компании Spansion) представила NOR. Подразделение флэш-памяти Fujitsu (ныне в Spansion) выпустило память NOR. M-Systems показала файловую систему для флэш-памяти TrueFFS, впоследствии стандартизованную комитетом PCMCIA с названием FTL (Flash Translation Layer, уровень предобразования для работы с флэш-памятью)
1993	Datalight представила Card Trick — ПО для управления работой флэш-памяти
1994	SunDisk выпустила карту памяти CompactFlash	Продажи флэш (NOR + NAND) превысили $1 млрд. Представлен 0,5-мкм процесс
1995	Toshiba представила карту памяти SmartMedia (первоначальное название — Solid State Floppy Disk Card). Casio выпустила цифровую камеру QV-11 с флэш-памятью. Подразделение Mitsubishi (ныне вошедшее в Renesas) объявило о создании технологии DiNOR. M-Systems предложила твердотельный накопитель SSD на флэш-памяти и систему DiskOnChip (NOR). SunDisk переименована в SanDisk
1996	Datalight представила FlashFX — ПО для управления флэш-памятью с одновременной поддержкой NOR и NAND. Palm выпустила одноименный PDA на флэш-памяти	Показан 0,35-мкм процесс
1997	SaeHan Information Systems показала MP3-плеер MPMan на флэш-памяти. SanDisk и Siemens предложили MultiMedia Card (MMC и MMCplus). Sony показала карту памяти Memory Stick. Появился первый сотовый телефон с флэш-памятью. Intel начала поставки первой флэш-памяти MLC (StrataFlash). M-Systems представила DiskOnChip (NAND)	Используются 200-мм пластины. Продано 500 млн флэш-микросхем
1998		250-нм технологический процесс. Продажи NOR превысили $2 млрд
1999	SanDisk, Toshiba и Matsushita предложили карту памяти SD. Micron представил NOR. Заявка из M-Systems на патент для флэш-диска USB	Продано 1 млрд флэш-микросхем. Продажи NOR превысили $4 млрд
2000	На рынок флэш-памяти выходит Samsung. M-Systems (вместе с IBM) и Trek Technology представили флэш-диск USB (флэшку)	Intel продала свой первый миллиард флэш-микросхем. 160-нм процесс. Продажи флэш (NOR + NAND) превысили $10 млрд
2001	Toshiba и SanDisk показали MLC NAND 1 Гбайт. SanDisk представила NAND (вместе с Toshiba). Подразделение флэш-продуктов Hitachi (ныне в составе Renesas) представило AG-AND. NEC предложила технологию MCP (MultiChip Package — удвоение объема памяти при размещении в одном корпусе двух кристаллов)	Продажи NAND превысили $1 млрд
2002	Olympus и FujiFilm предложили карту памяти xDPicture Card. Ассоциация MMCA (MultiMediaCard Association) выпустила спецификацию карты памяти MMCmobile. Sony показала Memory Stick Pro и Memory Stick Duo. Spansion предложила технологию MirrorBit. Подразделения Hitachi и Mitsubishi объединены в Renesas	130-нм процесс
2003	SanDisk представила miniSD. Sony показала Memory Stick Micro. Подразделения AMD и Fujitsu объединены в Spansion	Продажи NAND превысили $5 млрд
2004	SanDisk и M-Systems: ПО U3 для флэш-дисков USB. SanDisk и Motorola предложили карту памяти TransFlash. Samsung объявила 1 Гбайт флэш-память OneNAND для мобильных телефонов. Spansion представила MirrorBit Quad. Hynix и ST M icro создали совместное предприятие для флэш-продуктов. Samsung, Hynix и Infineon представили собственные NAND-продукты. Panasonic и Sanyo выпустили первые видеокамеры с флэш-памятью	Цена NAND ниже цены памяти DRAM. 90-нм процесс. Выпущено 2 млрд флэш-микросхем (NOR и NAND) с объемом продаж более $15 млрд
2005	Apple представила iPod Shuffle и iPod Nano. Microsoft обнародовала концепцию гибридного жесткого диска Hybrid Hard Disk Drive. MMCA показала карту памяти MMCmicro. IMFT (Intel и Micron) выходит на рынок NAND, но выпускают и собственные продукты	70-нм процесс. Выпущено 3 млрд флэш-микросхем. Объем продаж в Гбайтах для NAND превысил DRAM. Продажи NAND превысили $10 млрд
2006	Intel представила Turbo Memory (первоначальное название — Robson Cache Memory). Microsoft объявила функцию ReadyBoost. SanDisk представила MLC-технологию с 3 битами. M-Systems заявила о MLC-технологии с 4 битами. SanDisk показала карту памяти microSDHC. SanDisk приобрела компанию M-Systems. Samsung показала первый гибридный накопитель Hybrid Hard Disk Drive	56-нм процесс. 300-мм пластины. Продажи флэш (NOR + NAND) превысили $20 млрд
2007	SanDisk: USB TV. Toshiba: eMMC NAND. Apple выпустила iPhone. SanDisk показала Vaulter PCIe SSD (сдвоенный накопитель для ноутбуков). Fusion-io: накопитель ioDrive, 640 Гбайт, NAND для материнских плат PCIex4. BiTMICRO: 3,5″ SSD, 1,6 Тбайт (промышленное исполнение). Несколько MLC SSD с емкостью до 128 Гбайт. Dell: SSD для нескольких моделей ноутбуков. Microsoft: флэш-плеер Zune	Продажи NAND — $14,5 млрд в общем объеме для флэш (NOR + NAND), равном $22 млрд
2008	Подразделения Intel и STMicro объединены в Numonyx. EMC показала флэш-накопители SSD для серверов в промышленном исполнении. Apple предлагает MacBook Air в комплектации с SSD. Samsung и Sun создали флэш-память повышенной надежности для серверных накопителей SSD. Samsung показала 2,5″ SSD с интерфейсом SATA II, 150 Гбайт (MLC). Несколько накопителей MLC SSD с емкостью до 256 Гбайт. Телефон Apple iPhone 3G с флэш-памятью	34-нм процесс (Intel и Micron)

Кроме того, для понимания рынка флэш-памяти важен еще один эмпирический закон, действующий уже более десяти лет. В технологическом аспекте память SLC NAND проще MLC NAND, поэтому при переходе на новую технологическую норму сначала появляется память SLC NAND, а затем MLC NAND. Задержка примерно равна интервалу перехода на новую норму допуска, то есть SLC всегда на одно поколение опережает MLC, и на рынке всегда присутствуют микросхемы SLC и MLC с одинаковой емкостью, но изготовленные с разными технологическими нормами.

Контроллер

Как мы уже знаем, принцип работы и организация флэш-памяти существенно отличаются как от обычной памяти, так и от накопителей на жестких дисках. Поэтому для согласования интерфейсов и обслуживания собственных потребностей банка флэш-памяти используется специальный контроллер (рис. 4), выполненный в виде отдельной микросхемы либо встроенный в микросхему флэш-памяти. Функции этого контроллера мы рассмотрим далее, но заранее отметим возможность программирования компанией, изготовителем конечного продукта. Контроллер флэш-памяти необходим для согласования выходного интерфейса микросхемы памяти с внешней шиной. Банк флэш-памяти состоит из страниц объемом 528 байт. Каждая страница содержит рабочую область (512 байт) и служебную часть (16 байт), предназначенную для записи контрольных кодов и резервирования рабочих ячеек памяти [9].

