Какой тип памяти у USB-накопителя

Обновлено: 30.06.2024

Флэш-накопители USB могут показаться обыденными и простыми, но есть несколько советов и особенностей, которые вы должны знать, прежде чем покупать следующий.

Облачное хранилище — это прекрасно, но скромный USB-накопитель уже давно зарекомендовал себя и никуда не денется.

От резервного копирования данных до установки операционных систем — это невероятно полезно. Но есть некоторые вещи, которые вы должны знать перед покупкой следующего флэш-накопителя, чтобы получить от него максимальную отдачу.

1. Похожие характеристики могут быть обманчивы

Если вы обнаружите, что у вас есть два одинаковых флэш-накопителя и вы спрашиваете: "Оба из них имеют USB 3.0, производятся одной и той же маркой и имеют 64 ГБ памяти. Почему один стоит дороже?", ответом будет качество компонентов. , которые определяют, насколько хорошо будет работать ваш диск.

Скорость флэш-накопителя определяется двумя факторами: самим USB-портом и компонентами флэш-накопителя.

USB 3.0 намного быстрее, чем USB 2.0, но этот стандарт должен поддерживаться как портом USB, так и самим накопителем. Если ваш флэш-накопитель — USB 3.0, а порт вашего компьютера — USB 2.0, передача будет происходить на скорости USB 2.0. (Грубо говоря, USB 3.0 передает данные со скоростью 100 МБ/с, а USB 2.0 — со скоростью 15 МБ/с.)

Еще одна вещь, влияющая на скорость, — это тип флэш-памяти и контроллера, которые используются в флешке. В лучших накопителях используются те же самые типы усовершенствованных контроллеров и качество памяти, что и в твердотельных накопителях (SSD), а в более дешевых накопителях используются более дешевые компоненты, которые не так хороши для передачи и хранения данных.

Вот пример, который иллюстрирует: накопитель Sandisk Extreme USB 3.0 записывает со скоростью около 200 МБ/с, в то время как большинство других накопителей USB 3.0 передает данные со скоростью от 100 до 110 МБ/с. На первый взгляд они могут показаться «такими же», но вы получаете почти вдвое большую скорость. Стоило того? Еще бы.

2. Меньше и тоньше: не всегда лучше

Одна из проблем с большинством флэш-накопителей заключается в том, что их корпуса настолько велики, что при подключении к ним возникают проблемы с использованием соседних USB-портов. Хорошая новость заключается в том, что флэш-накопители обычно следуют закону Мура, что означает с годами все меньше и меньше.

Однако за размер приходится платить скоростью. Флэш-накопители меньшего размера удобны и портативны, но когда они становятся слишком маленькими, они не могут вместить те качественные компоненты, о которых говорилось выше.

Компоненты лучшего качества обычно требуют больше физического пространства, а уменьшение размера означает компромисс. По мере того, как закон Мура будет действовать в ближайшие годы, мы в конечном итоге увидим более тонкие и компактные флэш-накопители, которые будут обеспечивать производительность, характерную для более качественных накопителей, но их пока нет.

Поэтому, если вам нужно удобство и портативность, вам подойдет накопитель меньшего размера, но если вам нужен мощный накопитель, вам, возможно, придется согласиться на больший объем. Нужна флешка, достаточно маленькая, чтобы ее можно было носить с собой куда угодно, хорошо выглядящая и не дорогая? Рекомендуем присмотреться к Transcend JetFlash Ultra Slim.

3. Ограниченный срок службы, но это нормально

В среднем флэш-накопители выдерживают от 3000 до 5000 циклов записи. Увидев твердый номер, после которого ваша флешка перестанет работать, вы можете вызвать панику, но не волнуйтесь. Это много циклов, и большинство флэш-накопителей никогда не прослужат так долго. (Для сравнения, срок службы большинства флэш-накопителей составляет миллионы циклов чтения.)

Вы, скорее всего, повредите разъем флэш-накопителя при его установке/извлечении или даже потеряете. Минимум — 3000 циклов записи — это еще более четырех лет жизни, если вы используете этот накопитель два раза в день.

Единственная ситуация, в которой вам нужно немного беспокоиться, — это если вы используете флэш-накопитель в качестве портативного ПК, и в этом случае эти циклы завершатся быстрее. Но даже в этом случае все будет в порядке, если вы будете регулярно создавать резервные копии своих данных.

4. Порты MicroUSB: когда они полезны

Пользователей Android всегда привлекают флэш-накопители, которые имеют как обычный порт USB, так и порт microUSB, например Kingston Micro Duo. «Я могу так легко переносить данные со своего ПК на телефон Android!» Ну вроде как.

Вам все равно нужно проверить, поддерживает ли ваш Android-телефон USB OTG (On-The-Go) — стандарт, который позволяет вашему Android считывать внешние флэш-накопители. Самый простой способ выяснить это – проверить коробку с телефоном, посетить веб-сайт производителя или просто поискать в Google.

Если ваше устройство не поддерживает USB OTG, то покупать флешку с портом microUSB бессмысленно. Однако, если ваш телефон не поддерживает USB OTG, это отличный способ добавить дополнительное хранилище.

