USB-флеш-накопичувач (або під назвою "флешка" в Росії) - це пристрій зберігання даних, що включає флеш-пам'ять із вбудованим інтерфейсом USB. Більшість флеш-накопичувачів має вагу менше 35 г. З першої появи над ринком наприкінці 2000 року, як і з усіма іншими пристроями комп'ютерної пам'яті, початку 2000 року ємність зберігання збільшилася, а ціни впали. Станом на весну 2016 року часто продавалися флеш-накопичувачі об'ємом від 8 до 256 гігабайт, тоді як пристрої об'ємом 512 ГБ та 1 терабайт зустрічалися рідше. У 2018 році флеш-накопичувачі з ємністю 2 ТБ були найбільшими з доступних за обсягом пам'яті [1] . Багато хто дозволяє до 100 000 циклів запису/прання, залежно від типу використовуваного чіпа пам'яті, і вважається що за нормальних обставин їх фізичний термін служби становить від 10 до 100 років (термін придатності при зберіганні на полиці). [2] Приблизно до середини 2000-х років персональні комп'ютери та ноутбуки оснащувалися дисководами для дискет на додаток до кількох USB портів, але накопичувачі для гнучких дисків застаріли після широкого впровадження USB портів. USB-флеш-накопичувач не вимагав окремого пристрою для читання, на відміну від zip-дискет, CD приводів або флоппі-дисководів. Які, крім самого пристрою, вимагали окреме місце в системному блоці та підключення до блоку живлення, а Zip-drive був ще досить дорогим і не був популярним. [3] Фудзі Масуока - японський винахідник, почав працювати в компанії Toshiba у 1971 році. У той час, як Масуока був керівником заводу, він займався розробкою нової концепції зберігання даних.Насправді він був зосереджений на розвитку пам'яті, яка могла б зберігати інформацію навіть без харчування (тепер вона називається «енергонезалежною»). Масуока запатентував ЕСППЗУ (електронний програмований постійний пристрій), більш відоме як флеш-пам'ять. У 1981 році на міжнародній конференції розробників електроніки Intel виявив інтерес до його винаходу, і в 1998 компанія випустила перший комерційний флеш-чіп. [4] Перший чіп із флеш-пам'яті типу NAND був розроблений у 1989 році. Він мав велику щільність компонування, завдяки якій створювалися мікросхеми великих обсягів. У 1995 році було розроблено та запущено у виробництво перший стандарт інтерфейсу USB. Перші USB-флеш-накопичувачі (або просто флешки) з'явилися 2000 року. Їх створили співробітники ізраїльської компанії M-Systems Амір Баном, Дов Моран та Оран Огдан. У квітні 1999 року був зареєстрований патент на флешку, а у вересні 2000 року було представлено і сам пристрій. Флеш-накопичувач назвали DiskOnkey, у США вона продавалася спільно з IBM. Перші флешки мали об'єм пам'яті 8 Мб, наприкінці року з'явилися моделі на 32 Мб та 64 Мб. Вартість накопичувача об'ємом 8 Мб становила 50 $. Що було дуже багато за такий обсяг пам'яті, який можна було вмістити у 5 дискет. [5] З кожним роком обсяг флеш-накопичувачів збільшується, як і швидкість запису/читання і вже зараз доступні пристрої з пам'яттю 2 Тб. Якщо зараз для роботи з флеш-накопичувачами не потрібно встановлювати жодних драйверів і додаткового програмного забезпечення, то раніше, в епоху операційної системи Windows 98, була потрібна установка драйверів з диска, що йшов у комплекті з флеш-накопичувачем. Більшість накопичувачів спочатку мають файлову систему FAT32 або ExFat, це дозволяє використовувати флеш-накопичувач практично на будь-якому пристрої з підтримкою USB, а файлова система може бути будь-якою, яку підтримує операційна система. Вибір файлової системи може залежати не тільки від операційної системи, що використовується, але і від обсягу пам'яті накопичувача. Коли слід вибрати NTFS як файлову систему при форматуванні USB-накопичувача: З мінусів — погана сумісність з іншими операційними системами, для читання інших ОС потрібно додаткове програмне забезпечення. Найстаріша із трьох файлових систем, доступних для Windows. Вона