Рис. 4. Структурная схема контроллера, входящего в состав карты памяти.

Именно контроллер флэш-памяти обеспечивает реализацию двух важных концепций, предложенных компанией M-Systems: файловой системы флэш-памяти FFS (Flash File System) и ее новой версии TrueFFS (True Flash File System, истинная файловая система FFS), а также DOC (Disk-on-Chip, диск на микросхеме) для реализации накопителей SSD. Обе эти концепции заложили основу для эмуляции (моделирования работы) обычных накопителей на жестких дисках модулями флэш-памяти в тех областях, где условия окружающей среды просто не позволяют применять привычные магнитные диски с вращающимися пластинами и механическим позиционированием головок чтения/записи. Для флэш-памяти типа NAND также необходима функция первоначальной загрузки операционной системы, которая изначально поддерживается любой памятью типа NOR. Однако контроллер с функцией Bootable NAND (память NAND с загрузкой) позволяет полностью отказаться от NOR даже при реализации BIOS.

Остальные усовершенствования в области контроллеров связаны со стандартизацией низкоуровневого интерфейса флэш-памяти, то есть интерфейса от банка флэш-памяти к контроллеру. Этим успешно занимается рабочая группа OSFI (Open NAND Flash Interface, открытый интерфейс памяти NAND). На данный момент разрабатываются три основные спецификации:

1. Самоидентификация NAND, позволяющая устройству NAND после аппаратного сброса объявить свои характеристики, включая схему памяти, поддерживаемые методы синхронизации и имеющиеся дополнительные возможности.
2. Стандартный набор команд.
3. Стандартная схема расположения контактов микросхем.

Флэш-память в промышленном исполнении

Устройства на основе флэш-памяти в промышленном исполнении нельзя считать лучшими или более совершенными в сравнении с устройствами бытового (коммерческого) применения только потому, что они дороже. Это устройства для других условий эксплуатации. Например, для бюджетного носимого плеера вполне достаточно обычной микросхемы флэш-памяти и обычного контроллера, поскольку основными критериями будут снижение стоимости и повышение емкости. Однако для портативного устройства считывания штрих-кодов, которое предполагается использовать в неотапливаемых складских помещениях, необходимы микросхема памяти и контроллер к ней в промышленном (индустриальном) исполнении.

По всем показателям для промышленного использования более приспособлена память SLC NAND, благодаря своей надежности и сроку службы, но все чаще на рынке появляются устройства MLC NAND в промышленном исполнении, в которых недостатки флэш-памяти MLC устраняются более сложным контроллером. Такие устройства можно применять в промышленных условиях с не слишком жесткими требованиями, но в любом случае необходим тщательный анализ их технических характеристик.

Технические характеристики промышленной флэш-памяти

Любые заявления изготовителей о промышленной области применения, тяжелых условиях эксплуатации, повышенной надежности и прочих уникальных характеристиках должны быть подтверждены количественными показателями, желательно с сертификацией по общепринятым стандартам или нормам. Числовые характеристики промышленной флэш-памяти и устройств на ее основе позволяют точно выяснить возможные области применения. Для промышленной флэш-памяти обычно указываются следующие технические характеристики (причем отсутствие подтвержденных данных следует рассматривать как несоответствие данному критерию).

Диапазон рабочих температур — наиболее простой и понятный критерий, позволяющий сразу определить принадлежность флэш-памяти к промышленному классу изделий. Диапазон рабочих температур промышленной флэш-памяти: от -40 до +85 °C при температуре хранения от -50 до +95 °C. У обычной флэш-памяти весьма неплохие, но более низкие температурные характеристики: от 0 до +70 °C при температуре хранения от -20 до +80 °C. Характеристики влажности и атмосферного давления у обоих типов памяти практически одинаковы: 5-95 % (10-90 %) влажности без конденсации и 21 тыс. метров над уровнем моря.

Механические прочностные характеристики во многом определяются металлическим корпусом промышленных устройств флэш-памяти. Как правило, механические испытания проводятся по нормам американского военного стандарта MIL-STD-810F для подтверждения уровня вибраций 15 g (g — ускорение свободного падения), ударной прочности 1500 g, свободного падения на любую грань или угол с высоты более 1,5 м. Для флэш-памяти в пластмассовом корпусе данные о механической прочности обычно не указаны. Металлический корпус позволяет обеспечить для промышленной флэш-памяти высокий уровень защиты от проникновения воды и пыли, вплоть до классов защиты IP54 и IP68. Улучшить степень механической и электрической защиты позволяет нанесение на печатную плату и микросхемы специального конформного покрытия (conformal coating), которое не применяется в бытовых устройствах флэш-памяти.

Функции контроллера для повышения надежности хранения информации

Многие специальные сервисные функции реализованы как в промышленных, так и в бытовых контроллерах флэш-памяти. Однако в промышленных контроллерах используются специальные прошивки, то есть специальное программное обеспечение для обслуживания и работы в тяжелых условиях эксплуатации. К функциям контроллера по обеспечению надежности относятся следующие:

• Выравнивание износа (wear leveling) позволяет устранить постоянную запись в начальные блоки памяти и равномерно распределять операции по всему банку памяти, увеличивая тем самым общий срок службы устройства. Для реализации используются алгоритмы динамической и статической оценки износа. Заметим, что выравнивание износа является обязательным для MLC NAND (менее 10 тыс. циклов программирования/стирания), но всего лишь дополнительным средством в SLC NAND (до 100 тыс. таких циклов).
• Обнаружение и коррекция случайных ошибок (ECC/EDC) на основе дополнительных разрядов служит для устранения случайных сбоев. Применяются простые, но быстрые коды Хемминга, либо более сложные алгоритмы на основе кодов Рида-Соломона или BCH. Для памяти MLC требуются более длинные коды, поэтому схемы коррекции с одним разрядом для SLC не уступают по эффективности схемам с четырьмя и более разрядами для MLC.
• Управление дефектными блоками (bad block management) используется для устранения ошибок, которые сохраняются после стирания блока памяти (в отличие от случайных ошибок записи/чтения, которые пропадают после стирания ячейки). Для замены дефектных ячеек сначала используются резервные разряды слова памяти, затем производится переназначение всего блока памяти на резервную область. Как правило, промышленные устройства флэш-памяти имеют более эффективные схемы управления дефектными блоками, позволяющие существенно продлить заявленный срок службы устройства. Управление дефектными блоками происходит невидимо («прозрачно») для внешней системы, а наличие дефектных и резервирующих блоков памяти проявляется в расхождении между «форматированной» и «неформатированной» емкостью.
• Контроль напряжения питания. В промышленных устройствах контроллер оснащен детектором напряжения питания, который блокирует операции с банком флэш-памяти при выходе питающего напряжения за допустимые границы (что позволяет извлекать флэш-накопители в любое время, без выполнения команды демонтирования перед отстыковкой устройства). Кроме того, многие устройства флэш-памяти допускают работу с одним из двух питающих напряжений (например, 3,3 или 5 В) при автоматической настройке на имеющееся напряжение питания.
• Частичное программирование страницы (partial page programming) применяется в промышленных устройствах флэш-памяти. Минимальная единица программирования (записи) во флэш-памяти называется страницей (528 байт), а минимальная единица стирания — блоком (32 страницы), то есть блок состоит из нескольких страниц. Групповая схема применяется в современной памяти NAND не только для стирания, но и для программирования. Учет реального размера данных при записи (программировании) и использование указателей на сегменты данных внутри страницы позволяет пропустить «ненужные» операции стирания, последовательно записывая данные на страницу.