5. Прочные и безопасные флэш-накопители

Некоторые флэш-накопители разработаны специально для пользователей, которые хотят всегда хранить свои данные в безопасности. Прочные диски обеспечивают защиту от физических повреждений, например, когда вы оставляете их в штанах и бросаете в стирку.Защищенные флэш-накопители обеспечивают защиту от людей, которые хотят взломать или украсть ваши данные.

Являются ли ваши данные настолько конфиденциальными, что их необходимо шифровать в дополнение к защите паролем? Если да, то купите безопасный USB-накопитель, например, предлагаемый IronKey или Aegis Secure Key, который на самом деле имеет физическую клавиатуру для ввода пароля.

Честно говоря, большинству пользователей такой уровень безопасности не нужен, и они могут сэкономить много денег, купив обычную флешку и бесплатно защитив USB-накопитель паролем.

Что касается жестких дисков, то они не так полезны. Облачное хранилище достаточно дешевое, чтобы создавать резервные копии любой неконфиденциальной информации, которую вы помещаете на свой флэш-накопитель, и в случае, если диск будет раздавлен или уничтожен, у вас все еще будут данные. Если это произойдет, просто купите замену и перенесите на нее данные.

Итак, что купить?

Некоторое время назад мы рассмотрели некоторые из лучших USB-накопителей, и большинство из этих рекомендаций актуальны и сегодня:

При этом вы, возможно, захотите подождать, потому что грядет новая волна беспроводных USB-накопителей. До сих пор мы видели только SanDisk Connect, который работает на разных устройствах и подключается к телефонам и планшетам по беспроводной сети. Kingston и другие компании работают над аналогичной технологией, но еще не выпустили продукты.

USB-накопители существуют уже много лет, поэтому расскажите нам, какие из них вы больше всего рекомендуете. И, честно говоря, сколько вы потеряли за эти годы? Поделитесь в комментариях!

Изображение предоставлено: потрескавшаяся земля, Адам Вилимек, Shutterstock

Надеемся, вам понравятся товары, которые мы рекомендуем и обсуждаем! У MUO есть аффилированные и спонсируемые партнерские отношения, поэтому мы получаем долю дохода от некоторых ваших покупок. Это не повлияет на цену, которую вы платите, и поможет нам предлагать лучшие рекомендации по продуктам.

Сколько типов флешек существует? Здесь мы представим снимок флэш-накопителя и представим различные типы USB-накопителей.

Сью Уэйн

29 октября 2021 г. • Подано в: USB Recovery • Проверенные решения

Я хочу купить флешку, но понятия не имею об этом. Все флешки одинаковые? Сколько типов флешек существует? В чем разница между USB 2.0 и 3.0? Слишком много информации, и я так запутался. Может ли кто-нибудь помочь мне понять разницу? Большое спасибо!

Все ли флешки одинаковые? Ответ, конечно, нет. Не все флешки производятся одинаково. Они отличаются во многих аспектах, таких как внешний вид, использование, объем памяти, скорость и порты и многое другое.

В этой статье мы представим различные типы флэш-накопителей в зависимости от их использования, внешнего вида и емкости. Но перед этим сделаем снимок флешки.

Что такое флешка?

USB-накопитель, также называемый флэш-накопителем, флэш-накопителем, флэш-накопителем и USB-накопителем, представляет собой устройство, которое можно использовать для сохранения информации на крошечном чипе флэш-памяти. Пользователи могут читать и сохранять данные на нем. Эти устройства хранения были спроектированы так, чтобы быть меньше обычного диска хранения, а некоторые из них были размером с большой палец. Вот почему некоторые люди знают их как флешки, а другие предпочитают называть их «флэшками». Каким бы ни было их название, все они имеют одну важную характеристику: их можно подключить к любому компьютеру. Благодаря совместимости с портом универсальной последовательной шины (USB).

1. Как работает флешка?

Существует 2 типа памяти, предназначенных для сохранения и хранения данных на разных устройствах, соответственно энергозависимой и энергонезависимой.

Энергозависимая память — это временное хранилище данных. Например, жесткий диск компьютера использует энергозависимую память. Он записывает и считывает данные с помощью подвижных частей только при включенном компьютере. И часто можно услышать щелкающий звук при работе компьютера. Это означает, что движущиеся части жесткого диска читают ваши данные. Без источника питания вы не сможете получить доступ к сохраненным данным.

Напротив, флэш-накопитель USB является энергонезависимым устройством. Он должен прибегать к мощности, чтобы сохранять, передавать и помещать в него данные. Тем не менее, он может хранить данные внутри него без источника питания. Он передаст команду памяти в виде электронного сигнала на внутреннюю схему. Даже при длительном отсутствии источника питания от подключенного и выключенного компьютера он может сохранить всю информацию без какого-либо вреда и потери качества.

Итак, как работает USB-накопитель на компьютере?

Карандаш флэш-памяти не имеет движущихся частей. Флэш-накопитель может быть совместим между устройствами через порты USB.Подключив флешку к USB-порту компьютера, устройство может начать запись, чтение, передачу, сохранение и хранение данных. Данные внутри него не исчезнут, если вы не удалите их вручную или что-то не случится с картой памяти.

