Как информация хранится на флешке?

Обновлено: 20.11.2024

Флэш-накопители — это удобные персональные устройства с большим объемом памяти. Они также известны как ThumbDrives, ключевые диски, джамп-диски и флеш-накопители. Эти накопители подключаются к портам USB (универсальная последовательная шина) перед использованием. Флэш-накопители имеют емкость от 32 МБ до 2 ГБ. Вот как использовать флэш-накопитель для хранения данных.

Хранение файлов на ПК

Определите точный объем необходимого хранилища данных. Вы можете найти это, щелкнув правой кнопкой мыши «Мой компьютер» и нажав кнопку «Свойства». Он покажет вам точный размер оперативной памяти. Это поможет вам определить размер флэш-накопителя, который вы должны использовать.

Обратите внимание, что большинство флэш-накопителей подключаются к новейшим операционным системам ПК по принципу plug-n-play. Вставьте флэш-накопитель в USB-порт вашего процессора. Подождите, пока система обнаружит диск.

Перейдите в "Мой компьютер". Найдите значок флешки и нажмите на него. Это откроет содержимое диска.

Откройте расположение файлов/папок, которыми вы хотите поделиться, с помощью флэш-накопителя. Скопируйте или перетащите файлы, которые вы хотите сохранить на флешке, в ее папку.

Ищите знак "плюс" (+) на значке флэш-накопителя, если вы передаете файлы, не открывая папку на накопителе. Отпустите кнопку мыши, как только появится знак плюс (+). Это означает, что данные теперь скопированы на ваш флэш-накопитель.

Убедитесь, что данные/файл сохранены, дважды щелкнув имя файла в окне проводника флэш-накопителя.

Не отсоединяйте накопитель напрямую от машины после завершения сохранения файлов, так как это может привести к искажению данных.

Перейдите к значку «Безопасное извлечение устройства», расположенному в нижней части панели задач Windows. Когда закончите, нажмите "Извлечь" или "Безопасное извлечение устройства".

Нажмите "Стоп". Подождите, пока не появится сообщение «Теперь можно безопасно удалить оборудование». Отключите флэш-накопитель от USB-порта, так как файлы/папки были правильно сохранены.

Хранение файлов на Mac

Определите объем данных, которые необходимо передать. Это поможет вам определить подходящий размер флэш-накопителя.

Подключите флэш-накопитель к USB-порту ЦП. Найдите значок USB-накопителя на рабочем столе.

Откройте расположение файлов/папок, которыми вы хотите поделиться, на флэш-накопителе. Скопируйте или перетащите файлы, которые вы хотите сохранить на флешке, в ее папку.

Убедитесь, что данные/файл сохранены, дважды щелкнув имя файла в окне проводника флэш-накопителя.

Не отсоединяйте накопитель от машины сразу же после завершения сохранения файлов, так как это может привести к искажению данных.

Перетащите значок флешки на значок «Корзина». Значок корзины изменится на "Извлечь".

Извлеките флешку после того, как ее значок исчезнет с рабочего стола.

Создайте новую папку на флэш-накопителе и дайте ей имя, например "Сохраненные файлы" или "Резервные копии". Это предотвратит редактирование файлов без предварительного уведомления. Во время использования флешка светится красным/синим светом. Перед отключением убедитесь, что свет не горит. Используйте удлинительный кабель USB для подключения флэш-накопителя, если вы не можете получить доступ к порту USB на компьютере.

Чип флэш-памяти NAND является ядром флэш-накопителя. На нем хранится наша информация. Чтобы оценить его технологию, мы должны понять несколько концепций.

Память

С точки зрения непрофессионала, память — это объект, который позволяет нам «выборочно сохранять или выборочно извлекать… биты информации» (Cressler 142). Существуют две основные формы электронной памяти (там же):

Память жесткого диска
Полупроводниковая память на основе транзисторов

Флешка относится ко второй категории памяти. Откуда нам это знать? По сути, жесткий диск содержит подвижные части. Вот почему жесткий диск нашего компьютера издает звуки, и мы можем чувствовать его движение, когда кладем руки на металлический корпус компьютера. Однако «транзисторы» работают электрически. Это означает, что нам не нужны движущиеся части, а флешки становятся более прочными и крепкими. Подумайте об этом: вы можете уронить флешку, не беспокоясь о потере данных, в отличие от падения ноутбука.