Как правило, контроллеры промышленных устройств флэш-памяти поддерживают все перечисленные выше функции, хотя при бытовом исполнении отдельные функции могут отсутствовать.

Срок службы устройств флэш-памяти пока не имеет решающего значения, поскольку флэшки морально устаревают (или просто теряются) еще до завершения заявленного срока службы. Но эта характеристика тесно связана с надежность работы, поэтому требует самого пристального внимания:

• Наработка на отказ (MTBF, Mean Time Between Failures) определяется качеством микросхемы флэш-памяти и эффективностью коррекции случайных ошибок ECC/EDC вместе с управлением дефектными блоками. Для промышленных флэш-устройств этот параметр превышает 1 млн часов.
• Срок хранения данных без внешних воздействий, то есть «чистый» срок хранения без операций стирания/программирования достаточно высок. Например, для промышленных микросхем флэш-памяти Samsung он превышает 10 лет по результатам тестов при повышенной температуре. Однако количество циклов чтения между последовательными операциями стирания (data retention) для промышленных исполнений составляет более 2 млн (SLC) и 300 тыс. (MLC), хотя для бытовых устройств этот показатель равен 1 млн (SLC) и 100 тыс. (MLC). Срок хранения данных между операциями стирания указывается для номинального температурного диапазона, однако следует заметить, что этот показатель практически экспоненциально уменьшается с ростом температуры, поэтому весьма нежелательно превышение заявленной максимальной температуры. Кроме того, ограничено количество самих операций программирования/стирания (data endurance), число которых для промышленного исполнения составляет более 300 тыс. (SLC) и около 20 тыс. (MLC), при 100 тыс. (SLC) и 10 тыс. (MLC) в бытовом (коммерческом) исполнении. Обычно изготовители пересчитывают эти данные в реальный срок службы устройства (хотя часто, особенно для MLC, при этом учитывается действие функции выравнивания износа) и гарантируют до 5 лет работы для промышленной флэш-памяти в сравнении с 1-3 годами для бытового исполнения.

Заключение

При выборе флэш-памяти для промышленного (или профессионального) использования недостаточно только сведений о емкости и стоимости. Необходимо учитывать характеристики надежности и выбирать специальное промышленное исполнение, которое, кроме прочего, обеспечивает и более высокую скорость обмена данными. Как правило, промышленная флэш-память должна относиться к типу SLC NAND, а технические характеристики памяти MLC NAND в металлических корпусах следует тщательно изучить и сравнить с аналогичными изделиями, выполненными по технологии SLC NAND.

Литература

1. Ассоциация карт памяти SD (SD Card Association): www.sdcard.org.
2. Ассоциация карт памяти CompactFlash (CompactFlash Card Association): www.compactflash.org.
3. Ассоциация карт памяти MultiMedia Card (MultiMedia Card Association): www.mmca.org.
4. Альянс флэш-дисков USB (USB Flash Drive Alliance): www.usbflashdrive.org.
5. Ассоциация U3: www.u3.com.
6. Рабочая группа по открытому интерфейсу для флэш-памяти типа NAND (Open NAND Flash Interface Working Group): www.onfi.org.
7. www.mil-flash.ru
8. Tom Coughlin и Jim Handy, Conference Concepts, Inc.: www.conferenceconcepts.co
9. The Computer Engineering Handbook. Ed. by Vojin G. Oklobdzija. CRC Press. 2001, ISBN 0849308852.
10. NAND Flash Applications Design Guide, Toshiba America Electronic Components, Inc., 2003.

Флэш-память

— обзор

III.B.5 Флэш-память

Флэш-память — это специально организованные EEPROM, занимающие меньшую площадь, чем EEPROM или DRAM, размещенные в других структурах. Следовательно, на данной площади микросхемы можно недорого изготавливать флэш-память с большей емкостью памяти, чем DRAM. Кроме того, одновременно могут быть удалены от сотен до десятков килобайт данных, в отличие от других типов EEPROM. Но в отличие от других типов EEPROM, адреса которых могут быть выборочно перезаписаны, все адреса памяти в одном блоке флэш-памяти стираются, и затем каждый адрес памяти в блоке может быть записан индивидуально.Это неудобно, потому что даже если мы хотим перезаписать только один адрес, мы должны перезаписать весь блок.

Флэш-память в настоящее время структурирована как минимум четырьмя различными способами с различными функциями. Это тип NOR, тип NAND, тип AND и тип DINOR. Первые два типа получили широкое распространение. Флэш-память NOR-типа проиллюстрирована на рис. 15. Если одно слово памяти состоит из 8 бит, у нас есть битовые строки, D ₁ , D ₂ ,…, D ₈ .Все эти линии подключены к стокам полевых МОП-транзисторов с плавающими затворами. A ₁ , A ₂ ,…, A _K — это выходы декодера адреса памяти, которые подключены к затворам полевых МОП-транзисторов с плавающими затворами, и только один из них имеет высокое напряжение, когда декодер активен. Все источники полевых МОП-транзисторов с плавающими затворами подключены к S , что означает источник. Подача соответствующего напряжения на S , D _i и A _j , запись, чтение или стирание завершены.Белые кружки обозначают окна контакта между алюминиевыми линиями и водостоком. Флэш-память типа NAND проиллюстрирована на рис. 16. Время чтения во флеш-памяти типа NOR составляет около сотен наносекунд или меньше, что сопоставимо с ПЗУ, но быстрее, чем у типа NAND, хотя его площадь больше (потому что большего количества контактных окон, занимающих большие площади). Время стирания и записи в обоих типах составляет несколько микросекунд, что намного медленнее, чем в ОЗУ, но намного быстрее, чем у жестких дисков, время записи которых составляет десятки миллисекунд.

РИСУНОК 15. Флэш-память типа NOR.

РИСУНОК 16. Флэш-память типа NAND.

Флэш-память имеет один серьезный недостаток. Если запись повторяется много раз, флеш-память постепенно требует больше времени для записи и в конечном итоге перестает работать из-за усталости. В настоящее время мы можем повторить запись почти миллион раз, а это на три порядка меньше, чем жесткие диски.

