Есть ли в флешке батарейка
Обновлено: 17.05.2024
Наверное, каждому из нас хоть раз в жизни приходилось что-нибудь записывать на usb-флешку. Будь-то семейный фотоальбом, любимый фильм или операционная система. А вы когда-нибудь задумывались о том, как устроена флешка? Ну что же, давайте заглянем внутрь и узнаем, как же устроена эта маленькая хранительница памяти.
Usb-флеш накопитель или попросту флешка, это целый набор чипов и микросхем, которые способны хранить информацию. Эти компактные и быстрые флешки, на сегодняшний день являются самыми популярными внешними носителями данных. Но, несмотря на их достоинства, они также не лишены недостатков. Одним из которых является их относительная ненадежность. Цикл перезаписи может варьироваться от 10 000 до 1 000 000 раз, при условии её качественного изготовления.
Каждая ячейка представляет из себя транзистор с двумя полупроводниками N-типа по краям у которого большой запас электронов. А между ними, находится полупроводник p-типа, у которого наоборот недостаток электронов. Ток не может проходить между N и P проводниками, так как у них разный тип проводимости. Между полупроводников находится электрод, так называемый управляющий затвор на которой можно подать положительное или отрицательное напряжение. Если на него падать положительный заряд, то электроны между N проводниками начинают спокойно двигаться. Это значение в двоичной системе равно нулю.
Между управляющим затвором и проводником, есть металлическая пластина, так называемый плавающий затвор. Если на него подать отрицательный заряд, то ток не сможет проходить между полупроводниками, вне зависимости какой заряд находится направляющим в затворе, это значение равно единице. Чтобы проверить есть ли в ячейке память или произвести её считывание, в направляющий затвор подается положительный заряд. И если на нём есть избыток электронов, то есть отрицательный заряд, ток идти не будет. А если на управляющем затворе избыточных электронов нет, то ток пойдёт.
Чтобы записать единицу ячейки памяти, нужно подать электроны на плавающий затвор. Сделать это не просто, так как он окружён диэлектриком который не проводит ток. Чтобы это сделать, на управляющий затвор подают положительное напряжение, гораздо больше чем при считывании, в результате часть электронов благодаря туннельному эффекту попадает на плавающий затвор ну и диэлектрик.
Стирание происходит также, только вместо положительного напряжения в направляющий затвор подается отрицательное и электроны с плавающего затвора слетают. На флешке нет движущихся частей в отличие от жесткого диска или устаревшей дискете. Ей не нужны батарейки или аккумуляторы. Всё это сделало usb флеш-накопитель одним из самых популярных, среди внешних носителей.
Вы заряжаете свои флешки? Конечно нет, что за глупость. Это же шутка для далёких от электроники людей.
Я тоже не заряжал, пока один очень умный человек, занимающий серьезный пост на заводе, производящем электронные компоненты, не показал пару интересных статей. Заодно напомнил, что память работает по тем же принципам, что и любые другие проводники.
Смешно. Но совсем не долго: теория подсказывает, что без подзарядки данные на флеш-накопителях должны портиться. А практика это подтверждает.
Как же так? Что делать? Заряжать флешки – вопреки удивлению гуманитариев.
Вспоминаем: как хранится информация и типы накопителей
Как известно, хранение данных может производиться на 2 типах запоминающих устройств:
- требующих постоянного питания — энергозависимых (оперативная память, кэш процессоров)
- не требующих постоянного питания — энергонезависимых (магнитные и оптические накопители, флеш-память)
С первыми более-менее понятно даже начинающим гикам: принципы их работы отлично изложены в энциклопедиях.
Если совсем кратко: есть питание — данные на месте; нет питания — данные утеряны, поскольку все ячейки памяти, работающие по принципу транзистора, обнулены.
Энергонезависимые носители предполагают длительное хранение данных, основанное на самых разнообразных способах.
До недавнего времени наиболее надёжными считалась модульная память в виде разнообразных флешек, SSD-накопителей.
Считается, что ячейки такой памяти не подвержены старению, а единократно записанная на них информация не повреждена. Увы, это не так.
Магнитный HDD может через пару лет уйти в отказ из-за размагниченных блоков, оптические диски подвержены старению отражающего слоя, магнитная лента становится хрупкой и размагничивается.
А если записать на флешку данные и положить в шкаф, все будет в порядке.
Длительно хранящиеся без питания твердотельные накопители способны не только терять данные, но и портиться целиком. Причем, чем теплее, тем быстрее идёт процесс. И вот почему.
SSD-диски и флеш-накопители не так просты, как кажется
Обычная USB-флешка, вне зависимости от формата и разъемов, которыми она оборудована, имеет определенную структуру.
Будь то microSD для фотоаппарата, крошечный Lightning-накопитель или современный стик с USB 3.0, внутри находится контроллер и NAND-flash память в виде отдельных микросхем.
1. Память этого типа разделена на блоки по несколько мегабайт.
2. Блок, в свою очередь, состоит из страниц в десятки килобайт каждый.
3. Перед каждой записью данных блок постранично стирается (перезаписывается определенным значением).
4. Внутри блока каждая страница должна записываться строго в порядке возрастания номера.
5. Каждая страница может быть записана целиком, но только единожды до следующего стирания.
Так задача записи данных на флешку для разработчиков превращается в головоломку. Не самую увлекательную.
Принципиальная схема работы памяти на всех уровнях. Контроллер реализует тот самый FTL
Чтобы записывать данные быстро и без проблем для пользователя, контроллер USB-флешки превратился в полноценный процессор, который
1) строит таблицу адресов (аналогичную используемой в жестких дисках),
2) собирает мусор, размечая его для последующего стирания,
3) оптимизирует износ памяти, записывая данные максимально равномерно по всем блокам,
4) отслеживает «битые» блоки, «забывая» их номера в таблице адресов или подменяя их более «живыми».
Чтобы он выполнил эту рутинную работу, нужно питание. Но это — далеко не самая главная проблема и не отвечает на вопрос, почему флешки нужно заряжать.
Для того, чтобы разобраться, придётся копать ещё глубже.
Как устроена твердотельная флеш-память?
Причины утери данных лежат, как ни странно, в тех же физических законах, что отвечают за долговременное хранение данных на твердотельных накопителях.
Принцип хранения информации флеш-памяти использует стандартную схему хранения заряда в конденсаторе.
Смеха работы ячейки памяти
Реализовано это так, что каждый бит представляет собой ячейку-транзистор с плавающим затвором, в который инжектируется заряд.
Фактически, он является одной из обкладок конденсатора.
Современные флешки имеют очень большую плотность информации, поэтому их ячейки малы, а пограничный слой диэлектрика очень тонкий.
Чуть более подробное описание работы ячейки
Поэтому сохраняемый в них заряд легко преодолевает границы, что ведёт к большим токам утечки.
Чем выше температура, тем быстрее электроны и выше ток утечки. Соответственно, тем быстрее разряжается «ячейка-конденсатор», из-за чего информация теряется.
Ячейки при потере информации могут использоваться повторно, если записать на неё данные вновь. Однако только до истечения собственного ресурса и полной утери свободного заряда.
При этом серьезно теряется ресурс: процесс чем-то похож на полностью разряженный аккумулятор, который нужно перед использованием «толкнуть», зарядив повышенным током.
Контроллер спасает данные от потери. Но не всегда
Схема работы с ячейками с точки зрения контроллера
Контроллер хранит таблицу всех блоков flash-памяти в которой есть количество циклов перезаписи этого блока и когда была его последняя перезапись.
Если какой-то блок очень долго не обновляется в процессе обычной работы, то контроллер считает из него данные и переместит в другой блок, а этот пометит свободным для записи других данных.
Схема работы диска с точки зрения данных
Время операции и ожидания зависит от конкретного контроллера и от конкретной микросхем флэша — на усмотрение производителя.
Именно так выравнивается износ и предотвращается потеря пользовательских данных из-за утечки зарядов в ячейках.
В результате при адекватном контроллере и заложенных в нем алгоритмах вероятность потери данных из-за утечек заряда в ячейках флеш-памяти сведена к минимуму.
Но только в то время, когда диск в работе или хотя бы подключен к питанию.
Так куда пропадают данные?
Как только SSD-диск или флешка остаются на длительное время без питания, вероятность отказа начинает расти.
Дело в том, что переразметка и перезапись производится только во время простоя.
Больше того: чем старше и сильнее изношен диск, чем больше он прошел циклов записи, тем отказов больше.
Процесс не зависит от используемых модулей памяти, года выпуска и типа диска. Даже серверные отказоустойчивые накопители теряют данные.
Кстати, о них есть огромное аналитическое исследование, утверждающее, что при высокой температуре данные после выработки ресурса в некоторых случаях хранятся всего пару недель.
Скажете, статья старая? Вот только с тех пор модули памяти стали дешевле, проще, а плотность их ячеек — выше (можно почитать здесь). Поэтому процесс идёт ещё быстрее.
SSD-диски поддерживают команду TRIM, которая улучшает сохранность данных. Аналог есть у SD и microSD-карт памяти, в промышленных USB-накопителях.
Дешёвые флешки и устаревшие форматы карт памяти (например, CF) фишку не поддерживают, поэтому данные они стирают только при обращении к ячейке.
И часть блоков никогда не перезаписывается, «протухая».
Здесь показано схематичное уплотнение памяти. Сами понимаете, стенки толще не становятся
Известно, что SLC-память хранит данные несколько десятков лет, MLC — несколько лет без питания, TLC и вовсе около полугода, а многострадальные QLC может потерять все за пару недель.
По поводу выработки ресурса тоже есть неприятный момент: реальные цифры известны только производителю, а все тесты и замеры проводятся исключительно в рабочих режимах.
Поэтому ресурс может быть на порядок ниже предполагаемого.
Что нужно делать, чтобы флешки не теряли данные
Итак, что же нужно, чтобы данные с накопителей не пропадали? Ничего сложного: нужно оставлять их в USB без нагрузки.
Скопировали данные, поработали с флешки — оставьте её подключенной к включенному компьютеру хотя бы на полчаса.
Через некоторое время можно будет обратить внимание, что диск нагреется, а лампочки при наличии — загорятся, как во время работы.
Это и будет говорить о работе контроллера по переразметке данных. Хотя флагманские серии твердотельных дисков никак не выдают эти процессы.
Стоит учитывать, что работа проходит достаточно долго — ориентировочно, как при дефрагментации жестких дисков.
Поэтому короткие периоды подключения в простоя необходимо дополнять, оставляя диск подключенным на ночь, например.
Не забывайте заряжать свои флешки!
(282 голосов, общий рейтинг: 4.68 из 5)
Извлечение флэшки с программы которая запущена с той же флэшки
Пишу типа авторана для флэшки. И там я хочу написать код который-би безопасно извлекал флэшку.
Внутри флэшки ярлык флэшки
Добрый день! Уже не знаю который день внутри флэшки лежит ярлык на саму флэшку через который можно.
Сколько заряжать Ni-Cd аккумулятор?
ребят, всем привет! :drink: вообщем, дилема у меня такая, есть детская машинка на р\у (заводской.
Как правильно заряжать ноутбук
Скажите, пожалуйста, как правильно заряжать ноутбук Lenovo? До какого этапа можно пользоваться им.
Флеш-память (англ. flash memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ). CMOS тоже обзывают энергонезависимым на том основании, что он не зависит от питутели и может хранить инфу даже если питутель из розетки выдернуть, а комп упаковать в коробку и погрузить для перевозки в машину. Но энергию всё таки потребляет и аккумулятор ему нужен, а при разряде теряет всю свою инфу. Сравни с винтом, который энергию не потребляет ваще. Флэшка в этом плане ближе к винту, или к CMOSу? taras atavin, вот уж не знаю, кто это CMOS обозвал энергонезависимым элементом хранения информации. Флешка не требует энергии - там нет потребителя и источника. Энергия требуется для чтения/записи Это не совсем верно. Теряются выставленные настройки. Но записанная прошивка не теряется. Хотя часто это разные микросхемы.
Кроме того, иногда cmos память теряет настройки даже если с батарейкой все в порядке, а комп долгое время не включался.
taras atavin, ты меня иногда ставишь. в тупик некоторыми вопросами. Излучаешь кучу эрудиции в таких вопросах, в которых я ну пнем пень. А тут про флешку отчубучил :)
Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.
Как заряжать новые Li-Ion?
В марте прошлого года прикупил аккумы Panasonic NCR18650A 3100mA и Sanyo 18650 2600mAh Неделю.
Как правильно заряжать планшет?
Как правильно заряжать планшет Samsung Galaxy Tab 4? Дожидаться что бы он сам от нехватки заряда.
Как правильно заряжать аккумулятор?
Всем привет. У меня есть аккумуляторный фонарь-брелок, который заряжается от динамы. Проблема в.
Как правильно заряжать смартфоны?
Как правильно заряжать купертиновские смартфоны? Одни говорят нельзя заряжать до 100, нужно всегда.
Вам стало, смешно прочитав заголовок этой статьи? Но это ненадолго.
реклама
Вернее до того момента, как ваша флешка или SSD диск пролежав некоторое время (например пол года или год, да ещё и в очень теплом месте) без подключения к питанию потеряет важную для вас информацию. А у меня такой случай с довольно немолодой флешкой, которая пролежала на полке больше года произошел.
Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началосьДа, конечно же, я имел в виду не в буквальном смысле процесс заряда флеш накопителей, а необходимость периодического их подключения к питающему напряжению.
Давайте разберемся почему это необходимо. Кратко вспомним устройство и принцип работы флэш памяти.
реклама
var firedYa28 = false; window.addEventListener('load', () => < if(navigator.userAgent.indexOf("Chrome-Lighthouse") < window.yaContextCb.push(()=>< Ya.Context.AdvManager.render(< renderTo: 'yandex_rtb_R-A-630193-28', blockId: 'R-A-630193-28' >) >) >, 3000); > > >);
Каждый бит флеш памяти состоит из ячейки транзистора с плавающим затвором, в котором при записи сохраняется инжектируемый в него заряд.
Другими словами плавающий затвор является одной из обкладок конденсатора который и запоминает приложенный к нему заряд. Поскольку технологические процессы изготовления накопителей малы и составляют в районе двух десятков нанометров, то толщина слоя диэлектрика этого конденсатора чрезвычайно мала, что приводит к преодолению электронами этого слоя диэлектрика и возникновению тока утечки. И чем выше температура хранения, тем больше ток утечки, и тем быстрее произойдет разряд ячейки памяти и утрата информации на накопителе.
реклама
Теперь выясним, какие процессы происходят в накопителе при его повседневной работе. Часть информации хранящейся на накопителе постоянно перезаписывается, старая удаляется, новая записывается (то есть на плавающие затворы транзисторов инжектируется свежая порция заряда ещё не подвергшаяся потерям от токов утечки, то есть отсчёт времени ее хранения начат с нуля). И эта информация вне опасности.
А что же происходит с информацией к которой ни сам пользователь, ни система не обращается, которая вообще не изменяется и перезапись которой ими не инициируется.
А ее спасет контроллер, который согласно алгоритму выравнивания износа ячеек из блока, который давно не обновлялся (не перезаписывался) произведет чтение данных, и их запись в другой блок, а высвободившийся блок сотрёт, обозначит его свободным дня записи новых данных. В результате и эти данные будут перезаписаны, и угрозы их утраты не будет.
реклама
Если в накопителе стоит «годный» контроллер и его работа обеспечивается «правильными» программными алгоритмами, то вероятность потери данных по причине утечки тока в ячейках памяти будет минимальна.
Но для этого накопитель на некоторое время после его использования (записи или чтения) необходимо оставлять под питанием. Так как перезапись и перераспределение данных происходит во время простоя накопителей. Вы может быть, не раз замечали как на флешке, с которой компьютер не выполняет никаких действий иногда радостно начинает мигать индикатор активности, так вот это и есть работа вышеуказанных процессов во время простоя флеш накопителя. Так что после окончания работы с флеш накопителями оставляйте их хотя бы на некоторое время под питанием.
Читайте также: