USB-флеш-накопитель

Запрос «Флешка» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

У этого термина существуют и другие значения, см. Накопитель.

USB-флеш-накопитель (разг. флешка^[1], ранее — флэшка) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству 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 грамм. 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. 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.

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

Описание

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.

Дизайн

Обычно устройство имеет вытянутую форму и съёмный колпачок, прикрывающий вилку; иногда прилагается шнур для ношения на брелоке. Современные флешки имеют самые разные размеры и способы защиты разъёма, а также «нестандартный» внешний вид (армейский нож, часы 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:

• 
  Простая форма, фиксированный USB-разъём
• 
  Простая форма, выдвигающийся USB-разъём
• 
  Декоративный внешний вид корпуса (имитация суши)
• 
  Инкрустированная бриллиантами флешка Uniq
• 
  С USB-разъёмом типа А и microUSB-разъёмом типа B (для подключения к смартфонам, планшетам и т. д.)
• 
  Миниатюрных размеров с цельнозалитым корпусом и без металлической рамки USB-разъёма типа А
• 
  Накопители с комбинированными интерфейсами USB-флеш и Secure Digital

История

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^[3].

Согласно многим источникам^{[4][источник не указан 1149 дней]}, 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 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, сингапурская компания Trek Technology представила свою разработку ThumbDrive (объёмом 8 Мб), повторяющую патент от M-Systems. Это привело к судебным разбирательствам в результате которых Trek 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.

Преимущества и недостатки

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.
• 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^[5].

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^[6]. Кроме этого, ограничен ресурс USB-коннектора — около 1500 подключений^[7].
• Скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью USB, что особенно сильно проявляется для USB 2.0 (не более 35 МБ/с)^[8].
• В отличие от компакт-дисков, имеют недостатки, свойственные любой электронике:
  • чувствительны к электростатическому разряду — обычное явление в быту, особенно зимой;
  • чувствительны к радиации.
• 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 в будущем будет устранена благодаря симметричному разъёму USB Type-C.

Безопасность

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^[9]) — 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^[10], 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^[11].

Восстановление данных с USB-флеш

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^[12];

В искусстве

• Флэшка (фильм)

См. также

• Флеш-память
• Внешний жёсткий диск
• USB Killer

Ссылки

• Немецкая компания CBL, специализирующаяся на восстановлении данных, сообщила о стремительном падении качества накопителей, основанных на флеш-памяти // CNews, 5 февраля 2024

Примечания

1. Подборка словарей и ответов на портале Грамота.ру  (неопр.). Дата обращения: 18 июня 2021. Архивировано 24 июня 2021 года.
2. Восстановление USB-флеш-накопителя и прошивка его контроллера  (неопр.). lifevinet.ru (10 августа 2012). Дата обращения: 2 июля 2014. Архивировано 25 июня 2014 года.
3. nikto732. История изобретения USB флешки. Кто придумал и когда  (рус.). Дата обращения: 27 октября 2021. Архивировано 27 октября 2021 года.
4. Флеш-накопитель USB 1 GB - Политехнический музей  (неопр.). Дата обращения: 27 сентября 2021. Архивировано 27 сентября 2021 года.
5. 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»
6. AnandTech - Kingston HyperX 3K (240GB) SSD Review  (неопр.). Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
7. USB Powered Gadgets and more  (неопр.). Дата обращения: 12 января 2013. Архивировано 20 января 2013 года.
8. Walton Chaintech оснастила USB-накопитель интерфейсом eSATA  (неопр.). Дата обращения: 4 августа 2009. Архивировано 7 марта 2010 года.
9. Michael Horowitz. Autorun and Autoplay: screwed by terminology  (неопр.). 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.
10. Один из вариантов программной защиты данных  (неопр.). Дата обращения: 11 мая 2013. Архивировано 13 мая 2013 года.
11. Флешка Netac U618 32GB с аппаратным шифрованием данных  (неопр.). Дата обращения: 19 мая 2018. Архивировано 20 мая 2018 года.
12. Как мы восстанавливаем данные с флешки  (рус.). itHelp.ru (15 марта 2021). Дата обращения: 15 декабря 2022. Архивировано 15 декабря 2022 года.