Флэш-память дешевле и имеет больший объем памяти, чем DRAM, и все же быстрее, хотя и дороже в расчете на бит, чем жесткие диски.Флэш-память устойчива к вибрации, пыли и механическим ударам. Кроме того, флэш-память работает с гораздо меньшим энергопотреблением, и, соответственно, если флэш-память установлена ​​в ноутбуке, заменяя жесткий диск, то батареи служат намного дольше. Жесткий диск вначале потребляет несколько ампер, а после этого потребляет десятки миллиампер на вращение. Напротив, флеш-память в режиме пониженного энергопотребления потребляет всего несколько микроампер. Флэш-память имеет множество уникальных применений. Флэш-память используется в обновляемой BIOS (базовая система ввода-вывода), которая является аппаратной частью операционной системы некоторых персональных компьютеров, а также в модемах.Флэш-память широко используется в качестве карт памяти размером с кредитную карту, которые называются PCMCIA (международная ассоциация карт памяти для персональных компьютеров), для портативных компьютеров в качестве удобных расширений памяти. В цифровых камерах фотографические изображения хранятся во флэш-памяти. Флэш-память также используется в сотовых телефонах, где идентификационные данные владельцев и программы сохраняются и обновляются с помощью беспроводной передачи. Флэш-память также используется в карманных диктофонах, которые записывают голос без микрокассет, т.е.е., без механических приводов. Такие карманные диктофоны намного меньше обычных карманных диктофонов, а батарейки служат намного дольше. Флэш-память также используется в ПЛИС, как будет объяснено позже.

Что такое флэш-память? — Определение из Техопедии

Что означает флэш-память?

Флэш-память

— это энергонезависимая микросхема памяти, используемая для хранения и передачи данных между персональным компьютером (ПК) и цифровыми устройствами. Его можно перепрограммировать и стереть в электронном виде.Он часто встречается в USB-накопителях, MP3-плеерах, цифровых камерах и твердотельных накопителях.

Флэш-память — это тип стираемой с помощью электроники программируемого постоянного запоминающего устройства (EEPROM), но также может быть автономным запоминающим устройством, таким как USB-накопитель. EEPROM — это тип устройства памяти данных, использующий электронное устройство для стирания или записи цифровых данных. Флэш-память — это особый тип EEPROM, который программируется и стирается большими блоками.

Флэш-память включает использование транзисторов с плавающим затвором для хранения данных.Транзисторы с плавающим затвором или MOSFET с плавающим затвором (FGMOS) похожи на MOSFET, который представляет собой транзистор, используемый для усиления или переключения электронных сигналов. Транзисторы с плавающим затвором электрически изолированы и используют плавающий узел постоянного тока (DC). Флэш-память похожа на стандартный MOFSET, за исключением того, что транзистор имеет два затвора вместо одного.

Techopedia объясняет флеш-память

Флэш-память

была впервые представлена ​​в 1980 году и разработана доктором Фуджио Масуока, изобретателем и руководителем завода среднего звена в Toshiba Corporation (TOSBF).Флэш-память была названа в честь ее способности стирать блок данных «в мгновение ока». Целью доктора Масуока было создание микросхемы памяти, сохраняющей данные при отключении питания. Доктор Масуока также изобрел тип памяти, известный как SAMOS, и разработал динамическую память с произвольным доступом (DRAM) объемом 1 МБ. В 1988 году корпорация Intel произвела первая коммерческая микросхема флэш-памяти NOR-типа, которая заменила микросхему постоянной постоянной памяти (ПЗУ) на материнских платах ПК, содержащих базовую операционную систему ввода / вывода (BIOS).

Микросхема флэш-памяти состоит из логических элементов ИЛИ-ИЛИ или И-НЕ. NOR — это тип ячейки памяти, созданный Intel в 1988 году. Интерфейс шлюза NOR поддерживает полные адреса, шины данных и произвольный доступ к любой ячейке памяти. Срок годности флэш-памяти NOR составляет от 10 000 до 1 000 000 циклов записи / стирания.

NAND была разработана Toshiba через год после выпуска NOR. Он быстрее, имеет меньшую стоимость на бит, требует меньше площади микросхемы на ячейку и обладает повышенной устойчивостью. Срок годности логического элемента NAND составляет приблизительно 100 000 циклов записи / стирания.Во вспышке затвора ИЛИ-НЕ каждая ячейка имеет конец, подключенный к разрядной шине, а другой конец — к земле. Если в строке слов «высокий» уровень, транзистор переходит к понижению выходной разрядной строки.

Флэш-память имеет множество функций. Это намного дешевле, чем EEPROM, и не требует батарей для твердотельных накопителей, таких как статическая RAM (SRAM). Он энергонезависим, имеет очень быстрое время доступа и более устойчивый к кинетическим ударам по сравнению с жестким диском. Флэш-память чрезвычайно прочна и может выдерживать сильное давление или экстремальные температуры.Его можно использовать в широком спектре приложений, таких как цифровые камеры, мобильные телефоны, портативные компьютеры, КПК (персональные цифровые помощники), цифровые аудиоплееры и твердотельные накопители (SSD).

Как работает флеш-память?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 25 ноября 2020 г.

Представьте себе, если бы ваша память работала только пока вы не спали. Каждый утром, когда вы встали, ваш разум был бы совершенно пуст! Ты бы вам придется заново выучить все, что вы когда-либо знали, прежде чем вы сможете что-либо сделать.Звучит как кошмар, но это как раз проблема компьютеров имеют. Обычные компьютерные чипы все «забывают» (теряют все содержимое) при отключении питания. Большие персональные компьютеры получают вокруг этого, имея мощные магнитные воспоминания, называемые жесткие диски, которые могут запоминать вещи независимо от того, включено ли питание или нет. Но более компактные и портативные устройства, такие как цифровые фотоаппараты и MP3-плееры, нужны более компактные и портативные воспоминания. В них используются специальные чипы, называемые флэш-память для постоянного хранения информации.Флэш-память — это умно, но довольно сложно. Как именно они Работа?

Фото: Типичная защищенная цифровая (SD) карта цифровой камеры. Внутри находится микросхема флеш-памяти. Как это работает? Читать дальше!

Как компьютеры хранят информацию

Компьютеры электронные машины, которые обрабатывают информацию в цифровой формат. Вместо того, чтобы понимать слова и числа, как люди делают, они заменяют эти слова и числа на строки из нулей и единиц называется двоичным (иногда называемым «двоичным кодом»).Внутри компьютера одна буква «А» хранится в виде восьми двоичных чисел: 01000001. Фактически, все основные символы на ваша клавиатура (буквы A – Z в верхнем и нижнем регистре, цифры 0–9, а символы) могут быть представлены различными комбинациями всего восемь двоичных чисел. Вопросительный знак (?) Сохраняется как 00111111, a номер 7 как 00110111, а левая квадратная скобка ([) как 01011011. Практически все компьютеры умеют представлять информацию с помощью этого «кода», потому что это общепризнанный мировой стандарт.Это называется ASCII (Американский стандартный код для обмена информацией).

Компьютеры могут представлять информацию в виде нулей и единиц, но как именно информация хранится в их микросхемах памяти? Это помогает придумать немного другой пример. Предположим, вы стоите на некотором расстоянии, я хочу отправить вам сообщение, а у меня только восемь флажков с что делать. Я могу установить флаги в строку, а затем отправить каждый письмо сообщения к вам, поднимая и опуская различные узор флагов.Если мы оба понимаем код ASCII, отправляя информация проста. Если я подниму флаг, вы можете предположить, что я имею в виду число 1, и если я оставлю флаг опущенным, вы можете предположить, что я имею в виду число 0. Итак, если Я показываю вам эту выкройку:

Вы можете понять, что я посылаю вам двоичное число 00110111, эквивалентно десятичному числу 55 и, таким образом, обозначает символ «7» в ASCII.