2. Разница между USB 2.0 и флешкой 3.0

Порт USB используется для создания взаимодействия между флэш-накопителем и вашим компьютером. Для удовлетворения различных потребностей существуют различные типы флэш-накопителей USB в зависимости от портов: флэш-накопитель USB 2.0, флэш-накопитель USB 3.0, флэш-накопитель USB 3.1 и накопитель 3.2. Самая большая разница между ними — цена и скорость. Но цена варьируется в зависимости от емкости хранилища, брендов и многих других факторов. Здесь мы в основном будем говорить о разнице в скорости.

Порты USB 3.1 и 3.2
Самые современные и самые быстрые в мире флэш-накопителей на сегодняшний день со скоростью записи и чтения до 1250 МБ/с и 2500 МБ/с соответственно.< /li>
Флэш-накопители USB 3.0
В любом случае, всем известно, что флэш-накопитель USB 3.0 намного быстрее, чем USB 2.0 в том же состоянии. Флешка 3.0 может работать с данными на скорости 625 МБ/сек. Благодаря высокой скорости записи, чтения и передачи данных флэш-накопитель USB 3.0 становится все более популярным выбором для большинства пользователей флэш-накопителей.
Флэш-накопитель USB 2.0
Это стандартная карта памяти. Скорость передачи интерфейса USB 2.0 может достигать только 60 МБ/с. Теперь он широко используется на многих компьютерах. И таким образом, даже если вы будете передавать данные с помощью флешки USB 3.0, но скорость будет ограничена портом компьютера 2.0.

Можно ли использовать USB 2.0 в порту 3.0? Да, 100%. Вы можете вставить флешку 3.0 в порт USB 2.0. Но, как мы уже упоминали, флэш-накопитель USB 3.0 в порту 2.0 не может работать на максимальной скорости.

3. Разница между флешкой и флешкой

Флеш-накопители и флэш-накопители – это два термина, которые сегодня мы используем взаимозаменяемо. Однако 15 лет назад это было не так.

Флэш-накопители — это устройства, работающие на флэш-памяти. Их единственной целью было хранить информацию и передавать ее между подключенными компьютерами. Подключение осуществляется через USB-порт на оборудовании.

С другой стороны, флэш-накопители были крупнее флэш-накопителей и имели большую длину. Из-за удлиненного размера они получили название Pen Drives. Они также работали на флэш-памяти и имели интерфейс USB для связи с компьютером.

Сегодня разницы в размерах больше нет. Все современные флэш-накопители и флешки имеют одинаковые функции, одинаковые внутренние компоненты и компактный форм-фактор. Таким образом, нет никакого реального различия, которое вы можете извлечь из них. Следовательно, современные флеш-накопители и флэш-накопители практически одинаковы.

Далее мы рассмотрим различные типы USB-накопителей. Обратите внимание, что их можно классифицировать в соответствии с их использованием или физическими характеристиками. Мы пытаемся найти баланс между ними.

Различные типы USB-накопителей в зависимости от использования

Оглядываясь назад, можно сказать, что флэш-накопители USB разрабатывались для различных сценариев применения в зависимости от различных потребностей. В этом разделе мы познакомимся с некоторыми типами USB-накопителей, о которых вы, возможно, не слышали.

1. Защитная флешка

Это обычное USB-устройство хранения данных, в котором предусмотрены меры по защите ваших данных. Он усилен физическими или логическими способами защиты, чтобы гарантировать, что данные не будут скомпрометированы.

Примером может служить флэш-накопитель от Cryptex, который имеет кодовый замок, прежде чем вы сможете получить доступ к встроенному USB-диску. Другие, например, от IronKey, поставляются с внутренним механизмом, таким как защита паролем и шифрование для дополнительной безопасности.

В целом эти устройства обеспечивают дополнительную безопасность для защиты всех данных. Однако у вас будет разрешение на добавление или удаление защиты от записи для повышения безопасности флэш-накопителя.

2. Музыкальная флешка

Это флэш-накопитель, который можно использовать для сохранения или переноса музыки с одного устройства на другое. Они могут различаться причудливым дизайном и разными типами флешек, как, например, эта от SONY.

Однако большинство из них спроектированы так, чтобы быть миниатюрными и мобильными. Причина этого в том, что большинство людей, которые хотят носить свои музыкальные файлы на флэш-накопителе, хотят, чтобы они были легко доступны, но при этом не мешали.

3. Загрузочная флешка

Загрузочный флэш-накопитель – это обычный USB-накопитель, на который можно установить операционную систему. Процесс выделения внешнего запоминающего устройства для этой цели называется «создание загрузочного».

Всякий раз, когда у вас есть компьютер, который не запускается из-за отсутствия операционной системы, просто используйте загрузочную флешку, чтобы запустить компьютер. Если у вас его пока нет, приобретите его на всякий случай.

Различные типы флешек в зависимости от внешнего вида

Изучив различные типы USB-накопителей в зависимости от их использования, USB-устройства также можно классифицировать по их внешнему виду. Несмотря на основную функцию хранения данных, это могут быть элементы с широкими возможностями настройки, которые подчеркивают личные характеристики.

1. Жесткий диск кредитной карты

Как следует из названия, это USB-накопитель, который выглядит как кредитная карта. Некоторые из этих флэш-накопителей могут быть дополнительно адаптированы для отображения имени владельца и соответствующего поддельного номера кредитной карты.

У людей разные причины приобретать такую флешку, но одно можно сказать наверняка, вы больше никогда не забудете ее дома, потому что она легко поместится в бумажнике.