Есть также два типа электронных воспоминаний:

Нестабильный (временный)
Энергонезависимый (полупостоянный)

Изменчивая память означает, что она временная. После отключения питания сохраненные данные исчезают. Энергонезависимая означает, что информация, сохраненная на чипе, не исчезнет, если флэш-накопитель перестанет работать.(Подумайте о таких технологиях, как телевизор, для работы которого требуется постоянный источник питания. Если вы отключите источник питания, мы немедленно потеряем изображение и звук.)

По сути, память флэш-накопителя является транзисторной и энергонезависимой. Таким образом, на флэш-накопителе нет движущихся частей, а информация, хранящаяся на микросхеме флэш-памяти NAND, остается полупостоянной (пока вы не удалите/не отредактируете файл).

Почему флэш-память NAND называется «NAND»?

Проще говоря, существует две формы флэш-памяти:

NOR Flash (параллельно)
Флэш-память NAND (последовательно)

Флэш-память NAND получила свое название из-за расположения ячеек памяти. Потому что ячейки памяти соединены последовательно. В результате NAND является наименее гибким по сравнению с параллельными соединениями флэш-памяти NOR. Хотя NAND менее гибкая, она дешевле в производстве. Поэтому в большинстве наших флэш-накопителей используется технология флэш-памяти NAND.

Ниже показано расположение флэш-памяти NAND на микросхеме:

Он выглядит сложным, но обратите внимание на схему подключения. Как упоминалось выше, ячейки флэш-памяти NAND соединены последовательно. Для наших учебных целей достаточно знать, что ячейки флэш-памяти расположены последовательно. Более важная часть нашего понимания заключается в том, как функционирует ячейка флэш-памяти NAND.

Чтобы понять, что происходит, когда мы сохраняем файл на флешку, давайте увеличим масштаб ячейки флэш-памяти NAND на картинке ниже:

Вот еще один взгляд на ячейку флэш-памяти:

Чтобы оценить технологию флэш-памяти, мы должны понять функцию двух транзисторов, известных как «управляющий затвор» и «плавающий затвор».

Флэш-память построена на поликремниевой структуре с плавающим затвором (MOSFET — метаоксидно-полупроводниковый полевой транзистор). МОП-транзистор лежит в основе многих устройств памяти, в том числе флэш-накопителей.

Плавающие ворота (где хранятся данные флешки)

Плавающие ворота — это место, где записываются все наши данные.

Как следует из названия, он парит над «кремниевой подложкой р-типа». Плавающий затвор изолирован от подложки тонким оксидным слоем толщиной около 10 нм. Эта изоляция необходима для того, чтобы уровень с плавающими затворами мог хранить заряды (или данные). (Хуршудов 231)

Контрольные ворота

Контрольные ворота, как следует из названия, контролируют поток зарядов между «Источником» и «Сливом». Может быть полезно подумать о направлении — заряды текут от Источника к Утечке (как следует из названия, «истощают» заряды).

Для упрощения, когда я говорю о «Затратах», думайте об этом как о «данных» наших программ/файлов/изображений и т. д., которые мы хотим сохранить на флэш-накопителе.

Плавающие ворота, как уже упоминалось, — это место, где записываются все наши данные/платежи. Он покрыт токопроводящим материалом (тонким оксидным слоем), который служит для защиты данных, хранящихся на нем.

Сохранение данных на флешку [запись]:

Когда мы хотим сохранить файл на флэш-накопителе, к управляющему затвору прикладывается напряжение, которое затем отправляет электроны из источника в сток. В процессе течения электроны набирают энергию для проникновения через оксидный слой и накапливаются в плавающем затворе. В результате плавающий затвор образует отрицательный заряд (то есть данные записываются на затвор)

Помните, плавающий затвор покрыт непроводящим материалом, верно? Это означает, что даже когда мы отключаем флешку, данные надежно сохраняются на плавающих воротах. Кроме того, помните, мы говорили о флэш-накопителе с энергонезависимой памятью (или полупостоянной памятью)? Да, поскольку плавающие ворота покрыты непроводящей памятью, они образуют защитный кокон вокруг наших данных. В результате данные не потеряются даже при отсутствии питания!

Удаление данных на флешке [стирание]:

Если заряженный плавающий затвор содержит наши данные, то удаление данных на флешке достигается путем снятия заряда с плавающего затвора. Технология флэш-памяти NAND достигает этого: путем подачи высокого напряжения на источник.Положительный заряд источника заставляет отрицательно заряженные электроны двигаться от отрицательно заряженного плавающего затвора к источнику. В результате заряженные плавающие ворота, в которых хранятся наши данные, теряют свой заряд (и данные). Наши данные на флешке, таким образом, стерты/удалены.