Причем тут память? Это показывает, что вы можете хранить, или представить символ вроде «7» с чем-то вроде флага, который может быть в двух местах: вверху или внизу.Компьютерная память — это, по сути, гигантская коробка миллиардов и миллиардов флагов, каждый из которых может быть либо вверх, либо вниз. Но на самом деле это не флаги — они микроскопические переключатели, называемые транзисторами это может быть включено или выключено. Для сохранения персонажа требуется восемь переключателей. например A, 7 или [. Для хранения каждой двоичной цифры (т.е. позвонил немного). В большинстве компьютеров восемь из этих битов вместе называется байтом. Поэтому, когда вы слышите, как люди говорят у компьютера так много мегабайт памяти, что он может хранить примерно столько миллионов символов информации (мега означает миллион; гига означает миллиард или миллиард).

Что такое флеш-память?

Фотография: Типичная карта памяти USB — и микросхема флэш-памяти, которую вы найдете внутри, если разобрать ее (большой черный прямоугольник справа).

Обычные транзисторы — это электронные переключатели, включаемые или выключаемые электричество — и это их сила и их слабость. Это сила, потому что это означает, что компьютер может хранить информацию просто прохождение электрических схем через его схемы памяти. Но это слабость тоже, потому что как только власть выключается, все транзисторы возвращаются в исходное состояние — и компьютер теряет всю информацию, которую он хранит.Это как гигант приступ электронной амнезии!

Фото: Apple iPod, прошлое и настоящее. Белый слева — классический iPod старого стиля с 20 ГБ памяти на жестком диске. Более новая черная модель справа имеет флэш-память 32 ГБ, что делает ее легче, тоньше, надежнее (меньше шансов умереть, если вы ее уроните) и потребляет меньше энергии.

Память, которая «забывает» при отключении питания, называется оперативной памятью (RAM). Есть другой вид памяти, называемой постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), которое не страдает этой проблемой.Чипы ПЗУ предварительно сохранены с информация, когда они производятся, чтобы они не «забывали», что они знают, когда включается и выключается питание. Однако информация, которую они хранят, есть постоянно: они никогда не могут быть переписал снова. На практике компьютер использует смесь разных виды памяти разного назначения. Что нужно помнить все время — например, что делать при первом включении — хранятся на ПЗУ микросхемы. Когда вы работаете на своем компьютере, и он требует временного память для обработки вещей, в ней используются микросхемы ОЗУ; это не имеет значения позже эта информация теряется.Информация, которую вы хотите компьютер, который нужно помнить бесконечно, хранится на его жестком диске. Это занимает больше времени читать и записывать информацию с жесткого диска, чем с микросхем памяти, поэтому жесткие диски обычно не используются в качестве временной памяти. В гаджетах как цифровые фотоаппараты и маленькие MP3-плееры, вместо жесткого диска используется флэш-память. В нем есть определенные вещи общий как с RAM, так и с ROM. Как и ROM, он запоминает информацию, когда питание отключено; как RAM, его можно стереть и перезаписать и снова.

Как работает флэш-память — простое объяснение

Фото: Включите флэш-память цифровой камеры. карту, и вы можете увидеть электрические контакты, которые позволяют камере подключайтесь к микросхеме памяти внутри защитного пластикового корпуса.

Flash работает с использованием совершенно другого типа транзистора, который остается включенным (или выключенным) даже при выключении питания. Нормальный транзистор имеет три соединения (провода, управляющие им) называется источником, стоком и ворота.Подумайте о транзисторе как о трубе, по которой электричество может течь, как вода. Один конец трубы (куда поступает вода) называется источник — подумайте об этом как о кране или кране. Другой конец трубы называется канализацией — там, где вода стекает и утекает. Между исток и сток, перекрывающие трубу, есть затвор. Когда ворота закрыт, труба перекрыта, нет может течь электричество и транзистор выключен. В этом состоянии транзистор хранит нуль. Когда затвор открыт, течет электричество, транзистор включен, и хранит один.Но при отключении питания транзистор тоже выключается. Когда вы снова включаете питание, транзистор все еще выключен, и поскольку вы не можете знать, был ли он включен или выключен до питание было отключено, вы можете понять, почему мы говорим, что он «забывает» любую информацию он хранит.

Флэш-транзистор отличается тем, что у него второй затвор над первым. Когда ворота открываются, немного электричества просачивается через первые ворота и остается там, между первыми и вторыми воротами, записывая номер один.Даже если питание отключено, электричество все еще есть между двое ворот. Так транзистор хранит информацию о том, питание включено или выключено. Информацию можно стереть, сделав «застрявшее электричество» снова падает.

Как работает флэш-память — более сложное объяснение

Это очень приукрашенное, очень упрощенное объяснение что-то очень сложное. Если вам нужны подробности, это поможет если вы читали нашу статью про транзисторы сначала, особенно бит внизу о полевых МОП-транзисторах, а затем читайте дальше.

Транзисторы во флеш-памяти похожи на полевые МОП-транзисторы, только у них два ворота наверху вместо одного. Так выглядит флеш-транзистор внутри. Вы видите, что это бутерброд n-p-n с двумя воротами наверху, одним называется контрольным затвором, а другой называется плавающим затвором. Двое ворот разделены оксидными слоями, через которые обычно не может проходить ток:

В этом состоянии транзистор выключен — и эффективно сохранение нуля. Как мы его включаем? И источник, и области стока богаты электронами (потому что они сделаны из n-типа кремний), но электроны не могут течь от истока к стоку из-за электронодефицитный материал p-типа между ними.Но если мы применим положительное напряжение на двух контактах транзистора, называемое битовой линией и словарный запас, электроны стремительно тянутся от истока к стоку. А немногим также удается пробиться сквозь оксидный слой с помощью процесса, называемого туннелирование и застревание на плавающих воротах:

Наличие электронов на плавающем затворе — это как вспышка транзистор хранит единицу. Электроны останутся там бесконечно, даже когда положительные напряжения сняты и есть ли питание входит в схему или нет.Электроны могут быть вымыты подавая отрицательное напряжение на словарную линию, что отталкивает электроны вернувшись туда, куда они пришли, очистив плавающие ворота и сделав транзистор снова сохраняет ноль.

Непростой процесс для понимания, но именно так флеш-память творит свое волшебство!

На сколько хватает флэш-памяти?

Флэш-память со временем изнашивается, потому что ее плавающие вентили дольше работают после они использовались определенное количество раз. Очень широко цитируется, что флеш-память деградирует после того, как она была написана и переписана примерно «10 000 раз», но это вводит в заблуждение.Согласно патенту на флэш-память, выданному в 1990-х годах Стивеном Уэллсом из Intel, «хотя переключение начинает занимать больше времени после примерно десяти тысяч переключений, требуется примерно сто тысяч переключений, прежде чем увеличенное время переключения повлияет на работу системы». Будь то 10000 или 100000, обычно подходит для USB-накопителя или карты памяти SD в цифровая камера, которую вы используете один раз в неделю, но менее подходит для основной памяти компьютера, мобильного телефона или другого гаджета, который используется ежедневно в течение многих лет.Один из практических способов обойти это ограничение — обеспечить, чтобы операционная система использовала разные биты флэш-памяти каждый раз, когда информация стирается и сохраняется (технически это называется выравниванием износа ), чтобы ни один бит не стирался слишком часто. На практике современные компьютеры могут просто игнорировать и «на цыпочках» обходить неисправные части микросхемы флеш-памяти точно так же, как они могут игнорировать плохие секторы на жестком диске, поэтому реальный практический предел срока службы флеш-накопителей намного выше: где-то между 10 000 и 1 миллион циклов.Современные фотовспышки было продемонстрировано, что они выживают в течение 100 миллионов циклов и более.

Кто изобрел флеш-память?

Flash был первоначально разработан инженером-электриком Toshiba. Фудзио Масуока, подавший Патент США 4531203 на идею с коллегой Хисакадзу Иидзука еще в 1981 году. Первоначально известная как одновременно стираемая EEPROM (электрически стираемая программируемая постоянная память), она получила прозвище «вспышка», потому что ее можно было мгновенно стереть и перепрограммировать — так же быстро, как вспышка камеры.В то время современные стираемые микросхемы памяти (обычные СППЗУ) требовали 20 минут или около того, чтобы стереть их для повторного использования лучом ультрафиолетового света, что означало, что они нуждались в дорогой светопрозрачной упаковке. Более дешевые, электрически стираемые СППЗУ действительно существовали, но использовали более громоздкую и менее эффективную конструкцию, требующую двух транзисторов для хранения каждого бита информации. Флэш-память решила эти проблемы.

Фото: 1) Стираемая память перед флеш-памятью: микросхемы EPROM имели маленькие круглые окошки в корпусе. верхнюю часть, через которую вы могли стереть их содержимое, используя длительную вспышку ультрафиолетового излучения.Если вам интересно, это 32 КБ (килобайт) AMD AM27C256 1986 года выпуска, Таким образом, у нее примерно в 1000 раз меньше емкости, чем даже на маленькой 32-мегабайтной SD-карте на верхнем фото. 2) Крупный план УФ-прозрачного окна и микросхемы внутри упаковки.

Toshiba выпустила первые флеш-чипы в 1987 году, но большинство из нас не сталкивались с этой технологией в течение следующего десятилетия или около того, после того как в 1999 году впервые появились карты памяти SD (совместно поддерживаемые Toshiba, Matsushita и SanDisk).Карты SD позволяли цифровым фотоаппаратам записывать сотни фотографий и делали их гораздо более полезными, чем старые пленочные фотоаппараты, которые могли делать около 24–36 снимков за раз. В следующем году Toshiba выпустила первый цифровой музыкальный проигрыватель, использующий SD-карту. Apple потребовалось еще несколько лет, чтобы наверстать упущенное и полностью внедрить технологию флэш-памяти в свой собственный цифровой музыкальный проигрыватель iPod. Во всех ранних «классических» iPod использовались жесткие диски, но выпуск крошечного iPod Shuffle в 2005 году ознаменовал начало постепенного перехода, и все современные iPod и iPhone теперь используют флэш-память.

Что ждет флеш-память в будущем?

За последнее десятилетие или около того флэш-память быстро вытеснила магнитные накопители; во всем от суперкомпьютеры и ноутбуки В смартфонах и iPod жесткие диски все чаще уступают место быстрым компактным SSD (твердотельным накопителям) на основе флеш-чипов. Эта тенденция была вызвана и способствовала развитию другой: переход от настольных компьютеров и стационарных телефонов к мобильным устройствам (смартфонам и планшетам) и мобильным телефонам, которым необходимы сверхкомпактные, высокоплотные и чрезвычайно надежные запоминающие устройства, способные выдержать стрессы и напряжения, которые мы бросаем в наших рюкзаках и портфелях.В настоящее время эти тенденции отдают предпочтение технологии 3D flash («stacked»), разработанной в начале 2000-х годов и официально запущенной Samsung в 2013 году, в которой десятки различных слоев ячеек памяти могут быть выращены на одной кремниевой пластине для увеличения емкости хранилища. (точно так же, как многоэтажный офисный блок позволяет нам разместить больше офисов на одном участке земли). Вместо использования плавающих вентилей (как описано выше) в 3D-флеш-памяти используется альтернативный (хотя иногда и менее надежный) метод, называемый «ловушка заряда», который позволяет нам создавать запоминающие устройства с гораздо большей емкостью в том же объеме пространства, вплоть до терабит (Тбит ) масштаб (1 триллион бит = 1 000 000 000 000 бит).

Определение, типы, примеры, устройства, преимущества, недостатки

Примеры флэш-памяти

Существуют различные примеров флэш-памяти , каждый из которых объясняется ниже —

Устройства хранения и примеры флэш-памяти

Флэш-накопитель USB — Флэш-накопитель USB также известен как флэш-накопитель USB, USB-накопитель или флэш-накопитель. Это легкое портативное запоминающее устройство, используемое в режиме Plug and Play. В наши дни флэш-накопитель USB полностью заменен компакт-диском, потому что вы можете подключить его к USB-порту компьютерной системы, тогда USB-накопитель сможет хранить самые важные файлы, папки или данные.

CF (Compact Flash ) — Compact Flash также представляет собой другой тип флэш-памяти, но эта память в основном используется в цифровых камерах для хранения изображений. Он также используется в других устройствах, таких как портативные музыкальные плееры и КПК.

Карта Compact Flash имеет два варианта, например, «Тип I» и «Тип II». Карта типа I имеет толщину 3,3 мм, а другая — 5 мм.

M.2 SSD — M.2 SSD означает «твердотельный накопитель M.2» и используется во внутренних картах расширения памяти в соответствии со спецификацией компьютерной индустрии.

Карта памяти — Карта памяти также известна как «карта флэш-памяти» и представляет собой носитель для хранения различных типов данных, таких как изображения, видео или текст. Карты памяти в основном используются в нескольких устройствах, таких как цифровые видеокамеры, карманные компьютеры, MP3-плееры, принтеры, цифровые камеры и многое другое.

MMC — MMC означает «Мультимедийная карта», и это небольшой тип карты памяти, которая используется в качестве флэш-памяти в нескольких портативных устройствах, таких как ПК, музыкальный медиаплеер, смартфоны, видеокамеры, автомобиль. навигация и многое другое.

NVMe — NVMe означает «Non-Volatile Memory Express», и он используется в качестве интерфейса хост-контроллера и протокола хранения для флэш-накопителей и твердотельных накопителей следующего поколения, что обеспечивает более высокую пропускную способность и самое быстрое время отклика для различных типов предприятий. рабочие нагрузки.

SDHC-карта — SDHC означает «Secure Digital High Capacity card», и это усовершенствованная версия SD-карты с емкостью до 32 ГБ.

Карта SmartMedia — это устройство хранения данных, которое содержит флэш-память, которая помогает хранить данные.SmartMedia Card была представлена ​​компанией Toshiba с объемом памяти от 2 МБ до 128 МБ и физическими размерами 45 мм x 37 мм x 0,76 мм.

