Что такое память usb
Типы стандартов USB и разница между ними
Содержание
Содержание
Вроде мы слышали, что USB 3.0 — это круче, чем USB 2.0. Но чем именно — знают не все. А тут еще появляются какие-то форматы Gen 1, Gen 2, маркировки Superspeed. Разбираемся, что значат все эти маркировки и чем они отличаются друг от друга. Спойлер: версий USB всего четыре.
USB 2.0
Когда-то было слово только USB 1.0. Сейчас это уже практически архаика, которую даже на старых устройствах почти не встретить. Еще 20 лет назад на смену первопроходцу USB 1.0 пришел улучшенный USB 2.0. Как и первая версия, эта спецификация использует два вида проводов. По витой паре идет передача данных, а по второму типу провода — питание устройства, от которого и идет передача информации. Но такой тип подключения подходил только для устройств с малым потреблением тока. Для принтеров и другой офисной техники использовались свои блоки питания.
USB версии 2.0 могут работать в трех режимах:
USB 3.0
Стандарт USB 3.0 появился в 2008 году и до сих пор используется во многих устройствах. Скорость передачи данных выросла с 480 Мбит/с до 5 Гбит/с. Помимо скорости передачи данных, USB 3.0 отличается от версии 2.0 и силой тока. В отличие от более ранней версии, которая выдавала 500 мА, USB 3.0 способен отдавать до 4.5 Вт (5 В, 900 мА).
Новое поколение USB обратно совместима с предыдущими версиями. То есть USB 3.0 может работать и с разъемами USB 2.0 и даже 1.1. Но в этом случае буду ограничения по скорости. Подключив USB 3.0 к устройству с USB 2.0 скорость, вы получите не больше 480 Мбит/с — стандарт для версии 2.0. И наоборот, кабель 2.0 не станет более скоростным, если подключить его в устройство с USB 3.0. Это связано с количеством проводов, используемых в конкретной технологии. В версии USB 2.0 всего 4 провода, тогда как у USB 3.0 их 8.
Если вы хотите получить скорость передачи, заявленную стандартом USB 3.0, оба устройства и кабель должны быть именно версии 3.0.
USB 3.1
В 2013 году появляется версия USB 3.1 с максимальной заявленной скорость передачи данных до 10 Гбит/с, выходной мощностью до 100 Вт (20 В, 5 А). С появлением USB 3.1 произошла революция в маркировках всех стандартов. Но с ней мы разберемся чуть позже. А пока запомним главное: пропускная способность USB 3.1 увеличилась вдвое по сравнению с версией 3.0. И одновременно с обновленным стандартом появился и принципиально новый разъем — USB type-С. Он навсегда решил проблему неправильного подключения кабеля, так как стал симметричным и универсальным, и теперь все равно, какой стороной подключать провод к устройству.
USB 3.2
В 2017 году появилась информация о новой версии — USB 3.2. Она получила сразу два канала (больше проводов богу проводов) по 10 Гбит/с в каждую сторону и суммарную скорость в 20 Гбит/с. Стандарт USB 3.2 также обратно совместим с режимами USB 3.1, 3.0 и ниже. Поддерживается типом подключения USB-C на более современных гаджетах.
Типы разъемов
Версий разъемов USB несколько, и для каждого есть свое предназначение.
Superspeed, Gen или как разобраться в маркировках стандартов USB
Как только в типах стандартов появилась USB 3.1, привычная цифровая маркировка изменилась и здорово запуталась. Вполне понятный и простой USB 3.0 автоматически превратился в USB 3.1 Gen 1 и ему была присвоена маркировка SuperSpeed. А непосредственно сам USB 3.1 стал называться USB 3.1 Gen 2 с маркировкой SuperSpeed +.
Но и это уже потеряло свою актуальность с выходом стандарта USB 3.2. Он получил название USB 3.2 Gen 2×2 и маркировку SuperSpeed ++. В итоге маркировка всех предшествующих стандартов опять меняется. Теперь USB 3.0, она же USB 3.1 Gen 1, превращается задним числом в USB 3.2 Gen 1 с прежней маркировкой SuperSpeed. А USB 3.1, ставшая USB 3.1 Gen 2, тоже поднялась до USB 3.2 Gen 2. При этом конструктивно все стандарты остались прежними — изменяются только названия. Если вы уже запутались во всех этих цифрах и маркировках, таблица ниже поможет внести ясность в актуальных названиях.
