Перейти к содержанию

USB-флеш-накопитель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «USB-флешка»)
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 устройству (например, к телевизору или магнитоле) 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 граммов. 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, также, они используются для установки операционных систем на компьютеры и для загрузки LiveUSB-сборок (например, для работы с разделами дисков или для восстановления системных данных/удаления вредоносного ПО и восстановления работоспособности основной ОС на системном диске). Они меньше, быстрее, имеют гораздо бо́льшую 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

[править | править код]

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. Первое поколение флешек представленное на рынке в 2000 — первой половине 2001 года, требовали для подключения к компьютерам индивидуальных драйверов, поставлявшихся вместе с накопителями на дискетах[3], что серьёзно ограничивало ценность флешек в качестве универсального средства переноса информации. Во второй половине 2001 года на рынке были представлены накопители второго поколения (такие как Apacer HandyDrive), которые не требовали установки специальных драйверов, для подключения к компьютерам под управлением операционных систем Windows 2000, Windows Me, Windows XP[4]. Драйверы остались необходимы только для подключения к компьютерам под управлением устаревающей операционной системы Windows 98/98SE[5].

Дизайн

[править | править код]

Обычно устройство имеет вытянутую форму и съёмный колпачок, прикрывающий разъем,; иногда прилагается шнур для ношения на связке ключей. Также нередко флешки выполняются в виде «заглушки» (внешне похожа на USB-передатчик для беспроводных мышек и клавиатур), имеющей минимальные размеры. Современные флешки имеют самые разные размеры и способы защиты разъёма, а также «нестандартный» внешний вид (армейский нож, часы, открывалка, фигурка персонажа 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:

История

[править | править код]

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[6].

Согласно многим источникам[7][источник не указан 1843 дня], 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 отмечалось что в патенте был описан продукт, в котором между блоком памяти и USB-разъемом находится кабель. В заявке на патент от 13 сентября 1999 года, составленой сотрудником IBM Шимоном Шмуэли, уже более точно описан USB флеш-накопитель — там отсутствует кабель[8]. Для вывода продукта на рынок IBM стала сотрудничать с M-Systems. 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, небольшая сингапурская компания Trek 2000 Technology представила свою разработку ThumbDrive (объёмом 8 Мб), в целом повторяющую патенты от M-Systems и IBM. Получив на выставке сотни заказов, с апреля по июль 2000 года компания произвела и продала более 100 тысяч накопителей ThumbDrive под собственной торговой маркой[9][10]. Это привело к судебным разбирательствам в результате которых Trek 2000 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[11][12]. С конца 2000 года USB-флеш-накопитель ARMAS Trek ThumbDrive начал продаваться и в России[13][14].

Преимущества и недостатки

[править | править код]
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 (главное, чтобы пыль не загрязняла контакты USB-разъёма).
  • 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[15].
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[16]. Кроме этого, ограничен ресурс USB-коннектора — около 1500 подключений[17].
  • Скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью USB, что особенно сильно проявляется для USB 2.0 (не более 35 МБ/с)[18].
  • В отличие от компакт-дисков, имеют недостатки, свойственные любой полупроводниковой электронике:
  • 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 во многих моделях уже устранена благодаря повсеместному распространению современного симметричного разъёма USB Type-C, такие флешки можно подключить и к смартфонам с разъемом USB Type-C.

Безопасность

[править | править код]

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[19]) — 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[20], 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[21].

Восстановление данных с USB-флеш

[править | править код]

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[22].

Флеш накопители с альтернативными интерфейсами

[править | править код]

Кроме получивших широчайшее распространение USB-флеш-накопителей выпускались накопители с альтернативными интерфейсами — FireWire[23][24] и eSATA[25][26].

В искусстве

[править | править код]

См. также

[править | править код]

Ссылки

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  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. ↑ USBDrive и ThumbDrive — миниатюрные хранители данных в памяти типа флэш
  4. ↑ Флэш-накопитель Apacer HandyDrive
  5. ↑ Флэш-накопители Toshiba TransMemory U301 и TransMemory-MX U361
  6. ↑ nikto732. История изобретения USB флешки. Кто придумал и когда. Дата обращения: 27 октября 2021. Архивировано 27 октября 2021 года.
  7. ↑ Флеш-накопитель USB 1 GB - Политехнический музей. Дата обращения: 27 сентября 2021. Архивировано 27 сентября 2021 года.
  8. ↑ Битва за флешку: кто изобрел USB-накопитель? / Хабр
  9. ↑ Who Really Invented the Thumb Drive? — IEEE Spectrum
  10. ↑ https://www.hardwarezone.com.sg/articles/view.php?cid=10&id=59&pg=1
  11. ↑ История компании Netac: от первых USB-флешек до беспощадной войны патентов. Журнал Ситилинк. Дата обращения: 15 февраля 2025. Архивировано 15 февраля 2025 года.
  12. ↑ История изобретения флешки в лицах и занимательных фактах. Хабр (21 сентября 2020). Дата обращения: 15 февраля 2025. Архивировано 17 марта 2025 года.
  13. ↑ Андрей Забелин. Агент USB. ARMAS Trek ThumbDrive // Upgrade : журнал. — 2000. — 15 декабря (№ 14). — С. 12.
  14. ↑ Флешка в 16 мегабайт. bolknote.ru. Дата обращения: 20 мая 2025.
  15. ↑ 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»
  16. ↑ AnandTech - Kingston HyperX 3K (240GB) SSD Review. Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
  17. ↑ USB Powered Gadgets and more. Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
  18. ↑ Walton Chaintech оснастила USB-накопитель интерфейсом eSATA. Дата обращения: 4 августа 2009. Архивировано 7 марта 2010 года.
  19. ↑ 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.
  20. ↑ Один из вариантов программной защиты данных. Дата обращения: 11 мая 2013. Архивировано 13 мая 2013 года.
  21. ↑ Флешка Netac U618 32GB с аппаратным шифрованием данных. Дата обращения: 19 мая 2018. Архивировано 20 мая 2018 года.
  22. ↑ Как мы восстанавливаем данные с флешки. itHelp.ru (15 марта 2021). Дата обращения: 15 декабря 2022. Архивировано 15 декабря 2022 года.
  23. ↑ Kanguru выпустила флэш-накопитель с FireWire - CNews. CNews.ru. Дата обращения: 25 мая 2025.
  24. ↑ Nadel, Brian. Kanguru Fire Flash review: Kanguru Fire Flash (англ.). CNET. Дата обращения: 25 мая 2025. Архивировано 6 октября 2022 года.
  25. ↑ Overclockers.ru: OCZ Throttle - флэшка с интерфейсом eSATA. Overclockers.ru (5 декабря 2008). Дата обращения: 25 мая 2025.
  26. ↑ Тест гибридных флэш-брелоков с интерфейсом eSATA - THG.RU. THG (18 августа 2009). Дата обращения: 25 мая 2025.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=USB-флеш-накопитель&oldid=154916629