Преимущества технологии флэш-памяти NAND:

Огромные объемы данных могут храниться на плавающих воротах.
Данные, хранящиеся на плавающих воротах, могут храниться годами (некоторые могут храниться в течение десяти лет) [энергонезависимая]
Флэш-память NAND можно стирать и перезаписывать до 1 000 000 циклов (это больше, чем нужно обычному пользователю). Почему это важно? Думайте о флэш-памяти как о листе бумаги. Когда вы что-то на нем пишете и хотите стереть, вам приходится пользоваться ластиком и удалять пометки. Это постоянное повторение написания и стирания в конечном итоге изнашивает бумагу. Итак, когда у вас есть 1 000 000 циклов, вы можете быть уверены, что ваши данные в безопасности!

Данные, хранящиеся на USB-накопителе, защищены даже без источника питания благодаря оксидному слою плавающих ворот, который действует как защитный кокон. Когда мы сохраняем данные, мы отправляем возбужденные электроны/данные на плавающие ворота для записи. Когда мы удаляем данные, мы притягиваем электроны/данные от плавающих ворот.

Кресслер, Дж. Д. Silicon Earth: Introduction to the Microelectronics and Nanotechnology Revolution. США: Издательство Кембриджского университета. 2009. Печать.

Хуршудов, А. Основное руководство по компьютерному хранению данных. США: Prentice-Hall PT. 2001. Печать

Мы храним и передаем на наши компьютеры все типы файлов: цифровые фотографии, музыкальные файлы, текстовые документы, PDF-файлы и множество других форм мультимедиа. Но иногда жесткий диск вашего компьютера находится не совсем там, где вам нужна информация. Если вы хотите делать резервные копии файлов, хранящихся вне вашей системы, или если вы беспокоитесь о своей безопасности, портативные устройства хранения данных, использующие тип электронной памяти, называемой флэш-памятью, могут быть правильным решением.

Электронная память представлена в различных формах и служит для самых разных целей. Флэш-память используется для простого и быстрого хранения информации в компьютерах, цифровых камерах и домашних игровых консолях. Он используется больше как жесткий диск, чем как оперативная память. Фактически, флэш-память известна как твердотельное запоминающее устройство, что означает отсутствие движущихся частей — все электронное, а не механическое.

Вот несколько примеров флэш-памяти:

Микросхема BIOS вашего компьютера
CompactFlash (чаще всего используется в цифровых камерах)
SmartMedia (чаще всего используется в цифровых камерах)
Memory Stick (чаще всего используется в цифровых камерах)
Карты памяти PCMCIA Type I и Type II (используемые в качестве твердотельных дисков в ноутбуках)
Карты памяти для игровых консолей

Флэш-память — это разновидность микросхемы EEPROM, которая расшифровывается как Electronicly Erasable Programmable Read Only Memory. Он представляет собой сетку из столбцов и строк с ячейкой с двумя транзисторами на каждом пересечении (см. изображение ниже).

Два транзистора отделены друг от друга тонким оксидным слоем. Один из транзисторов называется плавающим затвором, а другой — управляющим затвором. Единственная связь плавающих ворот со строкой или строкой слов проходит через управляющие ворота. Пока эта связь существует, ячейка имеет значение 1. Чтобы изменить значение на 0, требуется любопытный процесс, называемый туннелированием Фаулера-Нордхейма.

В этой статье мы узнаем, как работает флэш-память, и рассмотрим некоторые формы, которые она принимает, и типы устройств, в которых она используется. Далее мы поговорим подробнее о туннелировании.

Флэш-память: туннелирование и стирание

Туннелирование используется для изменения положения электронов в плавающем затворе. На плавающие затворы подается электрический заряд, обычно от 10 до 13 вольт. Заряд поступает от столбца или битовой линии, входит в плавающие ворота и стекает на землю.

Этот заряд заставляет транзистор с плавающим затвором действовать как электронная пушка. Возбужденные электроны проталкиваются и задерживаются на другой стороне тонкого оксидного слоя, придавая ему отрицательный заряд. Эти отрицательно заряженные электроны действуют как барьер между управляющим затвором и плавающим затвором. Специальное устройство, называемое датчиком ячейки, отслеживает уровень заряда, проходящего через плавающий затвор. Если поток через вентиль выше 50-процентного порога, он имеет значение 1. Когда проходящий заряд падает ниже 50-процентного порога, значение меняется на 0. В пустой EEPROM все вентили полностью открыты, присваивая каждой ячейке значение 1.