Если еще более кратко, то сейчас опознать стандарты USB можно так:
USB 3.0 — это USB 3.2 Gen 1, он же Superspeed
USB 3.1 — это USB 3.2 Gen 2, он же Superspeed+
USB 3.2 — это USB 3.2 Gen 2×2, он же Superspeed++
Как выбрать USB-флешку
Содержание
Содержание
Флешка — компактное и самое доступное устройство для хранения данных, совместимое практически со всеми компьютерами и ноутбуками. В магазинах представлены сотни разнообразных вариантов — как не потеряться? Чтобы не запутаться, четко определитесь с тем, для чего вам нужна флешка. А про самые важные критерии выбора мы расскажем в этом гайде.
Стандарт USB
Один из ключевых параметров для любого USB-устройства, включая флешку, стандарт интерфейса. Именно он определяет максимально возможную скорость чтения и записи данных. Вы можете встретить продукцию следующих видов:
Однако последняя стандартизация организации USB-IF от 2019 ввела определенную путаницу. Теперь на рынке официально появились USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2, а также USB 3.2. Фактически все это подстандарты третьего поколения, но с определенными ограничениями:
Не путайте Мбит/с и Мбайт/с. Первое обычно указывает теоретический предел передачи интерфейса. Фактическая скорость передачи чаще измеряется в Мбайт/с и зависит от конкретного устройства
Удвоенный USB 3.0 хоть и предлагает более высокую скорость, но используtтся в основном на материнских платах для подключения SATA-накопителей или во внешних боксах с реальной скоростью до 900 Мбайт/с, в обычных флешках не встречается.
Какой бы стандарт USB вы ни приобрели, нужно понимать, что максимально доступные скорости чтения и записи будут зависеть и от порта, в который вставляется флешка. Если присоединить 3.0 к 2.0, то показатели будут чуть выше, но не на таком уровне как при соединении устройства с родным разъемом 3.0.
Какой бы стандарт USB вы ни приобрели, нужно понимать, что оптимизация скорости чтения и записи будет происходить только при подключении к соответствующему порту. Если присоединить 3.0 к 2.0, то показатели будут чуть выше, но не на таком уровне как при соединении устройства с родным разъемом 3.0.
Объем памяти
Большинство из нас, выбирая флешку, обращают внимание только на этот параметр. Сначала срабатывает жадность — хочется взять устройство с самым большим объемом памяти. Сегодня существуют флешки от 4 ГБ до 2 ТБ. Последние все еще большая редкость из-за своей цены и отсутствия необходимости в таком объеме. Можно условно разделить все флешки на несколько групп:
Самое главное здесь — понять, что большой объем не всегда оправдан и совсем не синоним качества и быстродействия.
Объем,
ГБ
Фото, штук
Видео, минут
Музыка, минут
JPG, 3,5 МБ
RAW, 75 МБ
Full-HD,
20 Мбит/с
4К,
50 Мбит/с
FLAC
Это лишь ориентировочные показатели — многое зависит от частоты дискретизации, количества каналов и других параметров видео- и музыкальных файлов.
Максимальная пропускная способность
Именно максимальная скорость чтения, с которой устройство считывает информацию, позволяет беспрепятственно смотреть фильмы непосредственно с флешки или быстро перекачивать информацию на компьютер. Доступная величина этого показателя может колебаться от 5 до 400 Мбайт/с и выше. Если скорость чтения слишком низкая, то не получится использовать флеш-накопитель в качестве съемного диска — рекомендуется сначала перекачать информацию на жесткий диск стационарного устройства, а потом работать уже с него. При низких скоростях фильмы воспроизводятся «толчками», бухгалтерские и графические программы тормозят так, что работа превращается в ад.
Максимальная скорость записи позволит не тратить уйму времени при копировании файлов на флешку. Например, вам нужно записать образ на накопитель — чем выше скорость записи, тем быстрее пройдет этот процесс. На практике скорость записи колеблется от 2,5 до 120 Мбайт/с.