використовувалася ще в Windows 95. Флеш-накопичувачі, які відформатовані в FAT32, мають велику сумісність з іншими пристроями, наприклад, з ТВ-приставками. Файлова система FAT підтримується практично всіма операційними системами персональних комп'ютерів. Файлова система оптимізована для USB-накопичувачів. Вона розроблена як полегшена файлова система, але з невеликими перевагами проти NTFS. Особливості: як і NTFS, exFAT не обмежує обсяг файлів та розділів. Це означає, що на флеш-накопичувачі можна записувати файли розміром більше 4 Гб. Сумісна з усіма операційними системами. Зазвичай флешки мають стандартний USB інтерфейс, але трапляються й такі, що використовують microUSB інтерфейси. Така стандартизація полегшує передачу між різними пристроями. Під корпусом знаходиться невелика друкована плата, на якій розташовані інтегральні схеми та схеми живлення. [7] Зазвичай флешка складається з п'яти частин: До другорядних компонентів можуть бути віднесені різні світлодіоди, які блимають при зверненні до USB флешки та перемикачі, які можуть блокувати запис. Також існують флешки, які мають функцію розширення пам'яті, в них можна додавати картку SD, а також використовувати флешку як Card reader (Зчитувач карток пам'яті). Ця стаття має статус «готової». Це не говорить про якість статті, проте в ній вже достатньо розкрито основну тему. Якщо ви хочете покращити статтю – правте сміливо! Флешкою називають пристрій, призначений для перенесення та зберігання інформації - текстових документів, картинок, фото, музики, відео. Вона має невеликий розмір і підключається до комп'ютера через спеціальний отвір – USB-роз'єм ("ю-ес-бі роз'єм"). А сам пристрій правильно називається USB-флеш-накопичувач. Але це серйозною, «комп'ютерною» мовою. А серед звичайних користувачів просто флешка. Як правило, вона має маленький ковпачок, який захищає її видиму "робочу" частину (основний "мозок" прихований усередині корпусу). Ковпачок може і бути відсутнім: тоді металевий роз'єм «засувається» всередину корпусу за допомогою спеціального повзунка. Додати щось ще до опису зовнішнього вигляду пристрою складно, тим більше що сьогодні воно може мати різні розміри і форми. Модними вважаються флешки оригінальної форми - від іграшкового каченя до цілком реального на вигляд кишенькового ножа. Цікавий дизайн дозволяє носити їх і як прикраса – наприклад, як брелок для ключів. Варто дещо сказати і про зміст пристрою, а не лише про його форму. Ось, наприклад, чому у такої маленької корисної штучки таке складне ім'я – USB-флеш-накопичувач? Зі словом «накопичувач» начебто все зрозуміло: завдання пристрою – запам'ятовувати (накопичувати) інформацію. Про поняття USB ми вже дещо сказали: це спосіб підключення пристрою, отже, і шлях передачі збереженої інформації з комп'ютера на флешку і навпаки. А ось зі словом флеш треба розібратися. У перекладі з англійської воно означає спалах. Флеш-пам'ять – це дуже важливе та дуже популярне поняття у світі високих технологій. Головна перевага цього виду пам'яті – енергонезалежність. Це означає, що все записане зберігається навіть після вимкнення. Крім того, інформація, записана на флеш-пам'ять, може зберігатися десятки років і перезаписуватись тисячі разів. Відомий Вам CD або DVD-диск – це також накопичувач інформації. Однак флешка має цілу низку переваг, завдяки яким вона потихеньку витісняє з ужитку незручні диски (як колись ці самі диски витіснили дискети). Мабуть, найголовніша перевага – флешка вкрай проста у використанні. Для роботи з нею не потрібні жодні спеціальні програми. Записати на неї можна так само легко та швидко, як скопіювати інформацію з однієї папки до іншої. Причому, вона відкривається на будь-якому комп'ютері, сучасному телевізорі або DVD-плеєрі і для цього не потрібно ніяких додаткових пристроїв - тільки USB-роз'єм. Сучасні флеш-накопичувачі здатні запам'ятовувати дуже великий обсяг даних - до одного терабайта (1024 ГБ). Крім того, як уже говорилося, вони багаторазові (здатні перезаписувати інформацію сотні та тисячі разів). Безумовна перевага, порівняно з CD та DVD-дисками – низьке енергоспоживання флешки.