В последние годы флэш-память введена в широкое использование. Такая память встраивается в медиа-плееры, фотоаппараты, телефоны, планшеты, портативные накопители и твердотельные диски (SSD) для хранения важных файлов и документов. Флеш-память - первый конкурент магнитного диска, и имеет значительное коммерческое признание, поскольку поставки с каждым годом растут.
Разумеется, этот тип памяти также может быть подвержен внешним и внутренним факторам износа, в результате чего данные могут быть утеряны. Современные технологии шагают семимильными шагами, поэтому не стоит опасаться за сохранность своих данных. Достаточно помнить о мерах предосторожности, таких, как резервное копирование данных и использование памяти по назначению, а если в результате тех или иных причин данные будут удалены, специальные программы восстановления данных восстановления данных помогут справиться с этой проблемой быстро и безболезненно для Ваших данных и системы устройства хранения файлов. Давайте же рассмотрим в чем суть флеш-памяти и в чем заключаются её особенности.
Флэш-память отличается от диска по многим параметрам; однако один из наиболее важных параметров, который имеет особое значение для разработки систем хранения данных, является его ограниченное количество процедур записи. Хотя надежность диска в основном не зависит от использования, флэш-память выйдет из строя после определенного количества записей, обычно это от 104 до 105 количества раз в зависимости от особенностей устройства.
Когда этот тип памяти используется в качестве дискового приложениями, например, для реализации системы FAT или других традиционных файловых систем, то ест риск отказа работы в результате чрезмерного использования небольшого числа блоков и преждевременных сбоев. Почти все Flash-устройства на рынке — USB накопители, диски SD, твердотельные накопители (SSD) и ряд других работают на внутреннем алгоритме нивелирования износа, в котором данные записываются равномерно по всей поверхности диска.
Флэш-память относится к определенному типу электронных стираемых программируемых ПЗУ (EEPROM). Это чип памяти компьютера или другого устройства, который поддерживает сохранность расположенной на нем информации и не требует для этого персонального источника питания. Наиболее часто, как уже отмечалось, используется в портативной электронике, например: цифровые музыкальные устройства, смартфоны и цифровые камеры, а также съемные устройства памяти. Эта технология также полезна для системы ввода и вывода информации BIOS (BasicInput/Output System), PCMCIA - (спецификация на модули расширения компьютера, разработанная ассоциацией PCMCIA), карт памяти ПК,модемов и карт видеоигр. Примером энергонезависимой памяти также можно назвать жесткий диск, на котором данные остаются в сохранности даже тогда, когда устройство выключено. Однако флэш-память существенно отличия от жестких дисков. Оба могут хранить данные без какого-либо питания, но флэш-память отличается размерами, весом и рабочими функциями.
Типы флеш-памяти. Отличия между NAND и NOR
Существует два вида флеш-памяти: NAND и NOR. NAND – это программируемая память, и считывается блоками, а NOR – считывается и записывает информацию байтами.
Рисунок 1 - NAND-память
NAND и NOR отличается по двум характеристикам: связью между ячейками и секторами и интерфейсом, предоставленным для чтения и записи данных.
Поскольку размер блока в NOR колеблется от 64 до 128 Кбайт, операция записи/стирания может занять до 5 секунд. С другой стороны, система NAND с блоками от 8 до 32 Кбайт выполнит ту же операцию в максимум 4 миллисекунд.
Разница в размерах блоков еще больше увеличивает разрыв в производительности между NOR и NAND. Статистически больше операций удаления (стирания) данных проводиться устройствами на базе NOR-памяти (особенно, когда выполняется обновление файлов – их перезапись).
Рисунок 2 – NOR-память
Несмотря на это, при выборе типа флеш-памяти нужно также учитывать следующие факторы: - NOR-память считывает данные немного быстрее, чем NAND; - NAND записывает информацию значительно быстрее, чем NOR; - NAND стирает данные намного быстрее, чем NOR: 4 мсек против 5 сек; - Большинству операций записи предшествует операция удаления (то есть, данные перезаписываются); - NAND обладает меньшим потенциалом блоков удаления, поэтому меньше удалений понадобится, что продлит срок службы устройства памяти. Размеры ячеек NAND-памяти вполовину меньше, чем размеры ячеек памяти NOR. Память NOR доминирует по продажам на рынке по объему памяти в диапазоне от 1 до 16 МБ, в то время как размеры памяти NAND варьируются от 8 до 128 МБ. Это снова подчеркивает роль памяти NOR в качестве хранилища важных кодов. Память NAND тоже имеет стойкую позицию на рынке карт памяти (CompactFlash, SecureDigital, PC Cards, и MMC).
Увеличение сроков службы флеш-памяти
Срок службы флэш-памяти зависит от целого ряда факторов, включая, то, каким образом она настроенная. Неправильно настроенная флэш-память будет быстрее изнашиваться от того, что только одна область используется все время, от чего сектора памяти могут прийти в непригодное состояние и это повысит риск утери данных или повреждения информации. Системы обнаружения ошибок могут помочь определить, когда это происходит, но как только происходит ошибка – устройство становится бесполезным. Отказ работы устройства может вызвать большие проблемы, связанные с теми данными, которые на нем хранились. Именно поэтому такие устройства как, например, микроконтроллеры со встроенной флэш-памятью, не отслеживающие износ, больше полагаются на NOR-память с её более высокими характеристиками выносливости к перезаписи.
