USB-флеш-накопитель

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Запрос «Флешка» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
USB 2.0 Flash Drive
1 — USB-коннектор; 2 — микроконтроллер; 3 — контрольные точки; 4 — микросхема флеш-памяти; 5 — кварцевый резонатор; 6 — светодиод; 7 — переключатель «защита от записи»; 8 — место для дополнительной микросхемы памяти

USB-флеш-накопитель (разг. флешка[1], ранее — флэшка) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB, пришедшее на замену гибким магнитным дискам (дискетам) и оптическим дискам. Флеш-накопители USB обычно являются съёмными и перезаписываемыми, и физически намного меньше, чем оптический диск. Большинство весит менее 25 грамм. USB-накопители часто используются для тех же целей, для которых когда-то использовались гибкие диски или компакт-диски; то есть для хранения, резервного копирования данных и передачи компьютерных файлов. Они меньше, быстрее, имеют гораздо бóльшую ёмкость и более прочны и надежны, потому что у них нет движущихся частей. К тому же, для чтения и записи не требуются дисководы. Кроме того, они невосприимчивы к магнитным полям (в отличие от флоппи-дисков) и не подвергаются воздействию поверхностных царапин (в отличие от компакт-дисков). Единственным минусом является риск потери данных при воздействии рентгеновского излучения, однако современные интроскопы облучают груз очень кратковременными импульсами излучения, так что при процедуре досмотра в аэропорту, в метро, на вокзале риск потери и повреждения данных минимален.

Описание

Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (Live USB) и др.

Основные компоненты флешки:

  • USB-интерфейс (чаще USB 2.0 или 3.0 Стандарт-А, иногда microUSB) — обеспечивает физическое соединение с компьютером.
  • Контроллер — небольшой микроконтроллер со встроенными ROM и RAM[2].
  • NAND - чип флеш-памяти — хранит основную информацию.
  • Осциллятор — генерирует синхронизирующий сигнал (12 MHz) для шины USB.

На большинстве флешек повсеместно используются файловые системы семейства FAT. В зависимости от размера накопителя применяются FAT16, FAT32 или exFAT. Для флешек размером 64 ГБ и более используются NTFS или exFAT.

Дизайн

Обычно устройство имеет вытянутую форму и съёмный колпачок, прикрывающий вилку; иногда прилагается шнур для ношения на брелоке. Современные флешки имеют самые разные размеры и способы защиты разъёма, а также «нестандартный» внешний вид (армейский нож, часы и т. п.) и различные дополнительные возможности (например, ввод пин-кода, проверку отпечатка пальца и т. п.). Обычный размер — 3—5 см, вес — меньше 60 г.

Некоторые варианты дизайна USB-флеш-накопителей:

  • Простая форма, фиксированный USB-разъём
    Простая форма, фиксированный USB-разъём
  • Простая форма, выдвигающийся USB-разъём
    Простая форма, выдвигающийся USB-разъём
  • Декоративный внешний вид корпуса (имитация суши)
    Декоративный внешний вид корпуса (имитация суши)
  • Инкрустированная бриллиантами флешка Uniq
    Инкрустированная бриллиантами флешка Uniq
  • С USB-разъёмом типа А и microUSB-разъёмом типа B (для подключения к смартфонам, планшетам и т. д.)
    С USB-разъёмом типа А и microUSB-разъёмом типа B (для подключения к смартфонам, планшетам и т. д.)
  • Миниатюрных размеров с цельнозалитым корпусом и без металлической рамки USB-разъёма типа А
    Миниатюрных размеров с цельнозалитым корпусом и без металлической рамки USB-разъёма типа А
  • Накопители с комбинированными интерфейсами USB-флеш и Secure Digital
    Накопители с комбинированными интерфейсами USB-флеш и Secure Digital

История

Первые USB-флеш-накопители появились в 2000 году. С 1998 по 2000 годы ряд компаний и отдельных лиц заявляли о своём первенстве в их изобретении[3].

Согласно многим источникам[4][], первый патент на USB-флеш-накопитель был зарегистрирован в апреле 1999 года в США сотрудниками израильской компании M-Systems Амиром Баном, Довом Мораном и Ораном Огданом. При этом сам накопитель был представлен гораздо позднее, в сентябре 2000 года. Флешку назвали DiskOnKey, в США она продавалась совместно с IBM и несла на борту логотип американской корпорации. Первая флешка обладала 8 Мб памяти и стоила 50$, к концу года вышли модели на 16 Мб и 32 Мб (100$). Однако еще ранее, в феврале 2000 года на выставке CeBIT в Германии, сингапурская компания Trek Technology представила свою разработку ThumbDrive (объёмом 8 Мб), повторяющую патент от M-Systems. Это привело к судебным разбирательствам в результате которых Trek Technology смогла доказать своё первенство в Сингапуре, но проиграла иски, поданные в других странах. Китайская компания Netac Technology также претендовала на первенство в изобретении USB-флеш-накопителя.

