Flesh-память и проблемы, связанные с ней

Запоминающие устройства на основе микросхем флэш-памяти завоевали в наше время огромную популярность. Всем знакомы компьютерные флэш-диски – миниатюрные брелки с разъёмом USB. Они превратились в универсальное средство хранения и переноса цифровой информации. Это неслучайно:

✓ по практичности им просто нет равных;

✓ большой и постоянно растущий объём, измеряющийся уже многими гигабайтами;

✓ высокое быстродействие и надёжность хранения данных;

✓ непревзойденная компактность;

✓ неприхотливость к внешней среде и отсутствие подвижных деталей;

✓ низкое энергопотребление;

✓ удобство подключения и использования.

Отсюда и массовый выпуск и повсеместная доступность этих высокотехнологичных изделий. Но ничего идеального в этом мире не бывает, за всё надо платить. В случае с флэш-накопителями платить приходится надёжностью в эксплуатации.

Флеш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Она может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально — около миллиона циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи, это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.

В последнее время широкое распространение получили USB флеш-накопители (флеш-карта, «флешка», USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD.

Изобретение флэш-памяти зачастую незаслуженно приписывают фирме Intel, называя при этом 1988 год. На самом деле память впервые была разработана компанией Toshiba в 1984 году, и уже на следующий год было начато производство 256Кбит микросхем flash-памяти в промышленных масштабах.

Флэш-память была изобретена Фудзи Масуока, когда он работал в Toshiba в 1984 году. Имя «флеш» было придумано также в Toshiba коллегой Фудзи, Сёдзи Ариизуми, потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку . Масуока представил свою разработку на научной конференции 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Intel увидела большой потенциал в изобретении и в 1988 году разработала собственный вариант флэш-памяти.

NAND-тип флеш-памяти был представлен Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference. У него была больше скорость записи и меньше площадь чипа.

Одним из первых флэшки JetFlash в 2002 году начал выпускать тайваньский концерн Transcend.

На конец 2008 года лидерами по производству флеш-памяти являются Samsung (31 % рынка) и Toshiba (19 % рынка, включая совместные заводы с Sandisk).

Скорость некоторых устройств с флеш-памятью может доходить до 100 МБ/с. В основном флеш-карты имеют большой разброс скоростей и обычно маркируются в скоростях стандартного CD-привода (150 КБ/с). Так, указанная скорость в 100x означает 100 × 150 КБ/с = 15 000 КБ/с = 14. 65 МБ/с.

В основном объём чипа флеш-памяти измеряется от килобайт до нескольких гигабайт.

В 2005 году Toshiba и SanDisk представили NAND чипы объёмом 1 ГБ, выполненные по технологии многоуровневых ячеек, где один транзистор может хранить несколько бит, используя разный уровень электрического заряда на плавающем затворе.

II. Технические неисправности флэш-накопителей

Флеш-память наиболее известна применением в USB флеш-накопителях (англ. USB flash drive), т. е флеш-память, закрытая корпусом, имеющая микроконтроллер, светодиод и USB-разъём . В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB. Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий. Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам USB флеш-накопители полностью вытеснили с рынка дискеты. Например, компания Dell с 2003 года перестала выпускать компьютеры с дисководом гибких дисков.

В данный момент выпускается широкий ассортимент USB флеш-накопителей, разных форм и цветов . На рынке присутствуют флешки с автоматическим шифрованием записываемых на них данных.

Технология ReadyBoost в Windows Vista способна использовать USB-флеш-накопитель или специальную флеш-память, встроенную в компьютер, для увеличения быстродействия. На флеш-памяти также основываются карты памяти , такие как SecureDigital (SD) и Memory Stick, которые активно применяются в портативной технике (фотоаппараты, мобильные телефоны). Флеш-память занимает большую часть рынка переносных носителей данных.

Сейчас активно рассматривается возможность замены жёстких дисков на флеш-память. В результате увеличится скорость включения компьютера, а отсутствие движущихся деталей увеличит срок службы. Распространение ограничивает высокая цена за ГБ и меньший срок службы, чем у жёстких дисков из-за ограниченного количества циклов записи.

Этот важнейший показатель в последнее время оставляет желать лучшего, чему способствуют как технические обстоятельства, так и ситуация на рынке.

Мною проведён опрос педагогов и учащихся школы о количестве имеющихся у них флеш-дисках, их марок, причин утраты накопителей.

Результаты следующие:

1. Флеш-диски имеют 25% учащихся и 50% педагогов школы.

2. 50% имеют по одному, 25% - 2, 10% - 3, 15% - 4 флеш-диска .

3. Наиболее распространены флеш-накопители марки Kingston (производство КНР) – 43%.

Жизнь показывает, что множество флэш-дисков и карт памяти выходят из строя по самым различным причинам .

Гарантийный сервис не всегда доступен, учитывая разнообразие мест покупки. А уж о восстановлении информации, зачастую более ценной для владельца, чем сам носитель, речи вообще не идет. За этими услугами следует обращаться в специализированные организации.

Современная архитектура включает скоростные многофункциональные контроллеры и чипы памяти NAND с высокой плотностью упаковки данных. Это объективно повышает уязвимость флэшек к внешним воздействиям.

С выпуском новых моделей обостряется и проблема совместимости оборудования. Так, многие устройства для чтения карт (картридеры) не поддерживают карты SD и CF большого объёма (карта может не опознаваться или даже портиться при форматировании). Избыточное количество форматов, форм-факторов и модификаций карт, сужает область применения каждого вида и затрудняет стандартизацию.

Жёсткая конкуренция вынуждает производителей всячески снижать себестоимость продукции, в том числе, за счет упрощения конструкции, перехода на более дешёвые комплектующие, смягчения контроля и т. п. Всё это закономерно отражается на надёжности.

В своей работе я попытаюсь систематизировать типичные для флэш-карт неисправности.

Проведённое анкетирование среди педагогов и учащихся школы показало, что самой частой проблемой, связанной с флэшками, является их потеря. Технического решения эта проблема не имеет, здесь всё зависит от аккуратности и внимательности владельца. Другие поломки распределились следующим образом:

Фирма производитель Скорость Ломались Число компьютеров Логические Механические Электрические на которых неисправности поломки повреждения наблюдались сбои скорость низкая низкая высокая низкая высокая низкая

Порты ПП ПЗ ПП ПЗ ПП ПЗ ПП ПЗ ПП ПЗ ПП ПЗ КОМПЬЮТЕРЫ Ученик 1 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + Ученик 2 + + + + + + + + + + + + Ученик 3 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + Ученик 4 - + - + - + - + - + - + Ученик 5 + + + + + + + + + + + + Ученик 6 + + + + + + + + + + + + Ученик 7 + + + + + + + + + + + + Ученик 8 + + + + + + + + + + + + Ученик 9 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + 0 + Учитель С + С + С + С + С + С +

+ нормальная работа порта;

-порт не видит флеш-карту;

0отсутствие портов;

С сбой в работе компьютера;

ППUSB-порты на передней панели компьютера;

ПЗUSB-порты на задней панели компьютера;

Проанализировав результаты эксперимента, сделал следующие выводы:

✓ В момент проведения эксперимента все флеш-карты проявляли себя нормально, сбоев на ученических компьютерах не наблюдалось.

✓ На компьютере Ученик 4 неисправны порты USB на передней панели, что произошло ранее после подключения высокоскоростной флеш-карты. Эту неисправность устранить не удалось.

✓ Только на учительском компьютере наблюдался сбой при подключении флеш-дисков к USB-портам на передней панели. Он проявлялся в виде кратковременного отключения электропитания. Причина во внутренних неисправностях компьютера.

IV. Рекомендации по работе с флеш-картами

Чтобы продлить срок службы флешек, следует соблюдать определенные правила:

1. Используйте только «Безопасное извлечение устройства».

2. Если при попытке извлечь флешку через значок «Безопасное извлечение устройства» появляется диалоговое окно «Проблема при извлечении «Запоминающее устройство для USB»: Устройство Универсальный том не может быть остановлено прямо сейчас. Попробуйте остановить его позже», значит, открыты какие-то файлы с флешки. Закройте их и повторите попытку.

3. Иногда значок безопасного отключения не появляется на Панели задач, хотя ОС флешку распознала. В таких случаях можно рекомендовать отключение флешки после выключения ПК.

4. Бережно относитесь к флешке: не подвергайте ее ударам, воздействию влаги и сильных электромагнитных полей.

5. Хотя большинство USB-устройств можно отключать в любой момент, перед отключением USB-флеш-накопителей необходимо удостовериться, что не происходит операции чтения/записи информации на устройство. Если на флешке горит световой индикатор активности, подождите перед отключением, пока он не погаснет.

Не извлекайте флешку из ПК в момент обращения к ней, это может привести к потере данных и повреждению устройства. Если же в момент отключения карты от ПК выполнялась операция записи, в файловой системе флешки неизбежно появятся ошибки. В таком случае рекомендуется выполнить полное её форматирование.

6. Подключайте флеш-диск или до запуска ПК, или уже после запуска операционной системы. При подключении флешки в момент запуска ОС бывают иногда случаи, что операционная система ее «не видит».

7. Бывают случаи, что флешки плохо опознаются операционной системой при подключении к портам USB, расположенным на передней панели ПК (или при подключении через кабель-удлинитель USB). В таком случае следует подключать их к корневым концентраторам USB, расположенным на задней панели ПК.

8. Старайтесь не подключать флешки (и кард-ридеры) через USB-разветвители, так как вследствие «недостаточности питания» могут возникать различные проблемы с распознаванием флешки операционной системой. Например, может появиться диалоговое окно «Диск не отформатирован» с сообщением: «Диск в устройстве не отформатирован. Произвести его форматирование? Да/Нет» (Внимание: при появлении такого диалога – во избежание утраты информации – НЕ нажмите случайно «Да»!!!). В таких случаях следует подключить флешку к корневому концентратору USB, расположенному на задней стенке системника. Если сообщение «Диск в устройстве не отформатирован. Произвести его форматирование? Да/Нет» появляется даже после подключения флешки к корневому концентратору USB, нужно перезагрузить ПК (возможно, потребуется провести проверку диска).

9. Бывают случаи, когда при обращении к флешке мы не видим своих файлов. При этом в свойствах съемного диска указано, что тип файловой системы неизвестен, занято – 0, свободно – 0, то есть указано, что флешка пустая. Не паникуйте! Попробуйте отключить и заново подключить флешку (через значок «Безопасное извлечение устройства»). Если не помогает, нужно перезагрузить ОС.

10. Не рекомендуется работать со своими файлами только на флешках. Идеальный случай – работать с файлами на жестком диске. Закончив работу, скопировать их на флешку. Подключив флешку к другому ПК (на котором требуется работать), скопировать файлы на жесткий диск. Закончив работу, опять скопировать файлы на флешку. То есть использовать флешку по назначению – для переноса и временного хранения файлов.

11. Рекомендуется периодически – не реже 2-х раз в месяц! – выполнять проверку файловой системы флешки.

Для проверки флешки откройте Мой компьютер, правой кнопкой мыши щелкните значок съемного диска (вашу флешку), из открывшегося контекстного меню выберите Свойства. В открывшемся диалоговом окне Свойства: Съемный диск откройте вкладку Сервис –> Выполнить проверку Откроется диалоговое окно Проверка диска Съемный диск. Задайте параметры проверки диска, установив флажки Автоматически исправлять системные ошибки и Проверять и восстанавливать поврежденные сектора. Нажмите кнопку Запуск. Дождитесь завершения проверки диска (примечание: перед проверкой диска необходимо закрыть все файлы и папки на флешке, иначе программа проверки диска выведет предупреждение, что проверка диска будет выполнена только после перезагрузки ПК).

12. Бывают случаи, когда даже после корректного извлечения одной флешки подключить другую не удается. При этом в Проводнике Windows сохраняется «фантом» предыдущей флешки: на ее значке расположен красный кружок с белым вопросительным знаком внутри. При щелчке по значку, естественно, появляется системное сообщение об ошибке, что значок съемного диска ссылается на недоступное место. В таких случаях требуется перезагрузка ОС.

13. Для подключения ранее установленного USB-накопителя можно использовать любой USB-порт. Тем не менее, при первом подключении флешки к другому USB-порту Windows снова установит драйвер устройства.

14. Так как в последнее время появились вирусы, предназначенные для заражения и порчи информации на флешках (эти вирусы на зараженном ПК постоянно загружены в оперативную память и отслеживают порты USB на предмет подключения съемных устройств), если вам нужно скопировать информацию с вашей флешки на посторонний ПК, перед подключением включайте блокировку записи (если она предусмотрена конструкцией вашей флешки).

15. Иногда при попытке открыть флешку щелчком левой кнопки мыши появляется сообщение об ошибке, что невозможно открыть флешку, т. к. отсутствует какой-либо файл, как правило, autorun. inf. В таком случае открывайте флешку, вызывая правой кнопкой мыши контекстное меню (выбрать пункт Проводник или Открыть). Такое поведение флешки обусловлено тем, что она была заражена вирусом, прописавшим ей автозапуск для дальнейшего распространения заразы. После чего она была пролечена антивирусом (или файл autorun. inf был удален вручную), но запись об автозапуске флешки осталась в Реестре Windows.

Всё вышесказанное относится не только к флешкам, но и к другим представителям многочисленного семейства flash-памяти (съемным жестким дискам, картам памяти цифровых камер, мобильников), которые подключаются к ПК через USB-порт (или непосредственно, или через card-reader) и опознаются системой, как Съемный диск.

Заключение

Многие из вышеописанных проблем вызваны молодостью технологий, быстрым её развитием. Можно ожидать, что в будущем появятся более надёжные изделия. Но сегодня флэш-карты – незаменимые средства хранения и переноса информации.

Основное преимущество флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жёстких дисках, кассетах и других механических носителях информации, большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.

Выводы, сделанные на основании анкетирования, относятся только к конкретному опросу и очень короткому периоду использования флеш-дисков, ведь массовое распространение в нашей школе они получили лишь в последнее время.

Тем не менее, аккуратность и несложные меры профилактики помогут вам продлить жизнь своим устройствам и избежать большей части неприятностей. А если сбой всё же случился – обращайтесь в специализированные организации. Современные технологии позволяют в 95% случаев восстановить данные, а в 70% ещё и отремонтировать накопитель.