Do tej pory dyski flash są najpopularniejszym zewnętrznym nośnikiem pamięci. W przeciwieństwie do dysków optycznych i magnetycznych (odpowiednio CD / DVD i dysków twardych), dyski flash są bardziej kompaktowe i odporne na uszkodzenia mechaniczne. A z powodu osiągniętej zwartości i stabilności? Zobaczmy!

Z czego składa się pendrive i jak

Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że wewnątrz napędu flash nie ma ruchomych części mechanicznych, które mogą cierpieć z powodu upadków lub wstrząsów. Osiąga się to dzięki konstrukcji - bez obudowy ochronnej napęd flash USB jest płytką drukowaną, do której jest przylutowane złącze USB. Spójrzmy na jego składniki.

Główne składniki

Komponenty większości dysków flash można podzielić na podstawowe i dodatkowe.

Główne elementy napędu flash
Najważniejsze z nich to:

  1. Chipy NAND;
  2. kontroler;
  3. rezonator kwarcowy.
  4. Złącze USB

Pamięć NAND
Napęd działa poprzez pamięć NAND: układy półprzewodnikowe. Chipy tej pamięci są, po pierwsze, bardzo kompaktowe, a po drugie - bardzo pojemne: jeśli początkowo dyski flashowe tracą rozmiar do zwykłych dysków optycznych w tym czasie, teraz nawet dyski Blu-Ray mają większą pojemność. Pamięć taka, między innymi, jest również nieulotna, to znaczy nie wymaga źródła zasilania do przechowywania informacji, w przeciwieństwie do układów pamięci RAM utworzonych przy użyciu podobnej technologii.
Chipy RAM
Jednak pamięć NAND ma jedną wadę w porównaniu z innymi typami urządzeń pamięci. Faktem jest, że okres użytkowania tych układów jest ograniczony do pewnej liczby cykli przepisywania (kroki do odczytu / zapisu informacji w komórkach). Średnio liczba cykli odczytu i zapisu wynosi 30 000 (w zależności od typu układu pamięci). Wydaje się, że jest to niesamowita ilość, ale w rzeczywistości to około 5 lat intensywnego użytkowania. Jednak nawet po osiągnięciu limitu dysk flash może być nadal używany, ale tylko do odczytu danych. Ponadto, ze względu na swój charakter, pamięć NAND jest bardzo podatna na udary elektryczne i wyładowania elektrostatyczne, dlatego należy trzymać ją z dala od źródeł podobnych zagrożeń.

Kontroler
Pod numerem 2 na rysunku na początku artykułu znajduje się niewielki chip - kontroler, narzędzie komunikacji między pamięcią flash a podłączonymi urządzeniami (komputery osobiste, telewizory, radia samochodowe itp.).
Napędy flash mikrokontrolera na płytce drukowanej
Kontroler (zwany inaczej mikrokontrolerem) jest miniaturowym prymitywnym komputerem z własnym procesorem i pewną ilością pamięci RAM używanej do buforowania danych i celów serwisowych. Zgodnie z procedurą aktualizacji oprogramowania układowego lub BIOS-u rozumie się tylko aktualizację oprogramowania mikrokontrolera. Jak pokazuje praktyka, najczęstszą awarią dysków flash jest awaria kontrolera.

Kwarcowy rezonator
Ten komponent to maleńki kryształ kwarcowy, który jak w zegarze elektronicznym wytwarza harmoniczne drgania o pewnej częstotliwości. W napędach flash rezonator służy do komunikacji między kontrolerem, pamięcią NAND i dodatkowymi komponentami.
Rezonator na dysku flash PCB
Ta część pamięci flash jest również narażona na uszkodzenia i, w przeciwieństwie do problemów z mikrokontrolerem, prawie niemożliwe jest ich samodzielne rozwiązanie. Na szczęście w nowoczesnych napędach rezonatory zawodzą stosunkowo rzadko.

Złącze USB
W przeważającej większości przypadków nowoczesny dysk flash USB jest wyposażony w złącze USB 2.0 typu A, które jest zorientowane na odbiór i transmisję. Najnowsze napędy korzystają z USB 3.0 typu A i typu C.

Typy złącz USB

Dodatkowe składniki

Oprócz wyżej wymienionych głównych komponentów urządzenia pamięci flash, producenci często dostarczają im opcjonalne elementy, takie jak: wskaźnik LED, przełącznik ochrony przed zapisem i niektóre funkcje specyficzne dla niektórych modeli.

Wskaźnik LED
Wiele dysków flash ma małą, ale raczej jasną diodę LED. Jest przeznaczony do wizualnego wyświetlania aktywności napędu flash (zapisu lub odczytu informacji) lub jest po prostu elementem projektu.
Kontrolka dla dysków flash
Ten wskaźnik często nie przenosi żadnego obciążenia funkcjonalnego dla samego napędu flash i jest potrzebny, w rzeczywistości, tylko dla wygody użytkownika lub dla urody.

Przełącznik zabezpieczenia przed zapisem
Ten element jest bardziej typowy dla kart SD, chociaż czasami występuje na urządzeniach pamięci masowej USB. Te ostatnie są często używane w środowisku korporacyjnym jako nośniki różnych informacji, w tym ważnych i poufnych. Aby uniknąć incydentów związanych z przypadkowym usunięciem takich danych, producenci dysków flash w niektórych modelach używają przełącznika zabezpieczającego: rezystora, który po podłączeniu do obwodu zasilania urządzenia pamięciowego zapobiega dostaniu się prądu elektrycznego do komórek pamięci.
Przełącznik zabezpieczenia przed zapisem
Podczas próby zapisu lub usunięcia informacji z napędu, w którym włączono ochronę, system operacyjny wyświetli ten komunikat.

Przykładowy komunikat ochrony przed zapisem

Podobnie ochrona jest realizowana w tak zwanych kluczach USB: dyskach flash, które zawierają certyfikaty bezpieczeństwa niezbędne do poprawnego działania określonego oprogramowania.

Ten element również może się zepsuć, co powoduje irytującą sytuację - urządzenie wydaje się działać, ale nie można go użyć. Mamy materiał na naszej stronie, który może pomóc rozwiązać ten problem.

Więcej szczegółów: Jak usunąć ochronę zapisu na dysku flash

Unikalne komponenty

Należą do nich na przykład obecność złączy Lightning, microUSB lub Type-C: dyski flash z obecnością tych przeznaczonych do użytku, w tym na smartfonach i tabletach.

Zobacz także: Jak podłączyć dysk flash USB do smartfona na Androida lub iOS

Istnieją dyski z maksymalną ochroną zapisanych danych - mają wbudowaną klawiaturę do wprowadzania hasła numerycznego.
Przykładowy dysk flash USB z zabezpieczeniem hasłem
W rzeczywistości jest to bardziej zaawansowana wersja wyżej wymienionego przełącznika ochrony przed nadpisaniem.

Zalety dysków flash:

  • niezawodność;
  • duża pojemność;
  • zwartość;
  • odporność na naprężenia mechaniczne.

Wady dysków flash:

  • kruchość składników;
  • ograniczona żywotność;
  • podatność na spadki napięcia i wyładowania statyczne.

Podsumowując - z technicznego punktu widzenia pamięć flash jest dość skomplikowana. Jednak ze względu na strukturę półprzewodnikową i miniaturę elementów konstrukcyjnych uzyskuje się wysoką odporność na obciążenia mechaniczne. Z drugiej strony dyski flash, zwłaszcza z ważnymi danymi, muszą być chronione przed spadkami napięcia lub elektrycznością statyczną.