2. Брелок USB Flash Drive

В этом типе флешки нет ничего особенного. Кроме того, тот факт, что он был разработан, чтобы носить его как типичный брелок. Однако это не означает, что он каким-либо образом переоценен. Наоборот, этот тип флешки может пригодиться людям забывчивым и часто теряющим флешки.

Поскольку они красиво оформлены, вы можете купить богато украшенную, чтобы избежать распространенной проблемы старомодного вида и добавить к ключам от машины.

3. Флэш-накопитель на браслете

Мало что можно сказать об этом типе флэш-памяти, потому что название говорит само за себя. Вы должны учитывать, что он не может быть водонепроницаемым; - следовательно, вы не должны брать его в душевую. Кроме того, он выглядит шикарно!

4. Фирменный USB-накопитель

Если вы являетесь ярым поклонником определенного бренда, возможно, пришло время выразить свою любовь, купив фирменный USB-диск. Существует множество этих USB-накопителей, которые ждут, когда вы их откроете. Вот образцы.

5. USB-устройства с «пустышкой»

Если у вас есть забавная кость, вот несколько реквизитов, которые вы можете использовать, чтобы украсить свой стол. Это забавные флешки. Есть миниатюрные муляжи популярных фигур, таких как футболисты и кинозвезды. В зависимости от ваших предпочтений, вы можете выбирать из множества доступных вариантов.

Различные типы USB-накопителей в зависимости от емкости хранилища

Здесь все становится немного разумнее. Производители устройств производят флэш-накопители USB с разным внешним видом и дизайном. Но все они сделаны по стандартным размерам хранения. Обычно объем памяти флэш-накопителя может варьироваться от 128 МБ до 2 ТБ в зависимости от сценария его применения. Мы обсудим размеры хранилища ниже.

128 МБ. Это флэш-накопители USB с наименьшей емкостью, которые вы можете найти на сегодняшний день. Ведущие игроки отрасли прекратили выпуск USB-накопителей малой емкости из-за низкого спроса.

256 МБ: флэш-накопители USB емкостью 256 МБ, как и 128 МБ, постепенно выводятся из употребления. Это связано с низкими возможностями и снижающимся спросом.

512 МБ. Эти USB-накопители встречаются гораздо чаще, поскольку они были наиболее популярны с конца 2000-х по 2005 год.

1 ГБ: сегодня вы все еще можете купить флэш-накопители USB емкостью 1 ГБ, поскольку они по-прежнему используются благодаря очень маленькому форм-фактору и сниженной стоимости.

2 ГБ: при незначительном увеличении цены вы можете увеличить объем данных в два раза.

4 ГБ: опять же, вам нужно лишь немного увеличить цену за удвоение объема хранилища. На сегодняшний день доступно множество вариантов на 4 ГБ, поддерживающих стандарты USB 3.0 и USB 2.0.

8 ГБ: в настоящее время они более распространены благодаря размеру хранилища выше среднего. У вас может быть несколько фильмов, большая коллекция музыки и т. д.

16 ГБ. В настоящее время флэш-накопители емкостью 16 ГБ являются своего рода стандартом. Вы можете найти их у разных производителей, имеющих новейшие стандарты USB и дополнительные функции, такие как разъемы USB-C или USB Micro-A.

32 ГБ. Опять же, это один из самых популярных вариантов хранения. Вы можете наблюдать, как индустрия постепенно переходит на флэш-накопители емкостью 32 ГБ и постепенно отказывается от накопителей меньшего объема.

64 ГБ. Цены на флэш-накопители USB емкостью 64 ГБ значительно выросли за последние годы, что значительно удешевило их карман и обеспечило приличное пространство для хранения.

128 ГБ. В настоящее время многие предпочитают покупать USB-накопители емкостью 128 ГБ, поскольку это идеальный баланс между ценой и объемом памяти.

256 ГБ. Начиная с этого момента количество покупателей флэш-накопителей большой емкости постепенно снижается. Это связано с ростом расходов.

512 ГБ: флеш-накопители емкостью 512 ГБ и выше стоят дороже, и их покупают люди, которым они действительно нужны.

1 ТБ: 10 лет назад о USB-накопителе емкостью 1 ТБ можно было только мечтать. Но теперь вы можете приобрести флэш-накопители емкостью 1 ТБ от известных брендов по всему миру.

2 ТБ: самая большая емкость флэш-накопителей, доступных на сегодняшний день. По мере того, как мы переходим на территорию от 1 ТБ до 2 ТБ, размер флэш-накопителя немного увеличивается, независимо от того, насколько они современны! Благодаря более новому процессу производства кремния мы можем ожидать, что размеры сократятся еще больше, а емкость продолжит расти.

Заключение

Существует бесчисленное множество дизайнов USB-накопителей. Их можно классифицировать по использованию, функциональности или даже уровню шифрования безопасности. По мере того, как все больше людей переходят в облачное хранилище для хранения, вы можете получить свой персонализированный флэш-накопитель для автономного использования. Пришло время выйти из зоны комфорта и начать экспериментировать с различными дизайнами.

Если вы потеряли данные, к сожалению, не волнуйтесь! У вас еще есть шанс вернуть потерянные данные. Чтобы восстановить файлы с USB-накопителя, вы можете попробовать Recoverit Data Recovery — безопасное, хорошо известное и профессиональное программное обеспечение для восстановления USB.