Це пов'язано з тим, що вона не є механізмом як таким – не має рухомих частин і не рухається в процесі роботи. Крім того, вона не вимагає зовнішнього джерела живлення - їй вистачає того, що надходить через USB під час підключення. Флешка, на відміну все від того ж диска, не схильна до подряпин і пилу, стійка до вібрації, ударів, падінь. Вона працює безшумно, має незначну вагу (менше 60 г) і розмір, що дуже зручно за необхідності постійно носити її із собою. Для флеш-пам'яті абсолютно нешкідливе багаторазове підключення до комп'ютера. Однак варто звернути увагу на такий момент, як безпека виймання пристрою. Зараз багато сперечаються про те, чи так необхідно використовувати кнопку «Безпечне вилучення пристрою». Але існує думка, що «неправильне» вилучення призводить до виходу з ладу USB-порту (роз'єму) або навіть видалення збереженої на флешці інформації. Необхідно сказати і про таку властивість флешки як захист інформації. Ця можливість поки що передбачена не в кожному пристрої. Проте вже сьогодні багато хто з них має таку додаткову функцію. Це може бути перевірка відбитка пальця або пароль, який необхідно ввести, щоб відкрити вміст флеш-накопичувача. Дуже зручно, якщо Ви хочете зберегти дуже особисту чи секретну інформацію. Карта пам'яті (або флеш-карта) – це пристрій для накопичення та зберігання інформації. Використовується вона переважно в портативної цифрової техніки. Передбачена у більшості моделей сучасних телефонів та фотоапаратів. Бувають вони різних фізичних розмірів – від 32 до 15 мм. Для найменших флеш-карток є спеціальні перехідники (адаптери). Завдяки їм можна вставляти такі пристрої у звичайні роз'єми великих карт. Ще карти пам'яті відрізняються швидкістю запису та читання (відтворення записаного), обсягом пам'яті та деякими додатковими характеристиками. Так, деякі з них мають обмеження на читання, запис та видалення інформації. Це так звані карти із захищеною пам'яттю. Часто дані з картки пам'яті – фотографії, відео чи музику – потрібно перенести на комп'ютер для збереження, обробки або просто зручності перегляду (або прослуховування) матеріалу. Є два способи зробити це. Перший, найпростіший – через спеціальний кабель (шнур), що з'єднує портативний пристрій та комп'ютер через роз'єм USB. Такий кабель найчастіше постачається у комплекті з пристроєм. Та й купити його окремо не проблема. Коштує він дешево, зручний у використанні, місця займає мало.Головне - правильно його підібрати. Другий варіант перенесення даних із картки пам'яті на комп'ютер – через підключення самої картки. Для цього потрібно вийняти її з пристрою та підключити до комп'ютера. У сучасних ноутбуках є спеціальний отвір флеш-карт. Якщо на Вашому комп'ютері такого роз'єму немає, не засмучуйтеся. Зараз можна придбати спеціальний пристрій – кардрідер (card reader). Цей пристрій призначений для читання різних флеш-карток. Його можна назвати посередником між комп'ютером та карткою пам'яті. У спеціальний отвір в кардрідері вставляється картка, і він підключається до комп'ютера через роз'єм USB. Коштує кардрідер зовсім недорого, зате дуже цінну допомогу тим, хто часто працює з флеш-картами. При виборі жорсткого диска у «просунутого» покупця зазвичай немає особливих проблем. Взяти той же WD6003FZBX на 6 ТБ: швидкість обертання шпинделя 7200 оборотів в хвилину, місткий кеш в 256 мегабайт і наявність високошвидкісного інтерфейсу SATA III з пропускною здатністю 6 Гбіт/с красномовно свідчать про те, що перед нами високо геймерів та ентузіастів, так і професіоналів. Єдиний нюанс, який тут необхідно враховувати, полягає в тому, що показник 6 Гбіт/с — це пропускна здатність самої шини: хоча швидкість передачі інформації з кешу в систему становить 550 МБ/с, реальна швидкість обміну даними між системою та накопичувачем для моделі, що розглядається. досягає 227 МБ/с, що однаково є чудовим результатом для класичних вінчестерів. Втім, про це і так знає практично будь-який технічно підкований ПК. Коли ж мова заходить про флеш-карти, в безвихідь може зайти навіть досвідчений адмін. За прикладами далеко не треба ходити: достатньо відкрити сторінку карти пам'яті SanDisk Extreme PRO UHS-I. Крім звичних рядків "швидкість читання: до 170 МБ/с" і "швидкість запису: до 90 МБ/с", у специфікаціях красується таємничий напис "швидкість відео: C10, U3, A2, V30". Але, дозвольте, ми вже знаємо швидкісні характеристики продукту. Навіщо потрібні ще якісь незрозумілі класи швидкості та ще й у кількості чотирьох штук? І в чому взагалі полягає принципова відмінність зазначених показників один від одного? Саме в цих питаннях нам доведеться розібратися у сьогоднішньому матеріалі. Перша версія Secure Digital Memory Card була розроблена в 1999 році за участю SanDisk (нині є дочірнім підприємством Western Digital), Panasonic та Toshiba. Вже в 2000 році в рамках International Consumer Electronics Show (CES) було оголошено про створення некомерційної організації SD Card Association, засновниками якої стали перелічені вище корпорації. На сьогоднішній день у її роботі беруть участь понад 1000 компаній, інженери яких допомагають у проектуванні та розвитку цілого комплексу специфікацій, що описують практично всі параметри знімних карток пам'яті - починаючи від форм-фактора і закінчуючи особливостями інтерфейсу обміну даними з клієнтським пристроєм. Документ має назву «SD Specification», а з його змістом можна ознайомитись на офіційному сайті https://www.sdcard.org. Давайте уважно вивчимо ресурс та розберемося, що ж означають різні абревіатури та маркування. Почнемо з найпростішого – форм-фактора.SD Specification передбачає три типорозміри карт пам'яті: Крім перелічених, існує ще один, унікальний у своєму роді форм-фактор — nanoSD, представлений у жовтні 2018 року компанією Huawei. За розміром дані карти пам'яті повністю ідентичні nanoSIM і мають габарити 12,3×8,8×0,67 мм, тобто виявляються практично на 45% мініатюрнішими за звичайні microSD. Вони були випущені одночасно зі смартфонами Huawei Mate 20 та Mate 20 Pro, що підтримують роботу виключно з цим форматом флеш-карт, а також з фірмовими двопортовими (USB + Type-C) кардрідерами, що дозволяють працювати з іншими моделями мобільних девайсів, настільними комп'ютерами та ноутбуками . На жаль, єдиним козирем нових карт виявився мініатюрний розмір, тоді як за ціною і технічними характеристиками вони суттєво поступаються класичним microSD. Для порівняння, Sandisk Extreme аналогічної ємності, що володіє набагато більше вражаючими характеристиками (швидкість читання/запису до 160/90 МБ/с відповідно, із захистом від впливу води, високих та низьких температур, ударів та рентгенівського випромінювання) обійдеться вам у 2200–2500 рублів за даними «Яндекс.Маркета» (наведені відомості актуальні на момент написання матеріалу). Оскільки новий формат досі не був узгоджений з SD Card Association і не отримав офіційного статусу, говорити про його подальше розповсюдження поки що зарано. Якщо з форм-фактором все досить очевидно, то зі стандартами флеш-карток ситуація дещо складніша. Цей стандарт представлений у двох версіях: 1.0 і 1.1. адреси (чим і пояснюється максимальна межа ємності в 4 гігабайти), підтримуючи файлові системи FAT16 та FAT32. Карти пам'яті задовольняють SD Specification версії 2.0. Їхньою головною відмінністю від попередніх є підтримка посекторної адресації, що дозволило збільшити максимальний обсяг флеш-карт до 32 гігабайт. Негативна сторона цієї переваги - відсутність зворотної сумісності з