Существует несколько способов улучшить общее состояние флеш-памяти и продлить сроки её службы. Один из методов предполагает наличие возможности перенесения всего объема информации в другое место - реорганизации. Он работает лучше всего с блок-ориентированными устройствами, хотя может применяться с размером блока в одно слово. Существуют определенные накладные расходы в связи с износом, поэтому с большими блоками информации этот способ будет более эффективным.
Система выравнивания износа (WL – wearlevelling) распределяет записи по всей поверхности памяти во избежание использования какого-то одного сектора. Тогда срок службы системы можно рассматривать как потенциал общего объема информации системы, вместо максимума для одного блока информации. Система WL требуется возможности контроля над использованием записываемого пространства, а также записывать и использовать эту информацию для дальнейшего повышения эффективности использования устройства и продления сроков его службы. Различные дефекты значительно влияют на то количество раз, которое информация может быть записана и удалена с устройства.
В таком случае, механизм реорганизации может быть использован, если память чрезмерно заполнена. Для этого будут использоваться дополнительные блоки или сектора, как и на жестких дисках. Разница лишь в том, что дополнительный блок будет использоваться только в том случае, если возникла неисправимая ошибка в основном. Это своего рода запасной выход.
Если используется система WL, то обычно все блоки в совокупности формируют пул, а если система реализована в программном обеспечении, то можно будет выбрать размер логического раздела, основанный на желаемом сроке службы памяти. Маленький размер логического раздела предполагает наличие нескольких дополнительных блоков.
Преимущества флеш-памяти перед другими устройствами
Флэш-память доступна в различных формах, таких как карты памяти, карты памяти, USB накопители и так далее... Но основной принцип работы такой же. Флэш-память просто универсальны, как это стоит очень мало и предлагается с операционной гибкости вариант простой плагин и играть. Лучшая часть заключается в том, что память хранится на этом носителе, можно стирать и переписывать снова.
Флэш-память отличается от обычного электрически стираемого перепрограммируемого ПЗУ (EEPROM) в том, что EEPROM стирает содержимого по одному байту за раз. Это делает его очень медленным, если говорить о процессе обновления. Флэш-память может удалять файлы целыми блоками, что делает такое устройство более предпочтительным для приложений, которые требуют частого обновления большим количеством данных, как в случае карты памяти для цифровых электронных устройств.
Внутри микросхемы (чипа) информация хранится в ячейках. Плавающий затвор транзистора защищает данные, которые записываются в каждую ячейку. Туннельные электроны проходят через низкий проводящий материала, чтобы мгновенно изменить электронный заряд при этом, очищая ячейку так, что после она может быть перезаписана. Именно благодаря этому флэш-память получила свое имя («in a flash» – мгновенно).
Некоторые типы флэш-накопителей также называют карты памяти или флэш-карты, и продаются в различных конфигурациях для различных цифровых устройств и целей хранения. Флэш-память, что поставляется в виде USB-накопителя для использования с компьютером или планшетом - чрезвычайно удобно изобретение, которое пришло на смену дискетам и гибким дискам.
Флеш-карта памяти может сохранять изображения в цифровой камере, например, переместить на компьютер, где можно будет получить доступ к фотографиям. Флэш-память не одно и то же, что и флэш-память с произвольным доступом (RAM - flash randomaccess memory). ФлешRAM, как и любой другой вид оперативной памяти в компьютере, требует постоянный источник питания, чтобы поддерживать содержимое.
Флэш-память доступна в различных формах, таких как карты памяти, флешки, USB накопители и так далее. Но основной принцип работы у всех устройств одинаковый. Флэш-память уникальная вещь, поскольку стоит очень мало и предлагается с простой системой запуска и чтения файлов. Еще одним преимуществом можно назвать то, что все файлы могут находиться на одном носителе и есть возможность удалять их и перезаписывать снова.
Карта памяти, как форма флеш-памяти, настолько маленькая, что может поместиться в ладони, равно как монетка. Компактная карта памяти может использоваться где и когда угодно. А восстановление повреждённых или утраченных данных с USB-накопителей, карт памяти и других типов шлеш-памяти не составит труда.
Флеш-память используется в современных ОС типа Windows 7 и Windows Vista с целью повышения производительности системы. Также этот вид памяти поддерживает легкий доступ к необходимым приложениям и таким образом, пользователь может хранить программы, например, защищающие от вредоносного ПО или веб-браузера на карте памяти, с которой их потом можно перенести на компьютер.
Часто возникают различные сбои в работе устройств памяти, это же касается и флеш-памяти, поскольку не существует устройств, абсолютно защищенных от возможности сбоя программного обеспечения или физического повреждения устройства. Более того, мы знаем, что все имеет срок годности.
На флеш-памяти может храниться крайне важная информация, такая как: уникальные коды, различные шифры и сверхважные документы, если говорить о бизнесе. Также на флеш-накопителе данных может быть сохранено множество других файлов, например, видео, аудиофайлы, фильмы, фотографии, картинки, книги, учебники и документы Word, табличные процессоры Excel и другие.
И что же делать в ситуации, когда эти файлы все же были удалены. Не стоит паниковать, поскольку существует множество программ, которые предназначены специально для восстановления различных файлов. Некоторые производители разрабатывают целые пакеты программ, которые в комплексе обеспечивают сохранность Ваших данных и восстанавливают их в результате любой из причин, по которым они были удалены. К примеру, такой производитель, как Hetman Recovery предлагает множество программ, которые помогут восстановить данные с флеш-памяти это: Hetman PartitionRecоvery, Hetman FAT Recovery, Hetman NTFS Rеcovery и много других.