Sony Memory Stick — Sony Memory Stick также является картой флэш-памяти. Sony Memory Stick была представлена ​​Sony в 1998 году для хранения цифровых данных в некоторых портативных устройствах, таких как цифровые фотоаппараты, видеокамеры и другие устройства.

SD-карта — SD-карта также известна как «Secure Digital Memory Card» и является частью флэш-памяти.SD-карта была разработана Panasonic, Toshiba и SanDisk в 1999 году для хранения данных в камерах и телефонах.

SSD — SSD означает «твердотельный накопитель», и это носитель данных. SSD — это энергонезависимая память для хранения и доступа к любым типам данных. Он не содержит движущихся частей, поэтому обеспечивает более быстрое время доступа, бесшумную работу, более высокую надежность и более низкое энергопотребление.

xD Picture Card — Ее полная форма — «EXtreme Digital Picture Card», она была разработана FUji и Olympus в 2002 году для использования в цифровых камерах.

Как работает память флеш-накопителя? | Small Business

Флэш-накопители — это устройства хранения, подобные жестким дискам, но с одним ключевым отличием. Они не читают и не записывают данные с помощью головок, которые подвешены в микроскопически тонком слое воздуха над тарелкой, вращающейся тысячи раз в минуту. Вместо этого они используют микросхемы флэш-памяти, которые маленькие, легкие и не имеют движущихся частей.

История

Флэш-память была впервые изобретена в 1984 году ученым японского производителя электроники Toshiba.Название произошло от процедуры стирания ячеек вспышки — это было похоже на вспышку фотоаппарата. Изобретатель, доктор Фудзио Масуока, представил свое изобретение на конференции Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике в том же году, где его увидела Intel. Они лицензировали технологию, выпустили первый коммерчески доступный чип в 1988 году, и с тех пор использование флэш-памяти продолжает расти.

Как работает RAM

Чтобы понять, как работает флэш-память, необходимо понимать, как работает обычная RAM.Один бит ОЗУ содержит транзистор с затвором, который может быть включен. Когда затвор включен, мощность может течь через транзистор, и он фактически сохраняет единицу. Однако, когда вы выключаете питание чипа, ворота закрываются. Когда вы снова включаете чип, ворота не помнят, были ли они открыты или закрыты с самого начала. Вот почему оперативная память очищается при выключении компьютера.

Что такое флэш-память

Флэш-память также состоит из массивов транзисторов, но с одним отличием.В микросхеме флэш-памяти транзисторы имеют два затвора — плавающий затвор и управляющий затвор. (ссылка 1) Когда вы включаете питание, мощность течет через затворы в транзистор, как в обычном чипе RAM. Однако, когда питание отключается, часть энергии застревает в плавающих воротах и ​​остается там. Вот как он сохраняет значение, даже если оно выключено. Вы можете прочитать его, послав питание, или стереть его, послав отрицательный ток, который эффективно высасывает мощность из транзистора.(ссылка 2)

Флэш-накопители

Флэш-накопитель состоит из одной или нескольких микросхем флэш-памяти, контроллера, определяющего, как данные записываются и читаются на микросхемах, и разъема, чтобы его можно было использовать с компьютером или другим устройство. Многие флешки имеют разъемы USB. Карты флэш-памяти, которые на самом деле представляют собой небольшие и тонкие флэш-накопители, бывают разных физических размеров и типов разъемов, в зависимости от типа карты, для которой они предназначены. Твердотельные накопители, которые заменяют жесткие диски компьютера флэш-памятью, обычно представляют собой небольшие коробки, содержащие массив микросхем флэш-памяти в дополнение к разъему Super ATA, который позволяет использовать их в качестве внутреннего жесткого диска и подключать их непосредственно к материнской плате компьютера или контроллер привода.(ref 1)

Источники

Биография писателя

Стив Ландер был писателем с 1996 года, имея опыт работы в области финансовых услуг, недвижимости и технологий. Его работы публиковались в отраслевых изданиях, таких как «Minnesota Real Estate Journal» и «Minnesota Multi-Housing Association Advocate». Ландер имеет степень бакалавра политических наук Колумбийского университета.

Разве это не одно и то же?

Thumb drive vs flash drive — действительно ли разница между ними? Продолжайте читать, чтобы узнать, каковы их характеристики и какое устройство хранения данных подходит вам лучше всего.

СВЯЗАННЫЕ С: Что такое флэш-накопители? 9 преимуществ использования одного

В этой статье:

1. Флэш-накопитель VS флэш-накопитель: сходства и различия
2. Каковы преимущества флэш-накопителя и флэш-накопителя?

Флэш-накопитель VS Флэш-накопитель: в чем разница?

Флэш-накопитель VS Флэш-накопитель: сходства и различия

И флэш-накопитель, и флэш-накопитель являются устройствами хранения. Пользователи могут использовать любой из них, чтобы носить с собой компьютерные файлы, куда бы они ни пошли.

Используете ли вы флэш-накопитель или флэш-накопитель, просто подключите устройство к USB-разъему, а затем получите доступ к нужным файлам. Вы также можете редактировать, записывать или удалять файлы в любое время, если у вас есть доступ к ПК.

Вы могли заметить, что люди используют термины флэш-накопитель, джамп-диск и флэш-накопитель как синонимы. Это потому, что все они компактные устройства хранения данных с одинаковыми функциями.

Фактически, большинство пользователей не знают о различиях между ними.По сути, джамп-накопитель — это то же самое, что и флешка, но есть разница между механизмами флешки и флешки.

Вот некоторые из наиболее заметных отличий.

1. Тип памяти

Возможно, самая большая разница между флэш-накопителем и флэш-накопителем — это их тип памяти. Флэш-накопители используют Compact Flash (CF), а флэш-накопители — это тип твердотельного накопителя (SSD).

Как правило, CF или Flash — это тип высокоскоростных, энергонезависимых и магнитных носителей для чтения и записи, которые переносят все виды цифровых данных.CF используется не только на флэш-накопителях, но и в планшетах, смартфонах, фотоаппаратах и ​​MP3-плеерах.

Между тем, SSD — это своего рода носитель, который хранит, считывает и записывает данные с использованием флэш-памяти без магнитных свойств. Основное назначение SSD — переносить файлы с одного устройства на другое.

Имейте в виду, что SSD и CF не являются ни конкурентами, ни аналогами. Скорее, SSD — это тип менее мощного устройства, которое также использует CF или флэш-память. Вы можете рассматривать CF как кофейные зерна и SSD как напитки на основе кофе.

2. Формы и размеры

Поскольку флеш-накопители используют CF, они могут быть любых форм и размеров. Они призваны стать альтернативой более крупным компакт-дискам (CD) и жестким дискам (HDD).

Между тем устройства, которые используют SSD, такие как флэш-накопители, буквально размером с ваш большой палец, отсюда и название. Их технология может быть не такой быстрой, как устройства CF, но чипы подходят для множества небольших устройств.

Итак, если вы на самом деле не планируете передавать большие объемы данных, не имеет значения, используете ли вы флэш-накопитель или флэш-накопитель.Но если вам действительно нужно регулярно передавать большие объемы данных, вы можете рассмотреть возможность использования флеш-накопителей с высококачественной технологией CF.