Электроны в ячейках чипа флэш-памяти могут быть возвращены в нормальное состояние ("1") приложением электрического поля, заряда более высокого напряжения.Флэш-память использует внутрисхемную проводку для приложения электрического поля либо ко всей микросхеме, либо к заранее определенным частям, известным как блоки. Это стирает целевую область чипа, которую затем можно перезаписать. Флэш-память работает намного быстрее, чем традиционные EEPROM, потому что вместо того, чтобы стирать по одному байту, она стирает блок или всю микросхему, а затем перезаписывает ее.

Вы можете подумать, что в вашем автомобильном радио есть флэш-память, поскольку вы можете запрограммировать предустановки, и радио их запоминает. Но на самом деле он использует флэш-память. Разница в том, что флэш-память должна иметь некоторую мощность для поддержания своего содержимого, в то время как флэш-память будет поддерживать свои данные без какого-либо внешнего источника питания. Несмотря на то, что вы выключили питание, автомобильный радиоприемник потребляет небольшой ток для сохранения данных во флэш-памяти. Вот почему радио потеряет свои настройки, если у вас разрядится автомобильный аккумулятор или отсоединится провод.

Как работает память компьютера
Как работает оперативная память
Как работает виртуальная память
Как работает ПЗУ
Как работает съемный накопитель
Как работает BIOS

Съемные карты флэш-памяти

Есть несколько причин использовать флэш-память вместо жесткого диска:

В нем нет движущихся частей, поэтому он бесшумный.
Это обеспечивает более быстрый доступ.
Он меньше по размеру и легче.

Так почему бы нам просто не использовать флэш-память для всего? Потому что стоимость одного мегабайта для жесткого диска значительно дешевле, а емкость существенно больше.

Твердотельная карта для гибких дисков (SSFDC), более известная как SmartMedia, изначально была разработана Toshiba. Карты SmartMedia доступны емкостью от 2 МБ до 128 МБ. Сама карта довольно маленькая, примерно 45 мм в длину, 37 мм в ширину и менее 1 мм в толщину.

Как показано ниже, карты SmartMedia чрезвычайно просты. Плоский электрод соединен с микросхемой флэш-памяти соединительными проводами. Микросхема флэш-памяти, плоский электрод и соединительные провода залиты смолой с использованием технологии, называемой формованием тонкого корпуса (OMTP). Это позволяет интегрировать все в один корпус без необходимости пайки.

Модуль OMTP приклеивается к базовой карте для создания фактической карты. Электропитание и данные передаются электродом на микросхему флэш-памяти, когда карта вставлена в устройство. Скошенный угол указывает на требования к питанию карты SmartMedia. Глядя на карту электродом вверх, если выемка находится с левой стороны, карте требуется 5 вольт. Если выемка находится с правой стороны, требуется 3,3 В.

Карты SmartMedia стирают, записывают и считывают память небольшими блоками (с шагом 256 или 512 байт). Такой подход означает, что они способны работать быстро и надежно, позволяя вам указать, какие данные вы хотите сохранить. Они менее надежны, чем другие формы съемных твердотельных хранилищ, поэтому вы должны быть очень осторожны при обращении с ними и их хранении. Из-за новых карт меньшего размера с большей емкостью памяти, таких как карты xD-Picture и карты Secure Digital, Toshiba фактически прекратила производство карт SmartMedia, поэтому их теперь трудно найти.

Карты CompactFlash были разработаны Sandisk в 1994 году и отличаются от карт SmartMedia двумя важными аспектами:

Они толще.
Они используют микросхему контроллера.

CompactFlash состоит из небольшой печатной платы с микросхемами флэш-памяти и специальной микросхемы контроллера, заключенных в прочный корпус, который толще карты SmartMedia. Карты CompactFlash имеют ширину 43 мм и длину 36 мм и бывают двух толщин: карты типа I имеют толщину 3,3 мм и карты типа II — 5,5 мм.

Карты CompactFlash поддерживают двойное напряжение и могут работать при напряжении 3,3 В или 5 В.

Увеличенная толщина карты обеспечивает больший объем памяти, чем карты SmartMedia. Размеры CompactFlash варьируются от 8 МБ до 100 ГБ. Встроенный контроллер может повысить производительность, особенно в устройствах с медленными процессорами. Корпус и микросхема контроллера увеличивают размер, вес и сложность карты CompactFlash по сравнению с картой SmartMedia.