пристроями, орієнтованими працювати зі звичайними SD-картами. Як файлову систему використовують FAT32. Стандарт, представлений SD Association у 2009 році у рамках профільної міжнародної виставки International Consumer Electronics Show (CES). Абревіатура розшифровується як Secure Digital eXtended Capacity (SD-карти підвищеної ємності). Карти пам'яті SDXC можуть мати об'єм до 2 ТБ та використовують файлову систему exFAT, а також отримали шину UHS (про неї ми поговоримо нижче), здатну працювати у чотирибітовому режимі та забезпечувати швидкість передачі даних аж до 312 МБ/с. Ще однією особливістю нового стандарту є пряма та зворотна сумісність з попередніми стандартами: пристрої з підтримкою SDXC здатні працювати з картками пам'яті SD та SDHC, а картки пам'яті SDXC можуть працювати у пристроях з підтримкою SDHC за умови, що були попередньо відформатовані у FAT32. Цей стандарт увійшов до переліку специфікацій SD Specification версії 7.0. Подібно до SDXC, дані картки пам'яті використовують файлову систему exFAT, проте їх максимальна ємність може досягати вже 128 ТБ. Стандарт, представлений SD Association широкому загалу 27 червня 2018 року. До нього увійшли відразу три різновиди флеш-карт, що відрізняються одна від одної максимальною ємністю: SDHC Express (до 32 ГБ), SDXC Express (до 2 ТБ) та SDUC Express об'ємом до 128 ТБ.Нове покоління карт пам'яті принципово відрізняється від своїх попередників, тому що використовує інтерфейс PCI Express 3.0 та протокол NVMe 1.3 (на другому ряді контактів), що дозволяє їм розвивати швидкість передачі даних до 0,9 ГБ/с. типу обернено сумісні з пристроями, що підтримують роботу з шиною UHS. Що стосується SDXC і SDUC, необхідно розуміти, що SD Card Association при розробці стандартів грає на випередження, так як на створення відповідних технологій і практичне впровадження прийнятих специфікацій потрібно досить тривалий час. 1 ТБ: на додаток до рекордного обсягу дана карта демонструє вражаючу швидкість послідовного читання (до 160 МБ/с), при тому, що сам стандарт SDXC, як було сказано вище, передбачає максимальну ємність карти до 2 ТБ і швидкість передачі даних до 312 МБ/с, тобто потенційно флеш-карта SDXC може бути удвічі швидше і вдвічі швидше. Створення даної карти стало можливим завдяки використанню новітньої 64-шарової тривимірної флеш-пам'яті 3D NAND BiCS, виконаної по 28-нанометровому техпроцесу, про яку ми докладно розповідали в попередніх матеріалах, присвячених твердотільних накопичувачів. в порівнянні з попереднім поколінням тривимірної пам'яті допомогло створити флеш-карту рекордної за мірками сучасного ринку ємності.Подальший розвиток перспективної технології дозволить у майбутньому збільшити кількість шарів в тривимірному кристалі до 128 і створювати ще більш досконалі продукти, що відповідають специфікації SDUC. Зі стандартами розібралися, настав час вивчити швидкісні класи. Однак для того, щоб надалі не виникало плутанини, необхідно розібратися з таким поняттям, як UHS. Ця абревіатура розшифровується як Ultra High Speed - "надшвидкісна передача даних". Термін має два значення. Насамперед це назва шини, специфікація якої вперше з'явилася у третій версії стандарту Secure Digital. Головною відмінністю UHS від попередників стала підтримка 4-бітового режиму передачі інформації, що дозволило вивести продуктивність флеш-карток на новий рівень. Так, UHS-I, специфікації якої було визначено у стандарті Secure Digital 3.01, підтримує швидкість обміну даними 50 або 104 МБ/с, а UHS-II (увійшла до оновленої версії стандарту Secure Digital 4.0) – вже 156 МБ/с або 312 МБ /с, тоді як для SD-карток з інтерфейсом High Speed межею мрій були 25 МБ/с. До речі, запис "50 або 104 МБ/с" не є помилкою. Тут мається на увазі не діапазон швидкостей, а два можливі режими роботи. Карти UHS-I здатні працювати в режимі SDR50 або SDR104. У режимі SDR (Single Data Rate) за один такт передається одне слово даних і приймається одна команда, що управляє. Таким чином, при частоті 100 МГц шина здатна передавати 50 мегабайт за секунду, а при частоті 208 МГц - вже 104 МБ/с. З інтерфейсом UHS-II дещо складніше. Такі картки пам'яті мають два рядки контактів. Верхня забезпечує зворотну сумісність з інтерфейсами High Speed та UHS-I, тоді як нижня – можливість функціонування карти у двох додаткових режимах: FD156 та HF312. Використання пари низьковольтних (0,4 В) смуг у дуплексному режимі (а FD означає не що інше, як Full Duplex) дозволяє досягти чесних 156 МБ/с при частоті 52 МГц, а напівдуплексний режим (HD, тобто Half Duplex) - вже 312 МБ/с при тій же частоті, проте при цьому дані можуть передаватися тільки в одному напрямку кожен конкретний час. Абревіатура UHS також використовується для позначення класу швидкості флеш-карт, з цим інтерфейсом (повна назва — UHS Speed Class). Але, перш ніж перейти до його обговорення, має сенс чітко визначитися з термінологією, що використовується. Для цього звернімося до технічних характеристик карт пам'яті SanDisk Extreme PLUS SDHC/SDXC UHS-I. Тут цифри 90 і 60 МБ/с це номінальна швидкість, досяжна у певних сценаріях (послідовне читання та запис відповідно) за ідеальних умов, у яких клієнтський пристрій повністю розкриває потенціал конкретної карти. На практиці подібні ситуації вкрай рідкісні: найчастіше карта працює в змішаному режимі, а сам девайс може бути «пляшковим шийкою». У зв'язку з цим виникло поняття «клас швидкості» - Мінімальний стійкий показник продуктивності в найгірших умовах тестування на сумісному устаткуванні. На сьогоднішній день існують 4 класи швидкості: Наявність одразу трьох класифікацій, що визначають придатність тієї чи іншої карти для роботи з потоковим відео, пояснюється як постійним розвитком самих флеш-карток, так і поширенням нових форматів відеозапису. Першою класифікацією стала Speed Class, що включає 4 класи продуктивності (від 2 до 10 МБ/с). Класифікація UHS Speed Class була введена спеціально для пристроїв з шиною UHS і включає всього два класи: 1 (10 МБ/с) та 3 (30 МБ/с). Video Speed Class була вперше представлена SD Card Association під час щорічної виставки CP+, проведеної в Йокогамі в 2016 році, і увійшла до специфікації SD 5.0. Ця класифікація враховує підтримку запису потокового відео надвисоких дозволів (4K, 8K та 3D) та охоплює діапазон швидкостей від 6 до 90 МБ/с. Application Performance Class увійшов до доповненої версії специфікації SD Specification 5.1. Потреба його розробці була зумовлена появою можливості використання флеш-карт як внутрішнього сховища в мобільних пристроях на базі Android (можливість повноцінного об'єднання власної пам'яті смартфона з простором флеш-карти з'явилася починаючи з 6-ї версії операційної системи Marshmallow). Хоча карти пам'яті демонстрували хороші результати при записі потокового відео, їх продуктивності часто виявлялося недостатньо для роботи з додатками, а поява нового стандарту якраз і була покликана виправити цей недолік. Усі перелічені класифікації використовують єдиний формат скорочених позначень: XY, де X — літера, що вказує на тип використовуваної класифікації, а Y — число, що власне сам клас. Класам швидкості флеш-карток відповідають наступні латинські літери: Speed Class UHS Speed Class Video Speed Class Мінімальна стійка швидкість записуUSB-флеш-накопичувач
Історія
Переваги та недоліки
Переваги
Недоліки
Файлова система
NTFS
FAT32
exFAT (Extended File Allocation Table)
Пристрій флеш-накопичувача
Примітки
Флешка
Переваги флешки
Недоліки
Карта пам'яті (flash-картка)
Як відкрити флеш-карту на комп'ютері
Вибираємо флеш-карти: докладний посібник з різновидів Secure Digital
Форм-фактор карт пам'яті Secure Digital
Стандарти карток пам'яті Secure Digital
SD
SDHC
SDXC
SDUC
SD Express
Швидкісні характеристики SD-карт