СВЯЗАННЫЕ: 9 простых способов получить дополнительное пространство для хранения на вашем USB-накопителе

3. Долговечность и долговечность

Многие пользователи большую часть времени просто хранят свои диски в сумках. Это также причина, по которой эти люди обычно ищут легкие, удобные для переноски устройства, такие как USB-накопители с ремешком или браслеты.

Если вы один из этих пользователей, возможно, вам захочется приобрести флэш-накопитель.Они более долговечны, чем флэш-накопители, и могут противостоять внешним повреждениям, например, если вы их случайно уронили.

Но, если вы регулярно используете USB-накопитель, вам, вероятно, следует подумать о флеш-накопителях. Хотя флеш-накопители более долговечны, они ухудшаются каждый раз, когда вы стираете и перепрограммируете их содержимое.

Итак, даже если флеш-накопитель у вас всего год, он будет серьезно поврежден, если вы будете перепрограммировать содержимое почти каждый день.

Совет: Выбираете ли вы USB-накопитель или флэш-накопитель, вы все равно должны позаботиться о своем устройстве хранения мультимедиа.В противном случае они не прослужат так долго, как вы этого хотите.

Как используются флэш-накопитель и флэш-накопитель? Использование USB-накопителя с ноутбуком

Несмотря на различия между ними, они по-прежнему предлагают те же функции хранения и передачи данных. Вы можете использовать их для:

1. Носить школьные и офисные файлы

Чтобы сэкономить время, бумагу и чернила для принтера, вы можете отказаться от использования бумаги. Это сильно сэкономит вам, особенно если вам нужно регулярно делать несколько исправлений.

Кроме того, управлять файлами на компьютере намного проще, чем в большой объемной папке. Выбросьте свою старую папку с гармошкой и переключитесь на USB-накопители!

Примечание. Хотя отказ от бумажной документации имеет множество преимуществ, он также подвергает файлы риску заражения вирусами и вредоносными программами. Поэтому лучше всего иметь несколько резервных копий всех важных файлов.

2. Магазин семейных фотографий

Есть что-то прекрасное и незаменимое в ностальгической атмосфере, исходящей от семейных фотоальбомов.На них весело смотреть, и они отлично подходят для разговоров на семейных собраниях.

К сожалению, физические копии фотографий могут быть повреждены огнем, водой и даже воздухом. Фактически, через несколько лет ваши фотографии обесцветятся из-за окисления. Кроме того, вы не можете так просто воспроизвести физические фотографии.

Однако, если у вас есть резервные копии семейных фотографий, вы можете сделать столько копий, сколько захотите. Вы даже можете отправить некоторые из своих любимых композиций своим близким через Интернет или подключив флешку к их компьютеру.

3. Продвигайте свой бренд

Маркетологи, которые ищут интересные, уникальные способы продвижения своего бренда, могут попробовать распространять USB-накопители! Это классные функциональные инструменты, которые эффективно передают сообщение.

Они определенно на шаг впереди традиционных рекламных товаров, таких как ручки, кружки и булавки для пуговиц. Например, вместо того, чтобы раздавать листовки, почему бы не попробовать распространить брошюры по USB?

Теперь, когда вы знаете разницу между флэш-накопителем и флэш-накопителем, вы сможете определить, какое устройство хранения данных лучше всего соответствует вашим потребностям.Просто имейте в виду, что большинство брендов используют эти термины как синонимы, поэтому вам, вероятно, не следует полагаться только на описание коробки.

Вместо этого проверьте характеристики устройства и используйте свои новые знания, чтобы определить, использует ли он технологию SSD или CF. Всегда помните, что флеш-накопители используют CF, а флеш-накопители — SSD.

На чьей ты стороне в споре о флешке и флешке? Сообщите нам свой выбор в разделе комментариев ниже!

Наверх Далее:

Статьи по теме

Что такое флэш-накопитель USB и как он работает?

Список литературы

Фишер, Т.(2020, 22 мая). Что такое флешка? Получено с,
https://www.lifewire.com/what-is-a-flash-drive-2625794

Лелий, С. Уилсон, С. (июнь 2017 г.). Флешка. Получено с,
https://searchstorage.techtarget.com/definition/USB-drive

Байнум, Дж. (22 февраля 2017 г.). Другие названия USB-накопителей. Получено с,
https://mediafast.com/what-are-other-names-for-usb-flash-drives/

Mindsea.28 статистических данных по мобильным приложениям, которые необходимо знать в 2021 году. Получено с,
https://mindsea.com/app-stats/

Кинг, Б. (21 мая 2013 г.). 10 вещей, о которых вы даже не подозревали, можно сделать с помощью USB-накопителя. Получено с,
https://www.maketecheasier.com/10-things-to-do-with-usb-drive/

Коузер А. (15 октября 2018 г.). Используйте USB-накопитель способами, о которых вы даже не подозревали. Получено с,
https://www.komando.com/tech-tips/10-incredible-useful-ways-to-use-a-usb-drive-you-didnt-know/438907/

Нилд, Д.(2018, 24 января). 10 действительно интересных способов использования USB-накопителя. Получено с,
https://gizmodo.com/10-actually-cool-uses-for-a-usb-drive-1822328167

Кранц, Г. Силва, К. (сентябрь 2019 г.) Флэш-память. Получено с,
https://searchstorage.techtarget.com/definition/flash-memory

Безопасное восстановление данных. Как работает флешка. Получено с,
https://www.securedatarecovery.com/learn/how-does-a-flash-drive-work

Хамуши, Т.Как работает флеш-накопитель: полезное руководство для начинающих! Получено с,
https://ttrdatarecovery.com/how-flash-drive-work/

Франк, А. (27 июля 2020 г.). NAND vs NOR Flash: типы флэш-памяти. Получено с,
https://www.curtisswrightds.com/news/blog/nand-vs-nor-flash.html

LeCount, R. (12 декабря 2019 г.). Как работает флеш-накопитель и что внутри него? Получено с,
https://www.usbmakers.com/how-does-a-flash-drive-works-and-whats-inside-it/

Компьютерная надежда.(2020, 30 апреля). Флеш накопитель. Получено с,
https://www.computerhope.com/jargon/j/jumpdriv.htm

Wilde, T. (2014, 29 декабря). Вам нужно «извлечь» USB-флешку? Получено с,
https://www.pcgamer.com/do-you-need-to-eject-usb-flash-drives/

HelloTech. (30 апреля 2018 г.). Мне действительно нужно извлекать USB-накопители? Получено с,
https://www.hellotech.com/blog/really-need-eject-usb-drives

Notenboom, LK.Безопасно ли оставлять флэш-накопитель постоянно подключенным? Получено с,
https://askleo.com/flash-drive-plugged-in/

Кардин, П. Продолжительность жизни USB-накопителя. Получено с,
https://www.flashbay.com/blog/usb-life-expectancy

Коди, А. (7 марта 2018 г.). Преимущества использования USB-накопителей. Получено с,
https://www.aranym.org/benefits-using-usb-flash-drives/

Олсоп, Т. (2 марта 2020 г.).Выручка мирового рынка флэш-памяти с 2013 по 2021 год. Получено с:
https://www.statista.com/statistics/553556/worldwide-flash-memory-market-size/

.