USB atmintinės gali atrodyti paprastos, tačiau jų viduje yra jungtis, valdiklis, NAND atmintis ir laiko grandinės, kurios veikia kartu duomenims saugoti ir apsaugoti. Jų greitis, ištvermė ir saugumas priklauso nuo NAND tipo, failų sistemų ir integruotų funkcijų. Šiame straipsnyje aiškiai paaiškinama kiekviena dalis, technologija ir funkcija.
USB atmintinėview
USB atmintinė atrodo kaip paprasta plastikinė lazda, tačiau po jos apvalkalu yra kompaktiška tiksliai sukurta elektroninė sistema. Viduje jungtis, valdiklis ir NAND atmintis veikia kartu su laiko grandinėmis ir apsauginiu korpusu, kad patikimai saugotų, perkeltų ir apsaugotų duomenis, todėl šie maži įrenginiai yra galingi ir patvarūs kasdieniam naudojimui.
USB atmintinės komponentai
USB jungtis yra matomas kištukas, jungiantis "flash drive" su kompiuteriu ar kitu įrenginiu, leidžiantis perduoti duomenis ir maitinti. Viduje valdiklio lustas veikia kaip smegenys, valdančios, kaip duomenys rašomi, skaitomi ir saugomi. NAND "flash" atmintyje išsaugomi visi failai; Tai nepastovi saugykla, kuri saugo informaciją net ir atjungus diską.
Tai palaiko kristalinis osciliatorius, kuris pateikia tikslius laiko signalus, reikalingus duomenų operacijoms sinchronizuoti. Visos šios dalys montuojamos ant spausdintinės plokštės (PCB), kuri jungia ir organizuoja elektroninius komponentus. Apsauginis apvalkalas apgaubia viską, apsaugodamas jautrią elektroniką nuo fizinių pažeidimų, dulkių ir statinės elektros.
"Flash Drive" valdiklis
Kiekvienos USB atmintinės viduje yra nedidelis lustas, vadinamas valdikliu. Šis lustas yra tarsi vadybininkas, kuris palaiko viską tvarkingai. Be jo disko viduje esanti atmintis negalėtų saugoti ar tvarkyti failų tinkamu būdu.
Valdiklio funkcijos
• Komandų vertimas – paima signalus iš kompiuterio ir paverčia juos instrukcijomis, kuriomis gali vadovautis atmintis.
• Adresų susiejimas – seka, kur išsaugomas kiekvienas duomenų gabalas, todėl reikiamus failus galima greitai rasti.
• Nusidėvėjimo išlyginimas – paskirsto atminties ląstelių naudojimą ir padeda diskui tarnauti ilgiau.
• Klaidų taisymas – patikrina, ar saugomuose duomenyse nėra klaidų, ir, kai įmanoma, jas ištaiso.
• Blogas blokavimas ir valymas – išvengiama pažeistų atminties dalių ir atlaisvinama vietos, kai pašalinami seni duomenys.
NAND blykstės tipai
NAND "flash" atmintis yra įvairių formų, ir kiekvienas tipas savaip subalansuoja greitį, tarnavimo laiką ir kainą. Skirtumas slypi kiekviename langelyje saugomų duomenų bitų skaičiuje. Daugiau bitų viename elemente leidžia didesnį atminties tankį ir mažesnę kainą, tačiau taip pat sumažina ištvermę ir našumą.
| NAND tipas | Bitai viename elemente | Ištvermė (programos / trynimo ciklai) | Greitis |
|---|---|---|---|
| SLC (vieno lygio elementas) | 1 | 50 000–100 000 | Greičiausias |
| MLC (daugiapakopis elementas) | 2 | 3 000–10 000 | Aukštas |
| TLC (trijų lygių ląstelė) | 3 | 1 000–3 000 | Vidutinis |
| QLC (keturių lygių ląstelė) | 4 | 100–1 000 | Mažiausias |
Krištolo osciliatorius "flash drive"
USB atmintinė priklauso nuo tikslaus laiko, kad duomenys būtų perduodami tiksliai ir be klaidų. Šį laiką užtikrina nedidelis komponentas, vadinamas kristaliniu osciliatoriumi. Tai atrodo kaip mažytė metalinė skardinė, tačiau ji atlieka pagrindinį vaidmenį įrenginio viduje. Osciliatorius generuoja pastovų 12 MHz laikrodžio signalą, kuris tarnauja kaip "flash drive" širdies plakimas. Be šio signalo diskas negali būti sinchronizuotas su kompiuteriu ar tinkamai valdyti duomenų srauto.
Skirtingos funkcijos
• USB ryšio sinchronizavimas
• Pervedimai be klaidų
• Stabilus valdiklis ir NAND veikimas
USB atmintinių funkcijos
LED veiklos lemputė
Mažas indikatorius, mirksintis atliekant skaitymo ar rašymo operacijas. Tai padeda žinoti, kada diskas užimtas, todėl sumažėja rizika per anksti jį atjungti.
Apsaugos nuo rašymo jungiklis
Stumdomas jungiklis, galintis užrakinti diską tik skaitymo režimu. Tai apsaugo nuo atsitiktinio ištrynimo, perrašymo ar užkrėtimo kenkėjiškomis programomis.
Bandymo pagalvėlės arba džemperiai
Gamybos metu naudojami maži kontaktiniai taškai ant plokštės. Jie leidžia programuoti programinę-aparatinę įrangą, patikrinti kokybę arba derinti, kol diskas pasiekia vartotoją.
Papildomas NAND lizdas
Tai leidžia pridėti papildomų atminties lustų, padidinant atminties talpą.
USB jungtys ir greičio standartai
| Jungtis | Naudojimas | Standartinis | Maksimalus pralaidumas |
|---|---|---|---|
| USB-A (2.0) | Senieji kompiuteriai, dauguma nešiojamųjų kompiuterių | USB 2.0 | 480 Mb/s |
| USB-A (3.0 / 3.1) | Naujesni staliniai ir nešiojamieji kompiuteriai | USB 3.0 / 3.1 | 5–10 Gb/s |
| USB-C (3.1 / 3.2) | Šiuolaikiniai nešiojamieji kompiuteriai, planšetiniai kompiuteriai, išmanieji telefonai | USB 3.1 / 3.2 | 10–20 Gb/s |
| USB-C (USB4 / "Thunderbolt") | Aukščiausios kokybės "flash" atmintinės ir aukščiausios klasės įrenginiai | USB4 / "Thunderbolt" | Iki 40 Gb/s |
"Flash Drives" failų sistemos
FAT32
Labai paplitęs formatas, veikiantis daugumoje įrenginių ir operacinių sistemų. Pagrindinis jo trūkumas yra tas, kad jis negali apdoroti didesnių nei 4 GB failų.
exFAT
Sukurta siekiant pašalinti FAT32 dydžio apribojimą. Jis gali saugoti labai didelius failus ir yra palaikomas daugumoje šiuolaikinių įrenginių ir operacinių sistemų.
NTFS
Pažangesnis formatas, daugiausia naudojamas "Windows" sistemose. Tai leidžia tokioms funkcijoms kaip leidimai, failų glaudinimas ir žurnalų rašymas apsaugoti duomenis, tačiau tai gali veikti ne kiekviename įrenginyje.
"Flash Drive" saugos parinktys
Aparatinės įrangos AES-256 šifravimas
Aukščiausios kokybės saugūs diskai apima šifravimą aparatinės įrangos lygiu. Duomenys užšifruojami naudojant stiprius algoritmus, todėl jie neįskaitomi be tinkamo rakto.
Įmontuotos klaviatūros
Kai kuriuose diskuose yra mažos klaviatūros, leidžiančios įvesti PIN kodą tiesiai įrenginyje prieš jį atrakinant, taip užtikrinant apsaugą nepasikliaujant programine įranga.
Vienkartinio rašymo režimas
Šis parametras leidžia failus rašyti tik vieną kartą. Po to jų negalima keisti ar ištrinti, užtikrinant, kad įrašai išliktų nuolatiniai.
Apsaugos nuo rašymo jungiklis
Paprastas stumdomas jungiklis, kuris užrakina diską tik skaitymo režimu. Tai geriausias būdas išvengti atsitiktinio perrašymo ar užkrėtimo kenkėjiškomis programomis.
Išvada
"Flash drive" veikia kaip nedidelė elektroninė sistema, kurioje valdiklis tvarko duomenis, klaidų taisymas saugo failus, o osciliatorius užtikrina sklandų laiką. NAND tipas apibrėžia tarnavimo laiką ir greitį, o saugus nuėmimas ir tinkama priežiūra apsaugo nuo pažeidimų. Tinkamai naudojant, "flash drives" išlieka patikimi saugojimo ir perdavimo poreikiams.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Kiek laiko duomenys išlieka USB atmintinėje?
5–10 metų, jei tinkamai laikoma. Šiluma ir dažnas naudojimas gali sutrumpinti šį laiką.
Ar "flash drives" susidėvi per daug rašant?
Taip. NAND atmintis turi ribas: SLC tarnauja ilgiausiai, QLC susidėvi greičiausiai.
Kodėl mano "flash drive" lėtėja atliekant didelius pervedimus?
Nes greita talpykla užpildoma, todėl diskas priverčiamas naudoti lėtesnes atminties ląsteles.
Kuo "flash drive" skiriasi nuo SSD?
SSD diskai turi geresnius valdiklius, didesnį greitį ir didesnę ištvermę. "Flash" diskai yra paprastesni ir nešiojami.
Ar "flash drives" tinka ilgalaikėms atsarginėms kopijoms?
Ne. Laikui bėgant duomenys gali išblukti. Ilgalaikiam archyvavimui naudokite SSD, HDD arba debesies saugyklą.
Ar sugedęs apvalkalas gali paveikti "flash drive"?
Taip. Tai veikia plokštę dulkėmis, statiškumu ir pažeidimais, todėl sumažėja patikimumas.