Преимущества и недостатки

Сравнение размеров 3,5-дюймовой дискеты и USB-флеш-накопителя
Картридер имеет вид флешки и позволяет читать карты памяти различных форматов
Преимущества
  • Малый вес, бесшумность работы и портативность.
  • Универсальность: современные компьютеры, телевизоры, DVD- и медиа-проигрыватели имеют USB-порты.
  • Низкое энергопотребление (благодаря отсутствию механических систем, в отличие от CD, DVD, BD и жёстких дисков)
  • Работоспособность в широком диапазоне температур.
  • Более устойчивы к механическим воздействиям (вибрации и ударам), а также к воздействию магнитных полей по сравнению с жёсткими дисками.
  • Не подвержены воздействию царапин и пыли, которые были проблемой для оптических носителей и дискет.
  • Способны сравнительно длительно хранить данные в автономном режиме (не требуя питания), от единиц до 10 лет. В худшем случае (дешёвый накопитель с большим износом) хранение данных обеспечивается в течение 3—5 месяцев[5].
Недостатки
  • Ограниченное число циклов записи-стирания перед выходом из строя. Чипы памяти, сделанные по технологии MLC (большинство), чаще всего выдерживают не более 5000 циклов перезаписи[6]. Кроме этого, ограничен ресурс USB-коннектора — около 1500 подключений[7].
  • Скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью USB, что особенно сильно проявляется для USB 2.0 (не более 35 МБ/с)[8].
  • В отличие от компакт-дисков, имеют недостатки, свойственные любой электронике:
    • чувствительны к электростатическому разряду — обычное явление в быту, особенно зимой;
    • чувствительны к радиации.
  • Несимметричность интерфейса при симметрично выглядящем разъёме, отчего подключить сразу получается не всегда. Недостаток многих разъёмов, проявившийся для USB вообще, а для флешек особенно — из-за частого подключения-отключения. Похожий недостаток — у ключей, устраняемый симметричной бородкой. Однако данная проблема в будущем будет устранена благодаря симметричному разъёму USB Type-C.

Безопасность

Флеш-накопитель — это один из самых распространённых носителей данных на сегодня. Вследствие включённой по умолчанию возможности одной из наиболее распространённых операционных систем — Windows (начиная с Windows 95[9]) — позволять автозапуск со сменных носителей, флеш-накопители способствуют распространению вирусов в среде Windows при обмене информацией.

В качестве аппаратных решений этой проблемы существуют следующие решения — блокировка с помощью спец. ПО[10], флеш-накопители с системой защиты от записи (чаще всего реализуется в виде механического переключателя, разрешающего или запрещающего запись на накопитель).

Из-за утери флеш-накопителя с конфиденциальной информацией под угрозой может оказаться личная жизнь владельца. Для решения этой проблемы применяется стороннее криптографическое программное обеспечение (например, FreeOTFE). Некоторые флеш-накопители оборудованы системой шифрования, реализованной на аппаратном уровне[11].

Восстановление данных с USB-флеш

Методика восстановления данных с неисправного USB-флеш накопителя состоит из нескольких этапов:

  • Первый этап — это выпаивание микросхем памяти. Это необходимо сделать, потому что когда флешка выходит из строя, то чип памяти перестаёт быть доступным через USB интерфейс. При этом флешка может даже определяться в компьютере, но показывать, что у неё нулевой объём. Это происходит, потому что контроллер USB-флеш исправен, а доступа к микросхеме памяти у него нет из-за её повреждения. Единственным способом считать данные с повреждённой NAND микросхемы памяти является считывание полного дампа (образа) этой микросхемы. Это возможно сделать только по контактам микросхемы, установив её в специальный считыватель (ридер) программно-аппаратного комплекса;
  • Второй этап — это считывания дампов (образов) с каждой из микросхем памяти USB-флеш накопителя. Микросхемы памяти изготавливаются в корпусах разного типа и размера. Для различных корпусов микросхем существуют соответствующего типа адаптеры (переходники). Адаптеры подключаются к основному блоку программно-аппаратного комплекса;
  • Завершающим этапом работ по восстановлению данных с USB-флешки является сборка полученных дампов микросхем в единый образ: определяется тип ECC (код коррекции ошибок) и подбирается XOR. После чего появляется доступ к файловой системе с привычной для всех пользователей структурой файлов и каталогов[12];

В искусстве

См. также

Ссылки

Примечания

  1. ↑ Подборка словарей и ответов на портале Грамота.ру. Дата обращения: 18 июня 2021. Архивировано 24 июня 2021 года.
  2. ↑ Восстановление USB-флеш-накопителя и прошивка его контроллера. lifevinet.ru (10 августа 2012). Дата обращения: 2 июля 2014. Архивировано 25 июня 2014 года.
  3. ↑ nikto732. История изобретения USB флешки. Кто придумал и когда. Дата обращения: 27 октября 2021. Архивировано 27 октября 2021 года.
  4. ↑ Флеш-накопитель USB 1 GB - Политехнический музей. Дата обращения: 27 сентября 2021. Архивировано 27 сентября 2021 года.
  5. ↑ Solid State Drive (SSD) FAQ Архивная копия от 8 октября 2013 на Wayback Machine // Dell: «6. I have unplugged my SSD drive and put it into storage. How long can I expect the drive to retain my data without needing to plug the drive back in? … In MLC and SLC, this can be as low as 3 months and best case can be more than 10 years»
  6. ↑ AnandTech - Kingston HyperX 3K (240GB) SSD Review. Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
  7. ↑ USB Powered Gadgets and more. Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
  8. ↑ Walton Chaintech оснастила USB-накопитель интерфейсом eSATA. Дата обращения: 4 августа 2009. Архивировано 7 марта 2010 года.
  9. ↑ Michael Horowitz. Autorun and Autoplay: screwed by terminology. Computerworld (29 ноября 2009). — «Autorun was introduced back in Windows 95 and the living embodiment of it, is a configuration file in the root directory of removable media (CDs, USB flash drives, external hard drives, etc.) called autorun.inf.» Архивировано 25 мая 2013 года.
  10. ↑ Один из вариантов программной защиты данных. Дата обращения: 11 мая 2013. Архивировано 13 мая 2013 года.
  11. ↑ Флешка Netac U618 32GB с аппаратным шифрованием данных. Дата обращения: 19 мая 2018. Архивировано 20 мая 2018 года.
  12. ↑ Как мы восстанавливаем данные с флешки. itHelp.ru (15 марта 2021). Дата обращения: 15 декабря 2022. Архивировано 15 декабря 2022 года.