Получите скидку 10 % на первый случай восстановления данных! Нажмите кнопку, чтобы получить код!

Флэш-память – это форма электронного хранилища краткосрочных и среднесрочных данных. Вы можете найти его на мобильных телефонах, камерах, музыкальных плеерах, планшетах и небольших ноутбуках. Он выполняет свою функцию удобства, но не является идеальным устройством для резервного копирования данных.

Вы узнаете об этом больше, когда мы ответим на вопрос "Как работает флешка?" Он считывает и записывает данные с разной скоростью. Например, диск может читать со скоростью 68 МБ/с и записывать со скоростью 46 МБ/с, если это USB-накопители 3.0, в то время как другой диск с более высокими характеристиками может читать со скоростью 92 МБ/с и записывать со скоростью 70 МБ/с.

Если вам нужна помощь в восстановлении флэш-накопителя, не стесняйтесь обращаться к одному из наших экспертов по восстановлению данных.

Краткая история флэш-памяти

В 1980 году японский инженер доктор Фудзио Масуока изобрел флэш-память, работая в компании Toshiba. Коллега Масуоки, Сёдзи Ариидзуми, предложил название «вспышка», так как оно напомнило ему вспышку фотокамеры. В 1984 году Масуока представил свое изобретение на конференции по интегрированным электронным устройствам в Сан-Хосе, Калифорния.

Корпорация Intel увидела в его изобретении потенциал и в 1988 году решила представить самый первый коммерческий чип флэш-памяти типа NOR.

Работа с флэш-памятью позволила расширить возможности устройств хранения данных нового поколения. Эта новая технология памяти позволила нам хранить данные, даже когда устройство флэш-памяти отключено от источника питания. С тех пор мир стал свидетелем эволюции микросхем флэш-памяти от флэш-памяти на основе NOR к флэш-памяти NAND.

Более того, он стал предпочтительным носителем данных для ряда потребителей, а также для промышленных устройств.

Примеры флэш-памяти

Флэш-память NAND
Флэш-память NAND имеет структуру, отличную от структуры NOR, поскольку к ней обращаются блочные устройства, такие как жесткие диски. Когда вы читаете данные с помощью флэш-памяти NAND, они загружаются в ОЗУ с отображением памяти, что означает, что блок управления памятью необходим для более быстрой передачи и загрузки данных.
Флэш-память NOR
Флэш-память NOR, с другой стороны, работает как традиционное ПЗУ. Он может стирать и записывать функции и команды отображаемой памяти.

Как работает флешка?

Флэш-накопители служат для разных целей: учебные пособия для студентов, компактное хранилище презентаций для корпоративных сотрудников, простота передачи видео для творческих людей и хранение ценных фотографий и цифровых документов для домохозяек.

Именно это имел в виду д-р Масуока, когда работал над самым первым прототипом флэш-накопителя для Toshiba в начале 1980-х годов. Он хотел уменьшить огромные громоздкие устройства хранения данных до того, что помещается на ладони. Он воплотил все это в жизнь, используя передовую технологию, называемую флэш-памятью.

Имейте в виду, что флэш-память считается энергонезависимой. Это означает, что флэш-накопителям не потребуются батарейки для резервного питания. Он очень похож на обычные жесткие диски, только флэш-память USB упрощает процесс хранения и передачи данных.

Как физически работает флэш-накопитель?
Флэш-память NAND имеет структуру, отличную от структуры NOR, поскольку к ней обращаются блочные устройства, такие как жесткие диски. Когда вы читаете данные с помощью флэш-памяти NAND, они загружаются в ОЗУ с отображением памяти, что означает, что блок управления памятью необходим для более быстрой передачи и загрузки данных.
Как работает двойной USB-накопитель?
Недавно компания SanDisk представила миру свой первый двойной USB-накопитель. Двойные USB-накопители — это, по сути, комбинация твердотельных накопителей и жестких дисков. Вы заметите, что он будет работать быстрее, чем жесткий диск, и будет иметь большую емкость, чем твердотельный накопитель, но он намного медленнее, чем твердотельный накопитель, и меньше, чем жесткий диск, с точки зрения емкости хранилища.
Как работает флэш-накопитель на компьютере?
Поскольку для флэш-накопителей не требуются дополнительные драйверы, после подключения они автоматически представляют вашему компьютеру блочную логическую единицу. операционные системы, которые относятся к флэш-накопителям так же, как и к любым другим жестким дискам. Как только он перейдет в режим эмуляции, передача данных между вашим компьютером и флешкой станет намного проще.

Читайте также: