Как работает флешка?

USB-накопитель был изобретен ученными из Израиля, работающими на компанию M-Systems в 1999 году. Но само устройство было запатентовано в Соединенных Штатах Америки, также в 1999. Первая презентация флеш-накопителя прошла в 2000 году, где и получила свое первоначальное название DiskOnKey (диск на ключе). Объем первого портативного накопителя составлял 8 мегабайт, но вскоре появились устройства на 16 и 32 мб. По тем временам флешку можно было назвать полноценным гаджетом, продавалась она за немалую цену 50 долларов, возросшую к концу года с появлением более объемных накопителей до $100 за одну штуку. Продажа осуществлялась под руководством компании IBM.

Преимущества и недостатки USB-накопителя 

Так как сегодня данные устройства являются незаменимыми портативными носителями информации, следует понять, в чем состоят их достоинства и потенциальные недостатки. Ведь именно два этих параметра сопутствуют прогрессу в различных технологиях и разработке новейших устройств. Незаменимость означает монополизм на любом рынке устройств. Итак, давайте выясним, чем так хороши USB-накопители, и в процессе косвенно ознакомимся с тем, как работает флешка. 

Преимущества: 

• Портативность и малый вес устройства. 
• Бесшумность в работе и малая ресурсоемкость. 
• Низкое энергопотребление (в первую очередь благодаря отсутствию механических систем). 
• Возможность эксплуатации при высоких температурах. 
• Устойчивы к механическим воздействиям (в отличие от жестких и компакт дисков). 
• Защищены от воздействия окружающей среды (царапины, пыль, разрушение от пересыхания).
•  Длительное время хранения данных в автономном режиме в лучшем случае от 10 лет и выше, в худшем при некачественном устройстве от 3 до 6 месяцев. 

Недостатки: 

• Ограниченное число записи и стирания данных до выхода из строя. Порядка 5000 циклов перезаписи. 
• Ограниченное число подключения USB-коннектора насчитывается порядка 1500 раз.
•  Ограниченная скорость записи, которая весьма ощутима для порта USB 2.0 (не более 35 мегабайт в секунду). 
• Чувствительны к электрическому замыканию и радиации, как и любая другая электроника. 
• Недостаток в форме разъема и подключаемом накопителе, вследствие которого увеличивается износ порта и коннектора. Данная проблема была решена с выходом USB Type-C. 

Таким образом из вышеприведенного маркированного списка вы смогли узнать о достоинства и недостатках флеш-накопителя. 

Принцип работы USB-накопителя
Принцип работы флешки основывается на подключении ее к USB-порту персонального компьютера и последующей эксплуатации по загрузке и удалению данных с нее. В основе USB-устройства лежит флеш-память следующих типов: NAND или NOR. Флеш-память в своем составе содержит кристаллы кремния, на базе которого размещены полевые транзисторы с изолированными или плавающими затворами. Последние, в свою очередь, могут удерживать заряд, иными словами, электроны. Следует отметить тот факт, что полевые транзисторы имеют сток и исток. Во время произведения записи на флешку на управляющий затвор контроллером подается положительное напряжение, тем самым некоторая часть заряда двигается от стока к истоку с отклонением к плавающему затвору. Некоторая часть электронов после отклонения преодолевает малый слой изолятора и затем проникает в плавающий затвор, где, в свою очередь, остается на длительный срок (хранение). Время хранения приведено выше, в разделе о достоинствах и недостатках, однако эти данные будут различными для разных производителей и объемов памяти флеш-устройства. 

Устройство Flash-накопителя

Устройство USB-накопителя приведено на изображении. Стоит сказать, что когда пользователь осуществляет подключение USB-флешки и затем ее эксплуатирует в своих целях, в этот момент непосредственно в самом портативном носителе протекают весьма сложные процессы управляемые контроллером памяти. На приведенном выше изображении присутствуют все основные элементы "флешки", однако далеко не все. На изображении расположенном ниже представлены остальные элементы устройства съемного носителя информации.

1. Разъем USB для приема и передачи данных. 
2. Контрольные точки платы. 
3. Кварцевый резонатор. 
4. Светодиод для сигнализации о работе устройства. 
5. Переключатель защищающий от записи. 
6. Место для подключения контроллера памяти.