На коробках у серьезных брендов вы можете встретить оба показателя. Не стоит доверять непроверенным производителям, так как неизвестно, на что нарветесь при покупке. Особенно остерегайтесь объемных флешек с указанными солидными величинами скорости чтения и записи, но с низкой стоимостью — скорее всего, заявленные параметры не будут соответствовать действительности.
Особенности конструктивного исполнения
Если кажется, что ничего сложного в выборе корпуса нет, то вы правы только отчасти. Рабочая область флешки — которая вставляется непосредственно в ПК или ноутбук — очень уязвима к повреждениям. Поэтому выбрать корпус нужно исходя из вашего образа жизни и вероятности повреждений. Существует несколько основных типов корпусов:
Материал корпуса бывает разный: пластик, резина, металл. Пластиковые модели легкие, дешевые и износостойкие, выпускаются в различных цветовых решениях. Главный недостаток — уязвимы к сильным ударам. Резина обладает антискользящим эффектом, но со временем материал покрывается мелкими царапинами и потертостями. Металл — самый надежный, но такие флешки стоят дороже.
У флеш-накопителя часто присутствует световой индикатор, который показывает, что устройство подключено правильно и работает, а также отверстие для крепления к брелоку или браслету.
Дополнительные возможности
Поддержка ОТG — это универсальное устройство, которое можно подключить и к компьютеру, и к смартфону, что очень удобно. То есть оно имеет два разъема с двух сторон. В остальном его показатели выбираются так же, как и у обычной флешки.
Функция аппаратного шифрования. На плате накопителя находится специальный чип, который кодирует данные. Чтобы получить к ним доступ, вам придется ввести специальный PIN. Это один из самых надежных способов защиты данных. Даже если вы потеряете флешку, посторонний не сможет посмотреть ее содержимое, поскольку без ввода пароля оно будет зашифровано.
Защита через отпечаток пальца. Один из последних трендов, который был подхвачен с рынка смартфонов. В продаже уже можно найти модели, в которые встроен дактилоскопический сканер отпечатка пальца. Шифрование в этом случае не выполняется, а раздел просто скрывается до тех пор, пока не будет активирован правильный отпечаток пальца.
Влагозащита. Некоторые модели накопителей выдерживают не только попадание воды, но и полное погружение. Например, Samsung для некоторых своих моделей флешек обещает до 72 часов в морской воде без повреждений.
Любителям смотреть с флешки фильмы высокого качества или слушать музыку лучше обратить внимание на устройства объемом не менее 64 ГБ и скоростью передачи данных не менее 400 Мбит/с.
Если флешка требуется для хранения текстовых файлов или фотографий, но зато вы хотите сохранить их надолго, то не стоит гнаться за большим объемом памяти — такие файлы не занимают много места. Зато выберите влагозащитную функцию и обязательно корпус с колпачком из резины.
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM
Предисловие
Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4). Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование. Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.
Теоретическая часть
Постараюсь быть предельно краток, чтобы все мы успели приготовить салат оливье с запасом к праздничному столу, поэтому часть материала будет в виде ссылок: захотите – почитаете на досуге…
Какая память бывает?
На настоящий момент есть множество вариантов хранения информации, какие-то из них требуют постоянной подпитки электричеством (RAM), какие-то навсегда «вшиты» в управляющие микросхемы окружающей нас техники (ROM), а какие-то сочетают в себе качества и тех, и других (Hybrid). К последним, в частности, и принадлежит flash. Вроде бы и энергонезависимая память, но законы физики отменить сложно, и периодически на флешках перезаписывать информацию всё-таки приходится.
Тут можно подробнее ознакомиться с ниже приведённой схемой и сравнением характеристик различных типов «твердотельной памяти». Или тут – жаль, что я был ещё ребёнком в 2003 году, в таком проекте не дали поучаствовать…
Современные типы «твердотельной памяти». Источник
Единственное, что, пожалуй, может объединять все эти типы памяти – более-менее одинаковый принцип работы. Есть некоторая двумерная или трёхмерная матрица, которая заполняется 0 и 1 примерно таким образом и из которой мы впоследствии можем эти значения либо считать, либо заменить, т.е. всё это прямой аналог предшественника – памяти на ферритовых кольцах.
Что такое flash-память и какой она бывает (NOR и NAND)?
Начнём с flash-памяти. Когда-то давно на небезызвестном ixbt была опубликована довольно подробная статья о том, что представляет собой Flash, и какие 2 основных сорта данного вида памяти бывают. В частности, есть NOR (логическое не-или) и NAND (логическое не-и) Flash-память (тут тоже всё очень подробно описано), которые несколько отличаются по своей организации (например, NOR – двумерная, NAND может быть и трехмерной), но имеют один общий элемент – транзистор с плавающим затвором.
Схематическое представление транзистора с плавающим затвором. Источник
Итак, как же это чудо инженерной мысли работает? Вместе с некоторыми физическими формулами это описано тут. Если вкратце, то между управляющим затвором и каналом, по которому ток течёт от истока к стоку, мы помещаем тот самый плавающий затвор, окружённый тонким слоем диэлектрика. В результате, при протекании тока через такой «модифицированный» полевой транзистор часть электронов с высокой энергией туннелируют сквозь диэлектрик и оказываются внутри плавающего затвора. Понятно, что пока электроны туннелировали, бродили внутри этого затвора, они потеряли часть энергии и назад практически вернуться не могут.
NB: «практически» — ключевое слово, ведь без перезаписи, без обновления ячеек хотя бы раз в несколько лет Flash «обнуляется» так же, как оперативная память, после выключения компьютера.
Там же, на ixbt, есть ещё одна статья, которая посвящена возможности записи на один транзистор с плавающим затвором нескольких бит информации, что существенно увеличивает плотность записи.
В случае рассматриваемой нами флешки память будет, естественно, NAND и, скорее всего, multi-level cell (MLC).
Если интересно продолжить знакомиться с технологиями Flash-памяти, то тут представлен взгляд из 2004 года на данную проблематику. А здесь (1, 2, 3) некоторые лабораторные решения для памяти нового поколения. Не думаю, что эти идеи и технологии удалось реализовать на практике, но, может быть, кто-то знает лучше меня?!
Что такое DRAM?
Если кто-то забыл, что такое DRAM, то милости просим сюда.
Опять мы имеем двумерный массив, который необходимо заполнить 0 и 1. Так как на накопление заряда на плавающем затворе уходит довольно продолжительное время, то в случае RAM применяется иное решение. Ячейка памяти состоит из конденсатора и обычного полевого транзистора. При этом сам конденсатор имеет, с одной стороны, примитивное физическое устройство, но, с другой стороны, нетривиально реализован в железе:
Устройство ячейки RAM. Источник
Опять-таки на ixbt есть неплохая статья, посвящённая DRAM и SDRAM памяти. Она, конечно, не так свежа, но принципиальные моменты описаны очень хорошо.
Единственный вопрос, который меня мучает: а может ли DRAM иметь, как flash, multi-level cell? Вроде да, но всё-таки…
Часть практическая
Flash
Те, кто пользуется флешками довольно давно, наверное, уже видели «голый» накопитель, без корпуса. Но я всё-таки кратко упомяну основные части USB-Flash-накопителя:
Основные элементы USB-Flash накопителя: 1. USB-коннектор, 2. контроллер, 3. PCB-многослойная печатная плата, 4. модуль NAND памяти, 5. кварцевый генератор опорной частоты, 6. LED-индикатор (сейчас, правда, на многих флешках его нет), 7. переключатель защиты от записи (аналогично, на многих флешках отсутствует), 8. место для дополнительной микросхемы памяти. Источник
Пойдём от простого к сложному. Кварцевый генератор (подробнее о принципе работы тут). К моему глубокому сожалению, за время полировки сама кварцевая пластинка исчезла, поэтому нам остаётся любоваться только корпусом.
Корпус кварцевого генератора
Случайно, между делом, нашёл-таки, как выглядит армирующее волокно внутри текстолита и шарики, из которых в массе своей и состоит текстолит. Кстати, а волокна всё-таки уложены со скруткой, это хорошо видно на верхнем изображении:
Армирующее волокно внутри текстолита (красными стрелками указаны волокна, перпендикулярные срезу), из которого и состоит основная масса текстолита
А вот и первая важная деталь флешки – контроллер:
Контроллер. Верхнее изображение получено объединением нескольких СЭМ-микрофотографий
Признаюсь честно, не совсем понял задумку инженеров, которые в самой заливке чипа поместили ещё какие-то дополнительные проводники. Может быть, это с точки зрения технологического процесса проще и дешевле сделать.
После обработки этой картинки я кричал: «Яяяяязь!» и бегал по комнате. Итак, Вашему вниманию представляет техпроцесс 500 нм во всей свой красе с отлично прорисованными границами стока, истока, управляющего затвора и даже контакты сохранились в относительной целостности:
«Язь!» микроэлектроники – техпроцесс 500 нм контроллера с прекрасно прорисованными отдельными стоками (Drain), истоками (Source) и управляющими затворами (Gate)
Теперь приступим к десерту – чипам памяти. Начнём с контактов, которые эту память в прямом смысле этого слова питают. Помимо основного (на рисунке самого «толстого» контакта) есть ещё и множество мелких. Кстати, «толстый»
Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:
Во-вторых, помимо блога на HabraHabr, статьи и видеоматериалы можно читать и смотреть на Nanometer.ru, YouTube, а также Dirty.
В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»
USB-флеш-накопитель
USB-флеш-накопитель (сленг. флешка, флэшка, флеш-драйв) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.
USB-флешки обычно съёмные и перезаписываемые. Размер — 3—5 см, вес — меньше 60 г. Получили большую популярность в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти (от 512 КБ до 1 ТБ [1] ). Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др. Разработан умещающийся на флешку пакет программ для автоматического снятия улик с компьютера неквалифицированным полицейским (COFEE).
Содержание
История
Флеш память была изобретена Фудзи Масуока (Fujio Masuoka), когда он работал в Toshiba в 1984 году. Имя «флеш» было придумано также в Toshiba коллегой Фудзи, Сёдзи Ариизуми (Shoji Ariizumi), потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку (англ. flash). Масуока представил свою разработку на IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Intel увидела большой потенциал в изобретении и в 1988 году выпустила первый коммерческий флеш-чип NOR-типа.
NAND-тип флеш-памяти был анонсирован Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference. У него была больше скорость записи и меньше площадь чипа.
На конец 2008 года, лидерами по производству флеш-памяти являются Samsung (31 % рынка) и Toshiba (19 % рынка, включая совместные заводы с Sandisk). (Данные согласно iSupply на Q4’2008). Стандартизацией чипов флеш-памяти типа NAND занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Текущим стандартом считается спецификация ONFI версии 1.0[2], выпущенная 28 декабря 2006 года. Группа ONFI поддерживается конкурентами Samsung и Toshiba в производстве NAND чипов: Intel, Hynix и Micron Technology.
Преимущества и недостатки
Защита от вирусов
Интересные факты
В искусстве
См. также
Ссылки
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «USB-флеш-накопитель» в других словарях:
USB флеш-накопитель — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Seitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель … Википедия
USB флэш-накопитель — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флэш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель … Википедия
USB-накопитель — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для… … Википедия
USB flash drive — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для… … Википедия
USB-flash — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для… … Википедия
USB Flash Drive — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для… … Википедия
USB flash — Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флеш памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для… … Википедия
Флеш-память — Не следует путать с картами памяти. Не следует путать с USB флеш накопителями. У этого термина существуют и другие значения, см. Флеш. Типы компьютерной памяти Энергозависимая DRAM (в том числе DDR SDRAM) SRAM Перспективные T RAM Z RAM TTRAM Из… … Википедия
Флеш память — Сюда перенаправляется запрос Флэш карты. На тему «Флэш карты» нужна отдельная статья. USB накопитель на флеш‐памяти Флеш‐память (англ. Flash Memory) разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Она… … Википедия
Накопитель на гибких дисках — Не следует путать с НДМГ компонентом ракетного топлива. Накопитель на гибких дисках (англ. … Википедия