Флэш -накопитель USB (также флэш-накопитель [США], карта памяти [Великобритания] и флэш-накопитель / флэш-накопитель в других странах) [1] [примечание 1] — это устройство хранения данных , включающее флэш-память со встроенным интерфейсом USB . Типичный USB-накопитель является съемным, перезаписываемым, размером меньше оптического диска и обычно весит менее 30 г (1 унции). С момента первого появления в продаже в конце 2000 года емкость USB-накопителей варьируется от 8 до 256 гигабайт (ГБ [примечание 2] ), 512 ГБ и 1 терабайта (ТБ [примечание 3] ). [4] [5] По состоянию на 2023 год флэш-накопители емкостью 2 ТБ были самыми большими в настоящее время в производстве. [6] [7] Некоторые из них допускают до 100 000 циклов записи/стирания, в зависимости от точного типа используемого чипа памяти, и считается, что физически они прослужат от 10 до 100 лет при нормальных обстоятельствах ( срок хранения на полке [примечание 4] ).
Обычно флэш-накопители USB используются для хранения, дополнительного резервного копирования и передачи компьютерных файлов . По сравнению с дискетами или компакт-дисками они меньше, быстрее, имеют значительно большую емкость и более долговечны из-за отсутствия движущихся частей. Кроме того, они менее уязвимы к электромагнитным помехам , чем дискеты, и не подвержены царапинам на поверхности (в отличие от компакт-дисков). Однако, как и в случае с любым флэш-накопителем, потеря данных из-за утечки битов из-за длительного отсутствия электропитания и возможность самопроизвольного отказа контроллера из-за плохого производства могут сделать его непригодным для долгосрочного архивирования данных . На возможность сохранения данных влияет прошивка контроллера , внутренняя избыточность данных и алгоритмы исправления ошибок . [8] [9]
Примерно до 2005 года большинство настольных и портативных компьютеров поставлялись с дисководами для гибких дисков в дополнение к портам USB, но дисководы для гибких дисков стали устаревшими после широкого распространения портов USB и большей емкости USB-накопителя по сравнению с «1,44 мегабайтом» (1440 килобайт ). 3,5-дюймовая дискета.
Флэш-накопители USB используют стандарт класса запоминающих устройств USB , который изначально поддерживается современными операционными системами, такими как Windows , Linux , macOS и другими Unix-подобными системами, а также многими загрузочными ПЗУ BIOS . USB-накопители с поддержкой USB 2.0 могут хранить больше данных и передавать их быстрее, чем приводы оптических дисков гораздо большего размера, такие как приводы CD-RW или DVD-RW, и могут считываться многими другими системами, такими как Xbox One , PlayStation 4 , DVD-плеерами, автомобильными развлечениями. системах, а также в ряде портативных устройств, таких как смартфоны и планшетные компьютеры, хотя аналогичная в электронном виде SD-карта лучше подходит для этих устройств из-за их стандартизированного форм-фактора, который позволяет размещать карту внутри устройства, не выступая.
Флэш-накопитель состоит из небольшой печатной платы с элементами схемы и разъема USB, электрически изолированного и защищенного внутри пластикового, металлического или прорезиненного корпуса, который можно носить, например, в кармане или на брелоке. Некоторые из них оснащены светодиодом индикации ввода-вывода , который загорается или мигает при доступе. Разъем USB можно защитить съемной крышкой или втянуть в корпус накопителя, однако, если он не защищен, вероятность его повреждения маловероятна. Большинство флэш-накопителей используют стандартное USB-соединение типа A, позволяющее подключаться к порту персонального компьютера, но существуют также накопители для других интерфейсов (например, портов micro-USB и USB-C). USB-накопители получают питание от компьютера через USB-соединение. Некоторые устройства сочетают в себе функциональность портативного медиаплеера с флэш-накопителем USB; им требуется батарея только при воспроизведении музыки в пути.
Основой USB-накопителей является флэш-память — тип полупроводниковой памяти с плавающим затвором , изобретенный Фудзио Масуокой в начале 1980-х годов. Флэш-память использует в качестве ячеек памяти MOSFET- транзисторы с плавающим затвором . [10] [11]
Несколько человек заявили, что они изобрели USB-накопитель. 5 апреля 1999 года Амир Бан , Дов Моран и Орон Огдан из израильской компании M-Systems подали заявку на патент под названием «Архитектура флэш-диска для ПК на базе универсальной последовательной шины» . [12] [3] Патент был впоследствии выдан 14 ноября 2000 года, и этих людей часто признавали изобретателями USB-накопителя. [13] Также в 1999 году Шимон Шмуэли, инженер IBM, представил раскрытие изобретения, в котором утверждалось, что он изобрел USB-накопитель. [3] [14] Сингапурская компания Trek 2000 International является первой известной компанией, которая продала USB-накопитель, а также утверждает, что она является первоначальным изобретателем устройства. [15] Наконец, Пуа Кхейн-Сенг , малазийский инженер, также был признан некоторыми возможным изобретателем устройства. [16]
Учитывая эти конкурирующие заявления изобретателей, на протяжении многих лет возникали патентные споры, связанные с USB-накопителем. И Trek 2000 International , и Netac Technology обвинили других в нарушении их патентов на USB-накопители. [17] [18] [19] Однако, несмотря на эти судебные иски, вопрос о том, кто первым изобрел USB-накопитель, до сих пор окончательно не решен, и сохраняются многочисленные претензии.
Флэш-накопители часто оцениваются по скорости, с которой они передают данные. Скорость передачи может быть указана в мегабайтах в секунду (МБ/с), мегабитах в секунду (Мбит/с) или в множителях оптического привода, например «180X» (180 раз по 150 КиБ /с). [20] Скорость передачи файлов значительно различается в зависимости от устройства. Флэш-накопители второго поколения заявляют, что читают со скоростью до 30 МБ/с и записывают примерно вдвое быстрее, что примерно в 20 раз выше, чем теоретическая скорость передачи данных, достижимая предыдущей моделью USB 1.1, которая ограничена 12 Мбит/с. с (1,5 МБ/с) с учетом накладных расходов. [21] На эффективную скорость передачи данных устройства существенно влияет схема доступа к данным. [22]
К 2002 году флэш-накопители USB имели возможность подключения USB 2.0 , верхняя граница скорости передачи данных которого составляла 480 Мбит /с; после учета накладных расходов протокола это соответствует эффективной пропускной способности 35 МБ /с. [ нужна цитата ] В том же году Intel стимулировала широкое использование USB второго поколения, включив их в свои ноутбуки. [23]
К 2010 году максимальная доступная емкость хранилища для устройств достигла более 128 ГБ. [24] USB 3.0 медленно появлялся в ноутбуках. До 2010 года большинство моделей ноутбуков по-прежнему содержали только USB 2.0. [23]
В январе 2013 года технологическая компания Kingston выпустила флэш-накопитель емкостью 1 ТБ. [25] Первые флэш-накопители USB 3.1 типа C со скоростью чтения/записи около 530 МБ/с были анонсированы в марте 2015 года. [26] К июлю 2016 года флэш-накопители емкостью от 8 до 256 ГБ продавались чаще. чем те, емкость которых составляет от 512 ГБ до 1 ТБ. [4] [5] В 2017 году компания Kingston Technology объявила о выпуске флэш-накопителя емкостью 2 ТБ. [27] В 2018 году SanDisk анонсировала флэш-накопитель USB-C емкостью 1 ТБ, самый маленький в своем роде. [28]
На одном конце USB-накопителя имеется один USB-штекер стандарта A ; некоторые флэш-накопители дополнительно оснащены разъемом micro USB или USB-C, облегчающим передачу данных между различными устройствами. [29]
На одном конце USB-накопителя имеется один USB-разъем ; некоторые флэш-накопители дополнительно оснащены разъемом micro USB , облегчающим передачу данных между различными устройствами.
Внутри корпуса находится небольшая печатная плата, на которой расположены силовые схемы и небольшое количество интегральных схем (ИС) поверхностного монтажа . [ нужна цитация ] Обычно одна из этих микросхем обеспечивает интерфейс между разъемом USB и встроенной памятью, а другая — флэш-памятью . Для связи с хостом накопители обычно используют класс запоминающих устройств USB . [30]
Флэш-память сочетает в себе ряд старых технологий с более низкой стоимостью, меньшим энергопотреблением и небольшим размером, что стало возможным благодаря достижениям в технологии изготовления полупроводниковых устройств . Память основана на более ранних технологиях EPROM и EEPROM . Они имели ограниченную емкость, были медленными как для чтения, так и для записи, требовали сложной схемы высоковольтного привода и могли быть перезаписаны только после стирания всего содержимого чипа.
Позже разработчики оборудования разработали EEPROM с областью стирания, разбитой на более мелкие «поля», которые можно было стирать индивидуально, не затрагивая другие. Изменение содержимого определенной ячейки памяти включало копирование всего поля во внешнюю буферную память, стирание поля, изменение данных в буфере по мере необходимости и перезапись их в то же поле. Это требовало значительной компьютерной поддержки, и системы флэш-памяти EEPROM на базе ПК часто имели собственную специализированную микропроцессорную систему. Флэш-накопители представляют собой более или менее миниатюрную версию этого устройства.
Разработка высокоскоростных последовательных интерфейсов данных, таких как USB, сделала жизнеспособными полупроводниковые системы памяти с последовательным доступом к памяти, а одновременная разработка небольших, высокоскоростных и маломощных микропроцессорных систем позволила включить их в чрезвычайно компактные системы. Последовательный доступ требует гораздо меньше электрических соединений для микросхем памяти, чем параллельный доступ , что упрощает производство многогигабайтных накопителей .
Компьютеры получают доступ к современным [обновлять]системам флэш-памяти очень похоже на жесткие диски, где система контроллера имеет полный контроль над тем, где фактически хранится информация. Однако фактические процессы записи и стирания EEPROM по-прежнему очень похожи на описанные выше более ранние системы.
Многие недорогие MP3-плееры просто добавляют дополнительное программное обеспечение и батарею к стандартному микропроцессору управления флэш-памятью, чтобы он также мог служить декодером воспроизведения музыки. Большинство таких плееров можно использовать и как обычный флэш-накопитель, для хранения файлов любого типа.
Обычно флэш-накопитель состоит из пяти частей:
Типичное устройство также может включать в себя:
Большинство USB-накопителей весят менее 30 г (1 унции). [33] В то время как некоторые производители конкурируют за самый маленький размер, [34] за самый большой объем памяти, предлагая накопители всего на несколько миллиметров больше, чем сам разъем USB, [35] некоторые производители дифференцируют свою продукцию, используя сложные корпуса, которые часто громоздкий и затрудняет подключение накопителя к порту USB. Поскольку разъемы USB-портов на корпусе компьютера часто расположены близко друг к другу, подключение флэш-накопителя к USB-порту может заблокировать соседний порт. Такие устройства могут иметь логотип USB только в том случае, если они продаются с отдельным удлинительным кабелем. Такие кабели USB-совместимы, но не соответствуют стандарту USB. [36] [37]
USB-накопители встроены в другие часто используемые предметы, такие как часы, ручки, лазерные указки и даже швейцарский армейский нож ; другие были оснащены футлярами для новинок, такими как игрушечные машинки или кубики Lego . USB-флешки с изображениями драконов, кошек или инопланетян очень популярны в Азии. [38] Небольшой размер, надежность и дешевизна USB-накопителей делают их все более популярными периферийными устройствами для моддинга корпусов .
Большинство флэш-накопителей поставляются с файловой системой FAT32 или exFAT . Повсеместное распространение файловой системы FAT32 позволяет получить доступ к диску практически на любом хост-устройстве с поддержкой USB. Кроме того, для восстановления или получения поврежденных данных можно использовать стандартные утилиты обслуживания FAT (например, ScanDisk ) . Однако, поскольку флэш-накопитель отображается в хост-системе как жесткий диск , подключенный через USB , его можно переформатировать в любую файловую систему, поддерживаемую хост-операционной системой.
Флешки можно дефрагментировать . Существует широко распространенное мнение, что дефрагментация приносит мало пользы (поскольку нет механической головки, перемещающейся от фрагмента к фрагменту), и что дефрагментация сокращает срок службы накопителя, производя множество ненужных операций записи. [39] Однако некоторые источники утверждают [40] , что дефрагментация флэш-накопителя может повысить производительность (в основном за счет улучшения кэширования кластеризованных данных), а дополнительный износ флэш-накопителей может быть незначительным.
Некоторые файловые системы предназначены для распределения использования по всему устройству памяти без концентрации использования на какой-либо его части (например, каталоге), чтобы продлить срок службы простых устройств флэш-памяти. Некоторые USB-накопители имеют функцию « выравнивания износа », встроенную в программный контроллер для продления срока службы устройства, а другие — нет, поэтому установка одной из этих файловых систем не обязательно полезна. [41]
Длина секторов составляет 512 байт для совместимости с жесткими дисками, а первый сектор может содержать главную загрузочную запись и таблицу разделов . Таким образом, USB-накопители можно разбить на разделы так же, как жесткие диски.
Память во флэш-накопителях обычно разрабатывалась на основе многоуровневой ячейки (MLC), рассчитанной примерно на 3000–5000 циклов программного стирания. [42] В настоящее время также часто используется трехуровневая ячейка (TLC), которая имеет до 500 циклов записи на физический сектор, в то время как некоторые высокопроизводительные флэш-накопители имеют память на основе одноуровневой ячейки (SLC), которая рассчитана примерно на 30 000 циклов записи. пишет. [43] Число операций чтения из такой флэш-памяти практически не ограничено, поэтому изношенный USB-накопитель можно защитить от записи, чтобы обеспечить срок службы отдельных ячеек.
Оценка долговечности флэш-памяти — сложная задача, которая зависит от типа памяти SLC / MLC / TLC , размера микросхем флэш-памяти и фактической схемы использования. В результате срок службы флешки может составлять от нескольких дней до нескольких сотен лет. [44]
Независимо от срока службы самой памяти, аппаратное обеспечение USB-разъема выдерживает всего около 1500 циклов вставки-извлечения. [45]
Поддельные USB-накопители иногда продаются с заявлением о большей емкости, чем она есть на самом деле. Обычно это USB-накопители малой емкости с модифицированной прошивкой контроллера флэш-памяти , которая имитирует диски большей емкости (например, диск емкостью 2 ГБ продается как диск емкостью 64 ГБ). При подключении к компьютеру они сообщают, что имеют большую емкость, как они были проданы, но когда на них записываются данные, либо происходит сбой записи, либо диск зависает, либо существующие данные перезаписываются. Существуют программные инструменты для проверки и обнаружения поддельных USB-накопителей, [46] [47] , и в некоторых случаях можно восстановить эти устройства, чтобы удалить ложную информацию о емкости и использовать реальный лимит памяти. [48]
Скорость передачи технически определяется самым медленным из трех факторов: используемой версией USB, скоростью, с которой USB-контроллер может считывать и записывать данные во флэш-память, и скоростью аппаратной шины , особенно в случае надстройки. на USB-портах.
USB-накопители обычно указывают скорость чтения и записи в мегабайтах в секунду (МБ/с); скорость чтения обычно выше. Эти скорости предназначены для оптимальных условий; Реальные скорости обычно ниже. В частности, обстоятельства, которые часто приводят к скорости намного ниже заявленной, - это передача (особенно запись) большого количества небольших файлов, а не нескольких очень больших файлов, а также смешанное чтение и запись на одно и то же устройство.
В типичном хорошо проведенном обзоре ряда высокопроизводительных накопителей USB 3.0 диск, который мог читать большие файлы со скоростью 68 МБ/с и записывать со скоростью 46 МБ/с, мог обрабатывать только 14 МБ/с и 0,3 МБ/с. с множеством мелких файлов. При совмещении потокового чтения и записи скорость другого диска накопитель мог читать со скоростью 92 МБ/с, а запись со скоростью 70 МБ/с составляла 8 МБ/с. Эти различия радикально различаются от одного стремления к другому; некоторые могли записывать небольшие файлы на 10% быстрее, чем большие. Приведенные примеры выбраны для иллюстрации крайностей. [49]
Чаще всего флэш-накопители используются для транспортировки и хранения личных файлов, таких как документы, изображения и видео. Люди также хранят медицинскую информацию на флэш-накопителях на случай чрезвычайных ситуаций и подготовки к стихийным бедствиям. [ нужна цитата ]
При широком распространении флэш-накопителей в различных средах (защищенных или иных) безопасность данных и информации остается критически важной проблемой. Биометрия и шифрование становятся нормой по мере роста потребностей в безопасности данных; В этом отношении особенно полезны системы шифрования «на лету» , поскольку они могут прозрачно шифровать большие объемы данных. В некоторых случаях безопасный USB-накопитель может использовать аппаратный механизм шифрования, который использует аппаратный модуль вместо программного обеспечения для надежного шифрования данных. IEEE 1667 — это попытка создать общую платформу аутентификации для USB-накопителей. Он поддерживается в Windows 7 и Windows Vista (пакет обновления 2 с исправлением). [50]
Недавней разработкой в области использования USB-накопителя в качестве носителя приложений является использование приложения Computer Online Forensic Evidence Extractor (COFEE), разработанного Microsoft . COFEE — это набор приложений, предназначенных для поиска и извлечения цифровых доказательств на компьютерах, конфискованных у подозреваемых. [51] Судебное программное обеспечение не должно каким-либо образом изменять информацию, хранящуюся на проверяемом компьютере. Другие аналитические пакеты запускаются с компакт-диска или DVD-ROM , но не могут хранить данные на носителе, с которого они запускаются (хотя они могут записывать на другие подключенные устройства, такие как внешние накопители или карты памяти ).
Прошивку материнской платы (включая BIOS и UEFI ) можно обновить с помощью USB-накопителей. Обычно новая прошивка загружается и помещается на USB-накопитель в формате FAT16 или FAT32 , подключенный к обновляемой системе, а путь к образу новой прошивки выбирается в компоненте обновления прошивки системы. [52] Некоторые производители материнских плат также допускают такие обновления без необходимости входа в компонент обновления прошивки системы, что позволяет легко восстанавливать системы с поврежденной прошивкой. [53]
Кроме того, HP представила USB-накопитель гибких дисков — обычный USB-накопитель с возможностью эмуляции гибких дисков, что позволяет использовать его для обновления встроенного ПО системы там, где прямое использование USB-накопителей не поддерживается. Желаемый режим работы (обычное USB-накопитель большой емкости или эмуляция флоппи-дисковода) выбирается с помощью скользящего переключателя на корпусе устройства. [54] [55]
Большинство последних прошивок ПК допускают загрузку с USB-накопителя, что позволяет запускать операционную систему с загрузочного флэш-накопителя. Такая конфигурация известна как Live USB . [56]
Оригинальные конструкции флэш-памяти имели очень ограниченный расчетный срок службы. Механизм разрушения ячеек флэш-памяти аналогичен режиму усталости металла ; устройство выходит из строя из-за отказа записывать новые данные в определенные ячейки, которые подвергались множеству циклов чтения-записи в течение срока службы устройства. Преждевременный выход из строя «живого USB» можно было обойти, используя флэш-накопитель с переключателем блокировки записи в качестве устройства WORM , идентичного живому компакт-диску . Первоначально этот потенциальный режим отказа ограничивал использование системы «живого USB» приложениями специального назначения или временными задачами, такими как:
По состоянию на 2011 год [обновлять]новые конструкции флэш-памяти имеют гораздо более высокий расчетный срок службы. Некоторые производители теперь предлагают гарантию 5 лет и более. Такие гарантии должны сделать устройство более привлекательным для большего числа применений. За счет снижения вероятности преждевременного выхода устройства из строя устройства флэш-памяти теперь можно рассматривать для использования там, где обычно требуется магнитный диск. Емкость флэш-накопителей также со временем выросла в геометрической прогрессии (в соответствии с кривой роста по закону Мура ). По состоянию на 2013 год легко доступны устройства емкостью 1 ТБ в одиночном корпусе [57] , а устройства емкостью 16 ГБ очень экономичны. Традиционно считалось, что емкость хранилища в этом диапазоне обеспечивает достаточно места, поскольку она обеспечивает достаточно места как для программного обеспечения операционной системы, так и для некоторого свободного места для пользовательских данных.
Установщики некоторых операционных систем можно хранить на флэш-накопителе вместо компакт-диска или DVD-диска, включая различные дистрибутивы Linux , Windows 7 и более новые версии, а также macOS . В частности, Mac OS X 10.7 распространяется только онлайн, через Mac App Store или на флэш-накопителях; для MacBook Air с Boot Camp и без внешнего оптического привода для запуска установки Windows или Linux можно использовать флэш-накопитель.
Однако при установке Windows 7 и более поздних версий для загрузки с него рекомендуется использовать USB-накопитель с эмуляцией жесткого диска, обнаруженной в прошивке компьютера. Transcend — единственный производитель USB-накопителей, обладающих такой функцией.
Кроме того, для установки Windows XP рекомендуется использовать USB-накопитель с объемом памяти не более 2 ГБ для загрузки с него.
В Windows Vista и более поздних версиях функция ReadyBoost позволяет флэш-накопителям (от 4 ГБ в случае Windows Vista) увеличивать память операционной системы. [58]
Флэш-накопители используются для хранения приложений , которые запускаются на главном компьютере без необходимости установки . Хотя в принципе таким образом можно использовать любое автономное приложение, многие программы хранят данные, информацию о конфигурации и т. д. на жестком диске и в реестре главного компьютера.
Компания U3 сотрудничает с производителями накопителей (материнская компания SanDisk и другие) для доставки пользовательских версий приложений, разработанных для Microsoft Windows, со специального флэш-накопителя; U3-совместимые устройства предназначены для автоматической загрузки меню при подключении к компьютеру под управлением Windows. Приложения должны быть модифицированы для платформы U3, чтобы не оставлять никаких данных на хост-компьютере. U3 также предоставляет программную среду независимым поставщикам программного обеспечения , заинтересованным в их платформе.
Ceedo — это альтернативный продукт, который не требует изменения приложений Windows, чтобы их можно было переносить и запускать на диске.
Аналогичным образом, для запуска программного обеспечения с флэш-накопителя без установки можно использовать другие решения для виртуализации приложений и средства создания портативных приложений , такие как VMware ThinApp (для Windows) или RUNZ (для Linux).
В октябре 2010 года компания Apple Inc. выпустила свою новейшую версию MacBook Air , в которой файлы восстановления системы находились на жестком диске USB, а не на традиционных установочных компакт-дисках, поскольку Air не имел оптического привода. [59]
В списке портативного программного обеспечения можно найти широкий спектр портативных приложений , которые бесплатны и могут запускаться на компьютере под управлением Windows, не сохраняя ничего на дисках или в реестре главного компьютера .
Некоторые реселлеры с добавленной стоимостью теперь используют флэш-накопители как часть готовых решений для малого бизнеса (например, системы торговых точек ). Диск используется в качестве носителя резервной копии : каждый вечер в конце рабочего дня диск вставляется, и на него сохраняется резервная копия базы данных . Альтернативно, диск можно оставить вставленным в течение рабочего дня, и данные будут регулярно обновляться. В любом случае диск ночью снимается и вывозится за пределы площадки.
Флешки также имеют недостатки. Их легко потерять, и они облегчают несанкционированное резервное копирование. Меньшим недостатком флэш-накопителей является то, что их емкость составляет лишь одну десятую от емкости жестких дисков, произведенных во время их распространения.
Диск сброса пароля — это функция операционной системы Windows. Если пользователь настраивает диск для сброса пароля, его можно использовать для сброса пароля на компьютере, на котором он был установлен.
Многие компании производят небольшие твердотельные цифровые аудиоплееры , по сути производя флэш-накопители с выводом звука и простым пользовательским интерфейсом. Примеры включают Creative MuVo , Philips GoGear и iPod shuffle первого поколения . Некоторые из этих плееров являются настоящими USB-накопителями, а также музыкальными проигрывателями; другие не поддерживают хранилище данных общего назначения. Другие приложения, требующие хранения данных, например цифровая голосовая запись или запись звука , также можно комбинировать с функцией флэш-накопителя. [60]
Многие из самых маленьких плееров питаются от встроенной аккумуляторной батареи, заряжаемой через интерфейс USB. Более модные устройства, которые функционируют как цифровой аудиоплеер, имеют хост-порт USB (обычно тип A «мама»).
Цифровые аудиофайлы можно переносить с одного компьютера на другой, как и любой другой файл, и воспроизводить на совместимом медиаплеере (с оговорками для файлов с защитой DRM ). Кроме того, многие домашние Hi-Fi и автомобильные стереосистемы теперь оснащены портом USB. Это позволяет воспроизводить флэш-накопитель USB, содержащий мультимедийные файлы различных форматов, непосредственно на устройствах, поддерживающих этот формат. Некоторые ЖК-мониторы для потребительского просмотра HDTV имеют специальный порт USB, через который можно воспроизводить музыку и видеофайлы без использования персонального компьютера.
Артисты продавали или раздавали USB-накопители, причем первый случай произошел в 2004 году, когда немецкая панк-группа Wizo выпустила Stick EP только в виде USB-накопителя. Помимо пяти файлов MP3 с высоким битрейтом , он также включал видео, изображения, тексты песен и гитарные табулатуры . [61] Впоследствии артисты, в том числе Nine Inch Nails и Кайли Миноуг [62], выпустили музыку и рекламные материалы на USB-накопителях. Первым USB-альбомом, выпущенным в Великобритании, стал Kiss Does... Rave , сборник, выпущенный Kiss Network в апреле 2007 года .
Доступность недорогих флэш-накопителей позволила использовать их в рекламных и маркетинговых целях, особенно в кругах технической и компьютерной индустрии (например, на выставках технологий ). Их можно раздавать бесплатно, продавать по цене ниже оптовой или включать в качестве бонуса в другой купленный товар.
Обычно на такие диски наносится логотип компании в качестве рекламы . Диск может быть пустым или с предварительно загруженной графикой, документацией, веб-ссылками, флэш- анимацией или другим мультимедиа , а также бесплатным или демонстрационным программным обеспечением. Некоторые предварительно загруженные диски доступны только для чтения, в то время как другие настроены как на сегменты, доступные только для чтения, так и на запись пользователем. Такие двухраздельные диски стоят дороже. [64]
Флэш-накопители можно настроить на автоматический запуск сохраненных презентаций, веб-сайтов, статей и любого другого программного обеспечения сразу после вставки накопителя с помощью функции автозапуска Microsoft Windows . [65] Такой способ автоматического запуска программного обеспечения работает не на всех компьютерах и обычно отключается пользователями, заботящимися о безопасности.
В аркадной игре In the Groove и, чаще всего , In The Groove 2 флэш-накопители используются для передачи рекордов, снимков экрана , танцевальных правок и комбо во время сеансов. Начиная с версии программного обеспечения 21 (R21), плееры также могут сохранять собственные песни и воспроизводить их на любом компьютере, на котором включена эта функция. Хотя использование флэш-накопителей является обычным явлением, диск должен быть совместим с Linux . [ нужна цитата ]
В аркадных играх Pump it Up NX2 и Pump it Up NXA специально изготовленный флэш-накопитель используется в качестве «файла сохранения» для разблокированных песен, а также для продвижения в разделах игры WorldMax и Brain Shower. [ нужна цитата ]
В аркадной игре Dance Dance Revolution X компания Konami создала эксклюзивный USB-накопитель для функции связи с его аналогом для Sony PlayStation 2. Однако в этой аркадной игре можно использовать любой USB-накопитель. [ нужна цитата ]
Флэш-накопители потребляют мало энергии, не имеют хрупких движущихся частей и в большинстве случаев малы и легки. Данные, хранящиеся на флэш-накопителях, невосприимчивы к механическим ударам, магнитным полям, царапинам и пыли. Эти свойства делают их пригодными для транспортировки данных с места на место и обеспечения легкого доступа к данным.
Флэш-накопители также хранят данные более плотно по сравнению со многими съемными носителями. В середине 2009 года стали доступны накопители емкостью 256 ГБ, способные хранить во много раз больше данных, чем DVD (54 DVD) или даже Blu-ray (10 BD). [66]
Флэш-накопители реализуют класс запоминающих устройств USB , поэтому большинство современных операционных систем могут читать и записывать на них данные без установки драйверов устройств . Флэш-накопители представляют собой простую логическую единицу с блочной структурой для операционной системы хоста, скрывая отдельные сложные детали реализации различных базовых устройств флэш-памяти. Операционная система может использовать любую файловую систему или схему адресации блоков. Некоторые компьютеры могут загружаться с флэш-накопителей.
Доступны специально изготовленные флэш-накопители с прочным резиновым или металлическим корпусом, водонепроницаемым и практически «небьющимся». Эти флэш-накопители сохраняют свою память даже после погружения в воду и даже после машинной стирки. Известно, что если оставить такой флэш-накопитель полностью высохнуть, прежде чем через него потечет ток, это приведет к тому, что диск будет работать без проблем в будущем. В программе «Гаджет-шоу Пятого канала» одну из таких флешек сварили пропаном, заморозили сухим льдом , погрузили в различные кислотные жидкости, наехали на джипе и выстрелили из миномета в стену. Компании, специализирующейся на восстановлении утерянных данных с дисков компьютеров, удалось восстановить все данные на диске. [67] Все данные на других протестированных съемных устройствах хранения данных с использованием оптических или магнитных технологий были уничтожены.
Применение современных ленточных картриджей практически не пересекается с применением флэш-накопителей: на ленте стоимость гигабайта очень низка для больших объемов, но отдельные накопители и носители стоят дорого. Носители имеют очень большую емкость и очень высокую скорость передачи, но хранят данные последовательно и очень медленны для произвольного доступа к данным. Хотя резервное копирование на диск в настоящее время является основным средством резервного копирования для большинства компаний, резервное копирование на ленту по-прежнему популярно для переноса данных за пределы площадки в наихудших сценариях и для очень больших объемов (более нескольких сотен ТБ). См. ленты LTO .
Дисководы гибких дисков редко устанавливаются в современные компьютеры и устарели для обычных целей, хотя при необходимости можно установить внутренние и внешние дисководы. Дискеты могут быть предпочтительным методом передачи данных на очень старые компьютеры и обратно без USB или загрузки с дискет, поэтому их иногда используют для изменения прошивки, например, микросхем BIOS . Устройства со съемным накопителем, такие как старые музыкальные клавиатуры Yamaha , также зависят от дискет, для обработки которых требуются компьютеры. Новые устройства оснащены поддержкой USB-накопителей.
Существуют аппаратные эмуляторы гибких дисков , которые эффективно используют внутренние соединения и физические атрибуты дисковода гибких дисков для использования устройства, в котором флэш-накопитель USB имитирует пространство хранения дискеты в твердотельной форме, и их можно разделить на ряд отдельные образы виртуальных дискет с использованием отдельных каналов данных.
Различные записываемые и перезаписываемые формы компакт-дисков и DVD представляют собой портативные носители данных, поддерживаемые подавляющим большинством компьютеров по состоянию на 2008 год. CD-R, DVD-R и DVD+R можно записывать только один раз, разновидности RW — до около 1000 циклов стирания/записи, тогда как современные флэш-накопители на базе NAND часто выдерживают 500 000 и более циклов стирания/записи. Диски DVD-RAM являются наиболее подходящими оптическими дисками для хранения данных, требующих частой перезаписи.
Оптические устройства хранения данных являются одними из самых дешевых методов массового хранения данных после жесткого диска. Они медленнее, чем их аналоги на основе флэш-памяти. Стандартные оптические диски диаметром 120 мм крупнее флэш-накопителей и более подвержены повреждениям. Существуют оптические носители меньшего размера, такие как компакт-диски для визитных карточек , которые имеют те же размеры, что и кредитная карта, а также немного менее удобные, но более емкие записываемые MiniCD и MiniDVD диаметром 80 мм . Маленькие диски дороже стандартного размера и работают не со всеми приводами.
Универсальный формат диска (UDF) версии 1.50 и выше имеет средства для поддержки перезаписываемых дисков, такие как резервные таблицы и таблицы виртуального размещения , распределяя использование по всей поверхности диска и увеличивая срок службы, но многие старые операционные системы не поддерживают этот формат. Доступны утилиты пакетной записи, такие как DirectCD и InCD , но они создают диски, которые не являются универсально читаемыми (хотя и основаны на стандарте UDF ). Стандарт Mount Rainier устраняет этот недостаток носителя CD-RW, запуская поверх него старые файловые системы и выполняя управление дефектами для этих стандартов, но он требует поддержки как со стороны устройства записи CD/DVD, так и со стороны операционной системы . Многие современные накопители не поддерживают Mount Rainier, а многие старые операционные системы, такие как Windows XP и ниже, а также ядра Linux старше 2.6.2, не поддерживают его (более поздние версии поддерживают). По сути, компакт-диски/DVD являются хорошим способом дешевой записи большого количества информации и имеют то преимущество, что их читает большинство автономных проигрывателей, но они плохо справляются с постоянными небольшими изменениями в большой коллекции информации. Способность флэш-накопителей делать это является их главным преимуществом перед оптическими носителями.
Карты флэш-памяти , например карты Secure Digital , доступны в различных форматах и емкостях и используются во многих потребительских устройствах. Однако, хотя практически все ПК имеют порты USB, позволяющие использовать флэш-накопители USB, устройства чтения карт памяти обычно не входят в стандартную комплектацию (особенно с настольными компьютерами). Хотя доступны недорогие устройства чтения карт, которые читают многие распространенные форматы, в результате получается два портативного оборудования (карта плюс устройство чтения), а не одно.
Некоторые производители, стремясь получить «лучшее из обоих миров» решение, выпустили устройства считывания карт, которые по размеру и форме приближаются к USB-накопителям (например, Kingston MobileLite, [68] SanDisk MobileMate [69] ). Эти устройства чтения ограничены конкретным подмножество форматов карт памяти (таких как SD, microSD или Memory Stick ) и часто полностью закрывают карту, обеспечивая долговечность и портативность, приближающуюся, если не совсем равную, к флэш-накопителю. Хотя совокупная стоимость мини-ридера и карты памяти обычно немного выше, чем стоимость USB-накопителя сопоставимой емкости, решение «ридер + карта» обеспечивает дополнительную гибкость использования и практически «неограниченную» емкость. Повсеместное распространение SD-карт таково, что примерно в 2011 году из-за эффекта масштаба их цена теперь меньше, чем у USB-накопителя эквивалентной емкости, даже с добавленной стоимостью USB-устройства для чтения SD-карт.
Дополнительным преимуществом карт памяти является то, что многие потребительские устройства (например, цифровые камеры , портативные музыкальные плееры ) не могут использовать USB-накопители (даже если устройство имеет USB-порт), тогда как карты памяти, используемые устройствами, можно считывать. с помощью ПК с кард-ридером.
В частности, с появлением USB внешние жесткие диски стали широко доступны и недороги. Внешние жесткие диски в настоящее время стоят дешевле за гигабайт, чем флэш-накопители, и доступны в большей емкости. Некоторые жесткие диски поддерживают альтернативные и более быстрые интерфейсы, чем USB 2.0 (например, Thunderbolt , FireWire и eSATA ). При последовательной записи и чтении секторов (например, из нефрагментированного файла) большинство жестких дисков могут обеспечить гораздо более высокую устойчивую скорость передачи данных, чем текущая флэш-память NAND, хотя механические задержки серьезно влияют на производительность жесткого диска.
В отличие от твердотельной памяти, жесткие диски подвержены повреждениям в результате ударов (например, при падении с небольшой высоты) и вибрации, имеют ограничения на использование на большой высоте и, хотя и защищены корпусом, уязвимы при воздействии сильных магнитных полей. По общей массе жесткие диски обычно больше и тяжелее флэш-накопителей; однако жесткие диски иногда весят меньше на единицу хранения. Как и флэш-накопители, жесткие диски также страдают от фрагментации файлов , что может снизить скорость доступа .
Кассеты с аудиокассетами и дискеты большой емкости (например, Imation SuperDisk ), а также другие формы приводов со съемными магнитными носителями, такие как привод Iomega Zip и приводы Jaz , в настоящее время в значительной степени устарели и используются редко. На современном рынке существуют продукты, которые эмулируют эти устаревшие накопители как для ленточных, так и для дисковых накопителей (например, SCSI1/SCSI2, SASI, Magneto optic, Ricoh ZIP, Jaz, IBM3590/ Fujitsu 3490E и Bernoulli) в современном компактном исполнении. Флеш-накопители – CF2SCSI.
USB-накопители, как портативные носители, легко потерять или украсть. Содержимое всех USB-накопителей может быть зашифровано с помощью стороннего программного обеспечения для шифрования диска, которое часто можно запускать непосредственно с USB-накопителя без установки (например, FreeOTFE ), хотя некоторые из них, такие как BitLocker, требуют от пользователя наличия прав администратора. на каждом компьютере, на котором он запущен.
Программное обеспечение для архивирования может достичь аналогичного результата, создавая зашифрованные файлы ZIP или RAR . [70] [71]
Некоторые производители выпустили USB-накопители, в конструкции которых используется аппаратное шифрование, [72] что устраняет необходимость в стороннем программном обеспечении для шифрования. В некоторых случаях было показано, что эти диски имеют проблемы с безопасностью и обычно стоят дороже, чем программные системы, которые доступны бесплатно.
Меньшая часть флэш-накопителей поддерживает биометрическое снятие отпечатков пальцев для подтверждения личности пользователя. По состоянию на середину 2005 года [обновлять][ нужно обновить ] это была дорогая альтернатива стандартной защите паролем, предлагаемой на многих новых USB-накопителях. Большинство накопителей для сканирования отпечатков пальцев полагаются на операционную систему хоста для проверки отпечатка пальца с помощью программного драйвера, что часто ограничивает использование накопителя компьютерами с Microsoft Windows . Однако существуют USB-накопители со сканерами отпечатков пальцев, которые используют контроллеры, обеспечивающие доступ к защищенным данным без какой-либо аутентификации. [73]
Некоторые производители используют токены физической аутентификации в виде флэш-накопителя. Они используются для контроля доступа к конфиденциальной системе путем хранения ключей шифрования или, что чаще, для связи с программным обеспечением безопасности на целевой машине. Система спроектирована таким образом, что целевой компьютер не будет работать, за исключением случаев, когда к нему подключен флэш-накопитель. Некоторые из этих устройств «блокировки ПК» также функционируют как обычные флэш-накопители при подключении к другим машинам.
Как и все устройства флэш-памяти, флэш-накопители могут выдержать лишь ограниченное количество циклов записи и стирания, прежде чем диск выйдет из строя. [74] [ ненадежный источник? ] [75] Это следует учитывать при использовании флэш-накопителя для запуска прикладного программного обеспечения или операционной системы. Чтобы решить эту проблему, а также ограничения по пространству, некоторые разработчики создали специальные версии операционных систем (например, Linux в Live USB ) [76] или обычных приложений (таких как Mozilla Firefox ), предназначенных для запуска с флэш-накопителей. Обычно они оптимизированы по размеру и настроены на размещение временных или промежуточных файлов в основной оперативной памяти компьютера, а не на временное хранение их на флэш-накопителе.
При использовании так же, как и внешние вращающиеся накопители (жесткие диски, оптические приводы или дисководы для гибких дисков), т. е. при незнании их технологии, отказ USB-накопителей с большей вероятностью будет внезапным: хотя вращающиеся накопители могут выйти из строя мгновенно, они чаще дают некоторый признак (шум, медлительность) того, что они вот-вот откажутся, часто с достаточно заблаговременным предупреждением о том, что данные могут быть удалены до полного сбоя. USB-накопители практически не предупреждают о сбое или не дают его вообще. Кроме того, когда для продления срока службы флэш-накопителя применяется внутреннее выравнивание износа, в случае выхода из строя даже части памяти может быть трудно или невозможно использовать остальную часть накопителя, что отличается от магнитных носителей, на которых могут быть повреждены сектора. иметь постоянную маркировку о запрете использования. [77]
Большинство USB-накопителей не имеют механизма защиты от записи . Эта функция, которая постепенно стала менее распространенной, состоит из переключателя на корпусе самого накопителя, который не позволяет главному компьютеру записывать или изменять данные на накопителе. Например, защита от записи делает устройство пригодным для ремонта зараженных вирусами хост-компьютеров без риска заражения самого USB-накопителя. В отличие от SD-карт , защита от записи на USB-накопителях (если они доступны) подключается к схеме накопителя и обрабатывается самим накопителем, а не хостом (на SD-картах обработка выреза для защиты от записи не является обязательной).
Недостаток небольшого физического размера флэш-накопителей заключается в том, что их легко потерять или потерять другим способом. Это особая проблема, если они содержат конфиденциальные данные (см. безопасность данных ). Как следствие, некоторые производители добавляют к своим накопителям аппаратное обеспечение шифрования, хотя системы программного шифрования , которые можно использовать в сочетании с любым носителем массовой информации, дадут тот же результат. Большинство приводов можно прикрепить к брелкам или ремешкам. USB-штекер обычно выдвижной или снабжен съемной защитной крышкой.
Большинство флэш-технологий на основе USB объединяют печатную плату с металлическим наконечником, который просто припаивается. В результате точка напряжения находится там, где соединяются две части. Контроль качества некоторых производителей не обеспечивает правильную температуру припоя, что еще больше ослабляет точку напряжения. [78] [79] Поскольку многие флэш-накопители торчат из компьютеров, они, вероятно, будут неоднократно подвергаться ударам и могут сломаться в точке нагрузки. В большинстве случаев разрыв в точке напряжения отрывает соединение от печатной платы и приводит к необратимому повреждению. Однако некоторые производители выпускают незаметные флэш-накопители, которые не торчат, а другие используют цельный металлический или пластиковый цельный корпус, на котором нет легко различимых точек напряжения. SD-карты служат хорошей альтернативой USB-накопителям, поскольку их можно вставлять заподлицо.
По внешнему виду похож на USB-накопитель, USB-убийца представляет собой схему, которая заряжает конденсаторы до высокого напряжения с помощью контактов питания USB-порта, а затем разряжает импульсы высокого напряжения на контакты данных. Это полностью автономное устройство может мгновенно и навсегда повредить или уничтожить любое оборудование хоста, к которому оно подключено. [80]
Базирующийся в Нью-Йорке Фонд по правам человека в сотрудничестве с Forum 280 и USB Memory Direct запустил программу «Флэш-накопители за свободу». [81] [82] Программа была создана в 2016 году для контрабанды флэш-накопителей с американскими и южнокорейскими фильмами и телешоу, а также копией корейской Википедии в Северную Корею с целью распространения прозападных настроений. [83] [84]
Сообщалось также о USB-накопителях «ручной работы», содержащих фильмы и другой сопутствующий контент. [85]
Корпорации полупроводников работают над снижением стоимости компонентов флэш-накопителя за счет интеграции различных функций флэш-накопителя в один чип, тем самым снижая количество деталей и общую стоимость упаковки.
Емкость флэш-накопителей на рынке постоянно увеличивается. Высокая скорость стала стандартом для современных флешек. Емкости, превышающие 256 ГБ, были доступны на рынке еще в 2009 году. [66]
Lexar пытается представить USB FlashCard — компактный USB-накопитель, предназначенный для замены различных типов карт флэш-памяти. Pretec представила аналогичную карту, которая также подключается к любому USB-порту, но ее толщина составляет всего четверть толщины модели Lexar. [86] До 2008 года SanDisk производила продукт под названием SD Plus, который представлял собой карту SecureDigital с разъемом USB. [87]
SanDisk также представила новую технологию, позволяющую контролировать хранение и использование материалов, защищенных авторским правом, на флэш-накопителях, в первую очередь для студентов. Эта технология называется FlashCP .
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)