Основные достоинства и недостатки flash-памяти

Флеш-память - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ).

Все существующие сегодня виды флэш-носителей можно условно разделить на два класса: флэш-карты, куда входят Compact Flash Card, MultiMedia Card и SD Card, и флэш-модули Flash USB Drive (USB Pen Drive). Для непосредственной работы с флэш-картами, а именно - для считывания информации с них, необходимо специальное устройство, называемое карт-ридером (cardreader), который состоит из контроллера и разъема USB. Флэш-модуль, который еще называют флэш-носителем с USB-интерфейсом, в отличие от флэш-карты, уже имеет встроенный контроллер и может быть подключен к компьютеру через USB.

Она может быть прочитана сколько угодно раз (в пределах срока хранения данных, типично - 10-100 лет), но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (максимально - около миллиона циклов). Распространена флеш-память, выдерживающая около 100 тысяч циклов перезаписи - намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.

Преимущества:

Для хранения данных не требуется дополнительной энергии, то есть flash-память является энергонезависимым устройством. По сравнению с компакт-дисками или дискетами затраты энергии при работе с flash-устройством минимальны. Поэтому flash-память является очень экономной с точки зрения энергозатрат. При записи данных на flash-микросхему требуется в 10-20 раз меньше энергии, чем при аналогичных действиях с компакт-диском или дискетой.

Флешки имеют достаточно большую плотность записи, емкость современных флешек довольно велика и может существенно превосходит емкость DVD-дисков.

Flash-микросхема позволяет многократно (но не бесконечно) перезаписывать данные. То есть flash-память - перезаписываемое устройство хранения данных.

При этом работают бесшумно. Накопитель на основе flash-микросхемы не содержит в себе никаких движущихся механических узлов и устройств, поскольку это твердотельная память. А раз так, то flash-устройства отличаются устойчивостью к механическим воздействиям: нет механики - нечему и ломаться.

К примеру, flash-накопитель способен выдержать удары в 10-20 раз более сильные, чем компьютерный винчестер. Причем не только выдержать, но и работать в условиях тряски.

Компактность - еще одно преимущество накопителей на flash-памяти, которое и предопределило использование flash-устройств в разнообразных малогабаритных гаджетах и “ручных" устройствах.

Наконец, информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (порядка 10, а по некоторым данным, и до 100 лет). То есть flash-микросхема является устройством для долговременного хранения данных.

Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах - фото - и видеокамерах, диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах (маршрут изаторах, мини-АТС, принтерах, сканерах, модемax), различных контроллерах.

Широкое распространение получили USB флеш-накопители (" флешка", USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие не только дискеты, но и CD.

Как и прочие устройства с интерфейсом USB, устройства с flash-памятыо не требуют отдельной настройки со стороны BIOS и автоматически определяются в Windows 2003/ XP/Vista.

Такие накопители имеют отличные перспективы развития, поскольку в их конструкции нет механических узлов. Производители постоянно наращивают объемы и скорость работы чипов flash-памяти, а массовое производство всегда в конечном итоге приводит к значительному снижению цен.

Недостатки:

Flash-память работает существенно медленнее, чем оперативная память на основе микросхем SRAM и DRAM. И даже по сравнению с жестким диском flash-накопитель является аутсайдером. К примеру, средняя скорость считывания данных с flash-накопителя составляет 5 Mb/s, а записи - 3 Mb/s. В то же время жесткий диск может обмениваться данными со скоростью около 30 Mb/s.

Наконец, еще один серьезнейший недостаток - flash-память имеет ограничение по количеству циклов перезаписи. Предел колеблется от 10 000 до 1 000 000 циклов для разных типов микросхем. И хотя миллион операций записи/стирания - это совсем немало, однако наличие физического предела использования микросхемы памяти можно считать серьезным недостатком flash-устройств.

Еще один недостаток - это чувствительность к электростатическому разряду и радиации, поэтому нужно очень тщательно соблюдать технику безопасности при работе с данным внешним носителем.

накопитель носитель информация диск

Кроме того, изъятие флешки без остановки устройства может также привести к ее скорой порче. Со временем у нее может уменьшаться скорость записи, которая сильно зависит от пропускной способности usb-порта, что также является недостатком флешек.

Таким образом, флешки на сегодняшний день имеют ряд достоинств и недостатков. Однако их достоинства значительно перекрывают немногочисленные недостатки, делая этот продукт компьютерной индустрии очень востребованным и конкурентоспособным.

10 вопрос

Способы подключения периферийных устройств к персональному компьютеру

Мониторы можно подключать через следующие интерфейсы VGA, DVI, HDMI и DisplayPоrt. В данное время на персональных компьютерах широко используются VGA и DVI интерфейсы, также существуют различные переходники, если в мониторе или в материнской плате не предусмотрены данные интерфейсы.

Клавиатуры можно подключать по интерфейсу Ps/2, USB. Существуют также переходники, которые позволяют подключить USB клавиатуру в порт PS/2 и наоборот.

Способы подключения мыши такие же, как и у клавиатуры: USB и PS/2. В настоящее время появились беспроводные мыши. Как и с клавиатурами USB мышки определяются с включенным компьютером.

В первую очередь они различаются по технологии печати. Бывают лазерные (светодиодный принтер), струйные, матричные и другие принтеры (твердочернильный, сублимационный).

Принтеры подключаются к компьютеру через интерфейс USB или LPT (старые модели), а также с помощью технологии Wi-Fi.

Сканеры подключаются через USB.

МФУ подключаются через USB и Ethernet (по сети).
Акустические колонки. Это устройства для воспроизведения звука.

Подключать их необходимо в двух местах: к источнику сигнала – зеленый круглый разъем на материнской плате или дискретной звуковой карте; а также к источнику питания, чаще в обычную розетку, но бывают версии питающиеся от USB.

8 вопрос

Отличительные особенности интерфейсов ESATA и SATA. Назначение и способы подключения.

SATA — это специализированный интерфейс. Он нашел широкое применение для того, чтобы подключать самые разнообразные накопители информации. Скажем, при помощи SATA кабелей можно подключить жесткие диски, SSD накопители и прочие устройства, которые служат для того, чтобы хранить информацию.

SATA-кабель – это красный шлейф, ширина которого составляет примерно 1 сантиметр. Этим он и хорош, прежде всего. Ведь с такими данными его никак не спутаешь с другими интерфейсами. В частности с ATA (IDE). Этот интерфейс тоже вполне применим для того, чтобы подключать жесткие диски. И он хорош с этим справлялся, но до тех пор, пока не появился интерфейс SATA.

В отличие от SATA интерфейс ATA – это параллельный интерфейс. ATA (IDE) шлейф состоит из 40 проводников. Несколько таких широких шлейфов в системном блоке влияли на эффективность охлаждения. Эта проблема была присуща ATA интерфейсу, чего не скажешь про SATA. У него свои плюсы. И один из них – скорость передачи информации. Скажем, SATA 2.0 может передавать данные со скоростью 300 МБайт/с, а SATA 3.0 – целых 600 Мбайт/с.

По сравнению со старым интерфейсом ATA (IDE) его преимущество и в том, что у него большая универсальность. При помощи SATA интерфейса есть возможность подключить внешние устройства.

Чтобы упростить подключение внешних устройств, разработали специальную версию интерфейса – eSATA (External SATA).

eSATA (External SATA) — интерфейс для подключения внешних устройств, который поддерживает режим «горячей замены» (англ. Hot-plug). Был создан несколько позже, в середине 2004 года. У него более надежные разъемы и увеличенная длина кабеля. За счет этого интерфейс eSATA удобен для подключения различных внешних устройств.

Для питания подключаемых eSATA устройств необходимо использовать отдельный кабель. На сегодня есть смелые прогнозы о том, что в будущих версиях интерфейса возможно будет внедрить питание прямо в eSATA кабель.

У eSATA есть свои особенности. Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB 2.0 или IEEE 1394. Сигнально SATA и eSATA совместимы. Однако им необходимы разные уровни сигнала.

Ему необходимы для подключения также два провода: шину данных и кабель питания. В будущем планируется отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA-устройств. Разъёмы у него менее хрупкие. Конструктивно они рассчитаны на большее число подключений, чем SATA. Однако физически они несовместимы с обычными SATA. Плюс экранирование разъема.

Длина кабеля доведена до двух метров. У SATA длина всего 1 метр. Чтобы компенсировать компенсации потери, в нем изменили уровни сигналов. Повышен уровень передачи и понижен уровень порога приемника.

7 вопрос

Особенности подключения и работы накопителей информации с интерфейсом Serial ATA.

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3, 3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3, 3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a).

В отличие от PATA, стандарт SATA предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (начиная с SATA Revision 1.0)

SATA Revision 1.0 (до 1, 5 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 1.0 была представлена 7 января 2003 года. Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1, 5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1, 2 Гбит/с (150 Мбайт/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8b/10b, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счёт отсутствия необходимости синхронизации каналов и большей помехоустойчивостью кабеля. Это достигается применением принципиально иного способа передачи данных (см. LVDS).

SATA Revision 2.0 (до 3 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 2.0 (SATA II или SATA 2.0, SATA/300) работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (300 Мбайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). Впервые был реализован в контроллере чипсета nForce 4 фирмы «NVIDIA». Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на жёстких дисках фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300, для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).

SATA Revision 3.0 (до 6 Гбит/с)

Спецификация SATA Revision 3.0 (SATA III или SATA 3.0) представлена в июле 2008 и предусматривает пропускную способность до 6 Гбит/с (750 Мбайт/с для данных с учётом 8b/10b кодирования). В числе улучшений SATA Revision 3.0, по сравнению с предыдущей версией спецификации, помимо более высокой скорости, можно отметить улучшенное управление питанием. Также сохранена совместимость, как на уровне разъёмов и кабелей SATA, так и на уровне протоколов обмена Bob lox.