Флэш-память USB — это просто устройство хранения данных, содержащее энергонезависимую флэш-память и встроенный интерфейс USB. Что касается промежуточного программного обеспечения, некоторые из ключевых особенностей флэш-памяти USB включают в себя:

Емкость. Размер флэш-памяти USB.

Поддержка операционной системы (драйвера устройства). Какие дистрибутивы операционных систем включают драйверы устройств для флэш-памяти USB. Если операционной системы встроенной системы нет в этом списке, необходимо будет создать/перенести и интегрировать драйвер устройства.

Отформатировано. Поставляется ли флэш-память USB предварительно отформатированной, например, для поддержки определенной файловой системы. При необходимости флэш-память USB может потребоваться стереть и перепрограммировать для поддержки определенного промежуточного программного обеспечения.

Размер сектора. Наименьший блок Flash, который можно стереть и/или запрограммировать. Читатель также должен отметить, есть ли какие-либо ограничения при чтении Flash.

Флэш-память USB также может называться другими именами в этой области, например, флэш-память USB ключи, флэш-память USB диски, флэш-память USB Флешки и флэш-память USB флеш-накопители, и это лишь некоторые из них. Если это флэш-память с возможностью горячей замены в порт USB, то она подпадает под эту категорию оборудования флэш-памяти USB.

Как показано на рис. 2.7a, флэш-память USB представляет собой небольшую печатную плату (печатную плату), которая заключена в прочный корпус и получает питание через подключение к USB-порту встроенной системы. Стандартный интерфейс USB, который соответствует стандартной спецификации USB, такой как USB 1.1 или USB 2.0, простирается от этого небольшого шасси, что позволяет подключать флешку к порту USB-накопителя на плате, как показано на рис. 2.7b. Это устройство обычно меньше по размеру, чем другие портативные носители данных, и его можно заменять в горячем режиме в USB-порт платы, который имеет поддержку драйвера устройства для определенного типа флэш-памяти USB.

< бр />

Рисунок 2.7а. Флэш-карта памяти BabyUSB USB 8

< бр />

Рисунок 2.7б. Карта флэш-памяти USB и встроенная плата, пример 9

Технические характеристики флэш-памяти USB из реального мира, показанные на рисунках 2.8a и 2.8b, содержат некоторую дополнительную информацию о характеристиках флэш-памяти, которую полезно знать программистам в отношении поддержки типов флэш-памяти (см. выделенные части спецификаций).

< бр />

Рисунок 2.8а. Пример 10 технического описания ручки флэш-памяти USB PSI

< бр />

Рисунок 2.8б. Техническое описание флэш-памяти Corsair, пример 11

Проект сверхкрупномасштабной интеграции

III.B.5 Флэш-память

Флэш-память представляет собой специально организованные EEPROM, занимающие меньшую площадь, чем EEPROM или DRAM, расположенные в других структурах. Следовательно, на данной площади чипа можно недорого производить флэш-память с большей емкостью памяти, чем DRAM. Кроме того, одновременно могут быть стерты 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, во флэш-памяти все адреса памяти в одном блоке стираются, а затем каждый адрес памяти в блоке может быть записан отдельно. Это неудобно, потому что даже если мы хотим перезаписать только один адрес, нам придется перезаписывать весь блок.

В настоящее время флэш-память 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 типа NOR показана на фиг.15. Если одно слово памяти состоит из 8 бит, у нас есть битовые линии, D₁, D₂, … , Д₈. Все эти линии подключены к стокам MOSFET с плавающими затворами. A₁, A₂, … , A_K — выходы дешифратора адресов памяти, которые подключены к затворам МОП-транзисторов с плавающими затворами и только один из которых имеет высокое напряжение, когда дешифратор активен. Все истоки MOSFET с плавающими затворами подключены к S, что означает исток. Подача соответствующего напряжения на S, D_i и A_j выполняется запись, чтение или стирание. Белые кружки обозначают контактные окна между алюминиевыми трубопроводами и стоками. Флэш-память типа NAND показана на фиг.16.Время чтения во флэш-памяти типа NOR составляет около сотен наносекунд или меньше, что сравнимо с ПЗУ, но быстрее, чем у NAND-типа, хотя ее площадь больше (из-за большего количества контактных окон, которые занимают большие площади). Время стирания и записи в обоих типах составляет несколько микросекунд, что намного медленнее, чем у RAM, 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.

У флэш-памяти есть один серьезный недостаток. Если запись повторяется много раз, флэш-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, и это на три порядка меньше, чем на жестких дисках.

Флэш-память дешевле с большей емкостью памяти, чем DRAM, и при этом быстрее, хотя и дороже в пересчете на бит, чем жесткие диски. Флэш-память невосприимчива к вибрации, пыли и механическим ударам. Также флеш-память работает с гораздо меньшим энергопотреблением, и соответственно, если флеш-память установить в ноутбук, заменив жесткий диск, то батарейки служат гораздо дольше. Жесткий диск потребляет сначала несколько ампер, а затем потребляет десятки миллиампер на вращение. Напротив, флэш-память в режиме пониженного энергопотребления потребляет всего несколько микроампер. Флэш-память имеет множество уникальных применений. Флэш-память используется в обновляемом BIOS (Basic Input Output System), который 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 хранятся и обновляются посредством беспроводной передачи. Флэш-память используется и в карманных диктофонах, записывающих голос без микрокассет, т. е. без механических приводов. Такие карманные записывающие устройства намного меньше, чем обычные карманные записывающие устройства, а батареи служат намного дольше. Флэш-память также используется в ПЛИС, как будет объяснено ниже.

Домен 2: Безопасность активов (защита безопасности активов)

Эрик Конрад, . Джошуа Фельдман, учебное пособие CISSP (третье издание), 2016 г.

Флэш-память

Флэш-память (например, флэш-накопители USB) — это особый тип EEPROM, используемый для небольших портативных дисковых накопителей. Разница в том, что любой байт EEPROM может быть записан, в то время как флэш-накопители записываются (более крупными) секторами. Это делает флэш-память быстрее, чем EEPROM, но все же медленнее, чем магнитные диски.

Прошивка основана на чипе, в отличие от магнитных дисков. Термин «флэш-накопитель» может натолкнуть некоторых на мысль, что флэш-накопители — это «дисковые накопители». Они совершенно разные физически и имеют разные свойства остаточной намагниченности.

Простое магнитное поле не сотрет флэш-память. Методы безопасного уничтожения, используемые для магнитных накопителей, такие как размагничивание (которое мы вскоре обсудим), не будут работать с флэш-накопителями.

Всесторонний обзор проблем с твердотельными накопителями

Юнгбин Джин , Бен Ли , Достижения в области компьютеров , 2019 г.

Аннотация

Твердотельные накопители (SSD) на основе флэш-памяти стали повсеместными в современных вычислительных системах, таких как высокопроизводительные серверы, рабочие станции, настольные компьютеры и ноутбуки, благодаря их производительности и плотности. Архитектура твердотельных накопителей эволюционировала, чтобы использовать преимущества флэш-памяти и в то же время скрыть их недостатки. Методы параллелизма SSD, такие как чередование каналов, конвейеризация флэш-чипов, чередование кристаллов и совместное использование плоскостей, используют доступный параллелизм флэш-памяти, а операции уровня флэш-трансляции (FTL) минимизируют накладные расходы флэш-памяти на задержку. В этой главе представлен всесторонний обзор тем SSD, которые охватывают как физические свойства ячейки флэш-памяти, так и архитектуру SSD. Темы, связанные с FTL, обсуждаются в контексте взаимосвязанных операций системного уровня, которые включают сопоставление адресов, сборку мусора, выравнивание износа, управление поврежденными блоками, методы параллелизма SSD и стратегии выделения страниц. В этой главе также рассматриваются последние исследования твердотельных накопителей.

Общее введение

Джалил Бухобза, Пьер Оливье, Интеграция флэш-памяти, 2017 г.

1.5 Объем книги

Флэш-память заполонила многие наши устройства с невероятной скоростью и изменила наши представления о хранении данных. Это побудило инженеров пересмотреть подход к хранению в нескольких областях приложений, будь то встроенные устройства, высокопроизводительные вычисления или, что-то еще, облако.Флэш-память присутствует в наших телефонах, камерах, интернет-приставках, телевизорах, автомобилях, а также в высокопроизводительных вычислительных центрах. Эту вездесущность можно объяснить их особенностями с точки зрения производительности и энергопотребления.

Цель этой книги — помочь понять, как работает флэш-память, как ее интегрировать в современные компьютерные системы из различных областей применения и, наконец, описать поведение флэш-памяти с точки зрения производительности и энергопотребления.

Флэш-память: структура и ограничения

Джалил Бухобза, Пьер Оливье, Интеграция флэш-памяти, 2017 г.

2.1.1 Различные типы флэш-памяти

Флэш-память представляет собой EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). Существует два основных типа флэш-памяти, названных в соответствии с логическим элементом, используемым для построения базовой ячейки памяти: флэш-память NOR и флэш-память NAND. Благодаря микроархитектуре микросхемы флэш-памяти NOR можно адресовать ее содержимое с точностью до байта. Флэш-память NOR показывает хорошую производительность при операциях чтения: исследование [RIC 14a] сообщает о задержке чтения около 20 нс. Таким образом, этот тип памяти используется в контексте, где производительность чтения является жизненно важной, то есть для хранения кода, предназначенного для его непосредственного выполнения на месте, во флэш-памяти. Задержка записи флэш-памяти NOR намного больше, чем задержка чтения. Обычно флэш-память NOR можно найти в качестве компонента поддержки хранения для операционных систем во многих простых встроенных системах, таких как код BIOS материнской платы в настольных компьютерах и т. д.

С другой стороны, ячейки флэш-памяти NAND адресуются страницами, то есть пакетами данных фиксированного размера. Что касается флэш-памяти NOR, плотность хранения флэш-памяти NAND выше, а ее цена за бит ниже. Флэш-память NAND имеет более высокую задержку чтения, чем флэш-память NOR (от 25 до 200 мкс в соответствии с [GRU 09] и [MIC 06]); однако его задержка записи более сбалансирована, чем в случае флэш-памяти NOR. Флэш-память NAND используется в контексте хранения данных. Флэш-память NAND может играть роль вторичного хранилища в сложных встроенных системах (например, смартфонах и современных планшетах) и периферийных устройств для хранения данных, таких как SSD-диски или USB-ключи. Флэш-память NAND также можно найти в картах памяти в форматах SD или MMC или в портативных мультимедийных устройствах для чтения, таких как mp3-плееры. Поскольку эта книга посвящена системам хранения, мы сосредоточимся только на флэш-памяти NAND.

Сети хранения

Гэри Ли, Cloud Networking, 2014 г.

Флэш-память

Флэш-память была впервые разработана компанией Toshiba в начале 1980-х годов и сегодня используется во всем: от смартфонов до флэш-накопителей и твердотельных накопителей. В традиционной полупроводниковой памяти транзисторы действуют как переключатели, при этом затвор транзистора включает или выключает переключатель в зависимости от приложенного напряжения. Флэш-память использует плавающий затвор, который можно запрограммировать для хранения заряда (напряжения), который определяет, включен или выключен транзистор, как показано на рис. 8.2. Думайте об этом заряде как о крошечной батарее, которая может поддерживать это напряжение практически бесконечно, даже если питание чипа отключено.

Рисунок 8.2. Стандартный транзистор и транзистор флэш-памяти.

Несмотря на то, что это широко используемая технология, у нее есть некоторые ограничения, влияющие на ее производительность и долговечность в приложениях для хранения данных в центрах обработки данных. При записи во флэш-память сначала необходимо стереть одну страницу памяти. Чтобы записать один байт, вся страница должна быть сначала перемещена в ОЗУ, где байт изменен. Затем вся страница флэш-памяти стирается, а затем перезаписывается из ОЗУ. Это может существенно снизить производительность записи по сравнению с производительностью чтения. Это не проблема, когда приложению требуется быстрый доступ к полустатическим данным, но это может снизить производительность сервера в приложениях, которые постоянно записывают новые данные. Подумайте о своей медиатеке iTunes на смартфоне, где вы один раз записываете песню во флэш-память, а затем воспроизводите ее сотни раз. Даже с этим ограничением флэш-память может обеспечить более высокую производительность, чем жесткие диски. Одним из способов повышения производительности в серверных средах является использование гибридной флэш-памяти с кэш-памятью DRAM с резервным питанием от батареи. Сервер записывает в кэш DRAM с более высокой скоростью, который затем перемещает эти данные во флэш-память в качестве фоновой задачи, когда одновременно может быть записано большее количество байтов.

Еще одна проблема флэш-памяти — ресурс записи, который ограничивает количество операций записи приложения в заданную ячейку памяти до того, как эти конкретные транзисторы перестанут надежно сохранять данные. Для флэш-технологии, используемой в центре обработки данных, этот предел может составлять более 100 000 операций записи. Это несколько смягчается тем фактом, что многие приложения могут записывать данные один раз, а затем считывать их несколько раз.Для повышения долговечности записи в микросхемы контроллера флэш-памяти были встроены алгоритмы выравнивания износа, которые эффективно распределяют эти записи по множеству различных мест, максимально равномерно распределяя износ по всей флэш-памяти. Это может значительно увеличить срок службы модулей флэш-памяти, позволяя использовать их в приложениях центров обработки данных. Далее мы поговорим о нескольких типах архитектур хранения.

Понимание технологии

Литтлджон Шиндер, Майкл Кросс, сцена киберпреступления (второе издание), 2008 г.

Карты флэш-памяти

Карты флэш-памяти и флеш-накопители популярны для хранения и передачи различных объемов данных. Карты памяти обычно имеют объем от 8 МБ до 512 МБ, но новые карты способны хранить до 8 ГБ данных. Они обычно используются для хранения фотографий в цифровых камерах (и передачи их на ПК), а также для хранения и передачи программ и данных между карманными компьютерами (карманные компьютеры и устройства с Palm OS). Несмотря на то, что флэш-память называется «памятью», в отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой памятью; это означает, что данные сохраняются до тех пор, пока они не будут преднамеренно стерты или перезаписаны. Также доступны карты флэш-памяти PC Card (PCMCIA). Устройства чтения/записи флэш-памяти входят во многие карманные компьютеры и некоторые ноутбуки/ноутбуки, а внешние устройства чтения могут быть подключены к ПК через USB или последовательный порт. К картам флэш-памяти относятся:

Карта памяти Secure Digital (SD)

Карта памяти CompactFlash (CF)

Карта памяти Memory Stick (MS)

Мультимедийная карта памяти (MMC)

Карта xD-Picture (xD)

Карта памяти SmartMedia (SM)

Домен 6: Архитектура и дизайн безопасности

Эрик Конрад, . Джошуа Фельдман, одиннадцатый час CISSP (второе издание), 2014 г.

Прошивка

В прошивке хранятся небольшие программы, которые редко меняются, например BIOS компьютера (обсуждается ниже) или операционная система маршрутизатора и сохраненная конфигурация. Микропрограммы могут храниться в различных типах микросхем ПЗУ, включая PROM, EPROM и EEPROM.

PROM (программируемая постоянная память) может быть записана один раз, как правило, на заводе. EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) могут быть «прошиты» или стерты и записаны несколько раз.

Программируемое логическое устройство (PLD) — это устройство, программируемое на месте, что означает, что оно программируется после того, как оно покидает завод. EPROM, EEPROMS и флэш-память являются примерами PLD.

Флэш-память

Базовая система ввода-вывода, совместимая с IBM PC, содержит программный код, который выполняется при включении ПК. Сначала выполняется самотестирование при включении питания (POST), в ходе которого выполняются базовые тесты, в том числе проверка целостности самого BIOS, тестирование памяти и идентификация системных устройств, а также другие задачи. После успешного завершения процесса POST он находит загрузочный сектор (для систем, которые загружаются с дисков), который содержит машинный код ядра операционной системы. Затем ядро загружается и выполняется, а операционная система загружается.

Флэш-память находится внутри вашего смартфона, GPS, MP3-плеера, цифровой камеры, ПК и USB-накопителя на связке ключей. Твердотельные накопители (SSD) с использованием флэш-памяти заменяют жесткие диски в нетбуках и ПК и даже в некоторых серверных установках. Не требуя батарей или другого источника питания для хранения данных, флэш-память удобна и относительно надежна.

Определение

Флэш-память – это твердотельная микросхема, которая поддерживает хранящиеся данные без какого-либо внешнего источника питания. Он обычно используется в портативной электронике и съемных запоминающих устройствах, а также для замены жестких дисков компьютеров.

Как и в случае с другими твердотельными технологиями, история флэш-памяти включает в себя быстрое увеличение емкости, постоянное уменьшение физических размеров и постоянное падение цен.

Флэш-память – это тип электронно-стираемой программируемой постоянной памяти (EEPROM), микросхемы памяти, которые сохраняют информацию, не требуя питания. (Это отличается от флэш-памяти, которой не требуется питание для хранения данных.) Обычная EEPROM стирает содержимое байт за байтом; большая часть флэш-памяти стирает данные целыми блоками, что делает ее пригодной для использования в приложениях, где большие объемы данных требуют частого обновления. Внутри флэш-чипа данные хранятся в ячейках, защищенных плавающими воротами. Туннельные электроны изменяют электронный заряд ворот «вспышкой» (отсюда и название), очищая ячейку от ее содержимого, чтобы ее можно было перезаписать.

Устройства флэш-памяти используют две разные логические технологии — NOR и NAND — для сопоставления данных.NOR flash обеспечивает высокоскоростной произвольный доступ, чтение и запись данных в определенные ячейки памяти; он может получить всего один байт. NOR используется для хранения операционных систем сотовых телефонов; он также используется в компьютерах для программы BIOS, которая запускается при запуске.

Флэш-память NAND последовательно считывает и записывает на высокой скорости, обрабатывая данные небольшими блоками, называемыми страницами. Эта вспышка используется в твердотельных и USB-накопителях, цифровых фотоаппаратах, аудио- и видеоплеерах, телевизионных приставках. Флэш-память NAND читает быстрее, чем записывает, быстро передавая целые страницы данных. Менее дорогая, чем флэш-память NOR, технология NAND предлагает более высокую емкость для кремния того же размера.

По мере износа микросхемы NAND операции стирания/программирования значительно замедляются, что приводит к увеличению числа повторных попыток и переназначению поврежденных блоков. Перемещение множества небольших файлов может еще больше снизить скорость передачи. Катастрофический сбой происходит только при длительном использовании (после тысяч операций записи и доступа); периодическое резервное копирование и замена предотвращают эту проблему.

Flash-приложения

USB-накопители. Представленные в 2002 году USB-накопители заключают в себе флэш-память с контроллером памяти в небольшом корпусе, обеспечивающем высокую емкость, высокую скорость передачи, гибкость и удобство; некоторые функции имеют встроенное аппаратное шифрование и защиту паролем. По сравнению с дисководами для гибких дисков или оптическими дисками USB-накопители хранят больше данных и обеспечивают удобную передачу файлов между большинством устройств с интерфейсом USB.

Хотите еще?

В декабре 2004 г. Computerworld сообщил, что флэш-накопитель емкостью 2 ГБ продавался более чем за 400 долларов США. в настоящее время устройства на 2 ГБ обычно можно найти менее чем за 10 долларов. В феврале этого года Kingston Technology Corp. объявила о поступлении в продажу в США флэш-накопителя емкостью 256 ГБ — самого большого на сегодняшний день — по цене 1100 долларов США.

Карты памяти: они эволюционировали от карт CompactFlash размером со спичечный коробок, представленных в 1994 году, до карт Secure Digital размером с почтовую марку 2001 года до новейших карт miniSD и microSD с более высокой емкостью и более высокой скоростью передачи на каждом этапе.

Твердотельные накопители. Новейшее применение флэш-памяти, твердотельные накопители могут заменить жесткий диск компьютера. У них нет движущихся частей, поэтому вероятность механических повреждений практически нулевая. Твердотельные накопители тише и меньше, чем жесткие диски, и они обеспечивают более быстрое время отклика, доступа и загрузки, но потребляют гораздо меньше энергии и меньше нагреваются. Традиционные жесткие диски в настоящее время предлагают большую емкость и более низкую цену, но это, вероятно, изменится. Первоначальные опасения, что конечное число циклов стирания/записи флэш-памяти будет проблемой, ослабевают, поскольку гарантии на твердотельные накопители на основе флэш-памяти приближаются к гарантиям на жесткие диски.

Читайте также: