フラッシュドライブはデータストレージデバイスとして機能します。フラッシュドライブを使用して作業します。フラッシュドライブをフォーマットしています。 Rufus が代表を務めるモバイルアシスタンス

コンピュータで作業するほとんどの人は、「フラッシュドライブ」(USB ドライブ) と呼ばれるデバイスの存在を知っています。当初、これらのドライブは非常に高価で、珍しいデバイスとみなされていました。当時、それらはあまり一般的ではなく、人々はディスク、ハードドライブ、フロッピーディスクを使用して情報を交換していました。現在、これらのドライブは上記の情報転送方法をほぼ完全に置き換えています。

USB ドライブは、ストレージおよび記憶媒体として使用される電子デバイスです。パソコン、ラップトップなどに接続します。このデバイスの主な利点は、使いやすさ、幅広いモデル、およびかなり低価格です。その主な特徴としては、コンパクトさ、大量のメモリ、および高いデータ転送速度が挙げられます。ドライブは汎用デバイスであり、機械的な影響から完全に保護されています。ポケットに入れて簡単に持ち運べ、必要に応じて使用できます。

種類

フラッシュドライブは、その設計がまったく異なる場合があります。店舗では、容量、デザイン、インターフェイスの種類、機能が異なるさまざまなドライブを購入できます。

メモリ容量に関しては、ドライブは 1 テラバイト、つまり 1024 Gb に達することがあります。ただし、現在では 4 ～ 32 Gb の容量を持つデバイスが最も普及しています。それらの費用は150〜3000ルーブルの間で変化します。メモリ容量の倍数は 2、つまり 32、64、128 Gb に相当します。最大 4 GB のデバイスは、テキストファイルの保存と移動に最適です。音楽、写真、小さなビデオを保存するには、16 GB のドライブで十分です。 32 Gb デバイスはビデオストレージに適しています。

USB インターフェイス標準に従って、ドライブは次のタイプになります。

USB 1.0。
1.1;
2.0;
3.0;
3.1.

これらのタイプのドライブの主な特徴は、データ転送速度です。それで USB1.1毎秒 600 ～ 800 KB の速度でデータを送信します。この場合、1 秒あたり最大 700 KB の記録がサポートされます。 USB2.0より高度な場合は、毎秒 480 メガビットの速度でデータを送信できます。 USB3.0は、最大 5 Gbit/秒の速度でのデータ転送を可能にする新しいタイプのドライブを導入しました。標準デバイス USB3.1最大 10 ～ 12 ギガビット/秒の速度でデータを送信できます。

ただし、最先端のデバイスを所有したいという願望に惑わされてはいけません。実はドライブ USB3.1ほとんどのデバイスはサポートされない可能性があります。実際には、ほとんどの場合、USB レシーバー自体に標準デバイスがインストールされています。 USB2.0。その結果、USB 2.0 ポートに接続するか、その逆の順序でドライブは情報転送モードで動作します。 USB2.0つまり、速度が大幅に制限されます。

現在、さまざまな素材で作られた、さまざまなデザインの信じられないほどの数のドライブを購入できます。プラスチック、木、ガラス、シリコン、革、金属、ゴムなどです。さまざまな図面、彫刻、その他のデザイン要素をドライブ本体に適用できます。ただし、何らかの設計効果の使用は、データ転送の速度や量の形でテクニカル指標に影響を与えることはありません。

追加機能の利用可能性。たとえば、フラッシュドライブにはコード入力デバイスが搭載されている場合があります。したがって、作業を開始するには、正しいコードを入力する必要があります。これは、データの盗難から保護するのに役立ちます。指紋スキャナーを備えたドライブもある場合があります。この場合、デバイスを操作するには、ケース上にあるスキャナーに指を置く必要があります。

音声制御を使用して動作するドライブもある場合があります。このようなデバイスは所有者の音声を認識し、その後データを操作できるようになります。抗菌コーティングを施した装置もございます。このようなドライブの本体は、細菌が増殖しないように特別な抗菌素材を使用して作られています。

両面ドライブもあります。フラッシュドライブには 2 つの USB コネクタがあります。このようなドライブを使用すると、仕事情報と個人情報を分けて保存できます。重要な文書を誤って上書きしてしまう可能性がある場合に便利です。ストレージデバイスとデジタルカメラを組み合わせたデバイスが販売されています。

デバイス

ほとんどの場合、フラッシュドライブは次の基本要素で構成されます。

USB コネクタを使用すると、コンピュータまたはその他の電子デバイスに接続できます。スタビライザーの助けを借りて、PC からコントローラーとフラッシュメモリーに直接供給される電圧が変換され、安定化されます。

コントローラーは、メモリとデータ転送を制御する回路を表します。メモリやメーカーに関するすべての情報が含まれるチップが搭載されています。また、ドライブの通常の動作に必要なサービス情報も保存されます。一部のモデルでは、コントローラーが内蔵されているか、まったく搭載されていない場合があります。

水晶振動子を使用して、フラッシュメモリとコントローラロジックの基準周波数が作成されます。ケースは機械的損傷から保護し、ドライブのすべての要素を収容する役割を果たします。このスイッチは、書き込みモードまたは書き込み保護モードを有効にするために必要です。 LED の点滅は、ドライブが動作していることをユーザーに示します。現時点では、USB コネクタからドライブを取り外さないことを強くお勧めします。これにより、データの損失やデバイスの故障につながる可能性があります。

応用

フラッシュドライブは、あらゆる情報を保存、書き換え、消去、転送できるユニバーサルデバイスです。ドライブにはテキストドキュメント、写真、ビデオ、音楽を記録でき、ドライブ上の情報を読み取り、消去、編集できます。このドライブの特徴は、無限に接続できることです。

コンピュータの実行中でもデバイスを接続できます。デバイスケースは、デバイスのすべての要素をしっかりと保護するのに役立ちます。このおかげで、ドライブは落下、ズボンのポケットでの長時間の着用、その他の機械的影響を実質的に恐れることはありません。 USB ポート経由で供給される電力で十分であるため、ドライブには外部電源は必要ありません。

選び方

フラッシュドライブは非常にシンプルなデバイスですが、賢く選択する必要があります。

適切なデバイスを選択するには、まずメモリの量、外観、データ転送速度を詳しく調べる必要があります。
現時点で最適な選択肢は、32 GB 以上のメモリ容量を備えたドライブです。これは、そのようなデバイスのコストが低いという事実によるものですが、この量のメモリは、いくつかの高品質の映画、膨大な数の Word 文書または画像を記録するには十分です。
多額の貯金をして、あまり知られていない、名前のないメディアブランドを購入するべきではありません。したがって、中国の工芸品に遭遇する可能性があります。さらに、ブランドメディアと「無名」メディアの価格差はわずかです。したがって、どのブランドを選択すればよいかわからない場合は、トランセンド、シリコンパワー、サンディスク、キングストンなどのメーカーをよく見てください。
格納式コネクタ付きのドライブを購入することはお勧めできません。多くのモデルには、コネクタがキャップの後ろに隠れるのではなく、スライドして出てきます。一方で、それは美しくて便利に見えますが、実際にはすべてが少し異なります。この装置は非常に壊れやすく、信頼性が低いです。力を加えるとドライブが破損する可能性があり、新しいデバイスを購入する必要があります。
ドライブを購入するときは、その設計をよく見てください。多くの場合、それらはペンダントやキーチェーンの形で作られており、ドライブを便利なデバイスとしてだけでなく、ファッショナブルなアクセサリーとしても使用できます。サイズに注意して、フラッシュドライブが占めるスペースを最小限に抑えることが望ましいです。同時に、過度に小型のデバイスは非常に壊れやすいです。したがって、美しさと信頼性のどちらがあなたにとってより重要であるかを自分で決めてください。
ドライブ上のデータを権限のない人物から保護したい場合は、追加のセキュリティ機能を備えたデバイスを購入する必要があります。たとえば、パスワードを要求するフラッシュドライブ上の特別なプログラムや指紋スキャナーを備えたデバイスの形式での保護が考えられます。

フラッシュドライブが何であるかについては、多くのサイトで読むことができます。やってはいけないことも詳しく教えてくれます。しかし、それを使って何ができるか、どうすればわかるでしょうか? フラッシュドライブの操作に関するすべてのポイント (A から Z まで) を視覚的にデモンストレーションするレッスンはいかがでしょうか? あるコンピュータから別のコンピュータにテキストを転送したいとします (2 台目のコンピュータがインターネットに接続されていない場合でも)。

2 番目の場合は漫画、3 番目の場合は両方です。レッスンで最も重要なことは、すべての連続した転送アクションです。

本来の要件? しかし、これが、ダンノ（フラッシュドライブでは処理できない初心者の庭にある小石）を示し、説明し、不必要で不必要なアクションから保護する唯一の方法です。

フラッシュドライブに関する情報はたくさんありますが、フラッシュドライブを操作するための具体的な段階的な「手順」はありません。しかし無駄だ！そんな「大変さ」を抱えている人はたくさんいると思いますが、それについて書いてみようと思います。 ここでは、フラッシュドライブの使い方についてのレッスンをご紹介します。

通常のフラッシュドライブは次のようになります。

ステップ1。 それを挿入しますUSBポート(写真を参照)。

通常、このポートの隣にはヘッドフォンとマイクのジャックがあります。

こちらは緑とピンクが並んでいます。

ステップ2。 「開始」をクリックします。次に「マイコンピュータ」。写真の中には、リムーバブルディスクの写真が表示されます。任意の名前を付けることができます。

主なことは、写真における視覚的表現です。

たとえば、「キングストン(F:)」。この場合、「KINGSTON」はフラッシュドライブのメーカー名、(F:)はディスクの名前を意味します。

ステップ 3. 情報をフラッシュドライブに書き込む少なくとも 2 つの方法で可能です。両方を見てみましょう。

1方向。中断したところから続けましょう。

1. フラッシュドライブのイメージをマウスの左ボタンでクリックします。その結果、その内容が明らかになります。

2. デスクトップ上のフラッシュドライブまたはその他のフォルダにコピーしたいファイル (テキストドキュメント、音楽、ビデオなど) を選択します。

3. 次に、マウスの左ボタンでそれをつかみ、フラッシュドライブフォルダーにドラッグします。あなたは手放します。

全て。ファイルがフラッシュドライブにコピーされました。

2.方法。

1.フラッシュドライブにコピーする必要があるファイルを選択します。

2. マウスの右ボタンでクリックします。

3.「送信」を選択します

4. 次に、フラッシュドライブのイメージが含まれる項目を選択します。この例では、「KINGSTON (F:)」です。

5. これで、ファイルがフラッシュドライブに送信されました。フラッシュドライブ上でその存在を確認できます。

ステップ4。記録した情報 。次に、フラッシュドライブをコンピュータから安全に取り外す必要があります。これを行うには、次の手順を実行します。

それだけです。これで、フラッシュドライブの操作をマスターできました。そして、私たちはコンピューターの新たな地平を征服する準備ができています。これで幸運を祈ります！

現在のところ、ポータブルストレージデバイスの機能は、ユーザーを驚かせるものではありません。しかし、かつてフラッシュドライブはデータストレージデバイスの分野で真の技術革新をもたらしました。このデバイスは、フロッピーディスクだけでなく、フロッピー CD も置き換え、徐々に市場から追い出されていきました。

この資料では、フラッシュドライブの設計、動作原理、およびパーソナルコンピュータまたはポータブルドライブから情報を読み取ることができる別のデバイスへの接続について説明します。動作しないフラッシュドライブを復元し、書き込み保護を解除する方法を考えてみましょう。

ポータブルフラッシュデバイスに関する一般的な情報

USB フラッシュドライブは、1999 年に M-Systems に勤務するイスラエルの科学者によって発明されました。しかし、このデバイス自体も 1999 年に米国で特許を取得しました。フラッシュドライブの最初の発表は 2000 年に行われ、その当初の名前は DiskOnKey (キー上のディスク) でした。最初のポータブルドライブの容量は 8 MB でしたが、すぐに 16 MB と 32 MB のデバイスが登場しました。

当時、フラッシュドライブは本格的なガジェットと言え、50 ドルというかなりの価格で販売されていましたが、より大型のドライブの登場により、年末までに 1 個あたり 100 ドルまで値上がりしました。この売却はIBMが主導した。

現在、ポータブルデバイス市場ではフラッシュドライブが時代遅れの CD にほぼ完全に取って代わりました。現在、HyperX や Kingston などのメーカーから 2 テラバイトのドライブが発売されています。マッチ箱 1 個半のサイズに 2 テラバイトのディスク領域が存在することを想像してみてください。 2 テラバイトのフラッシュドライブはどのように機能しますか? 16 GB のフラッシュドライブと同様に、すべてが非常にシンプルで効果的です。

USBストレージのメリットとデメリット

これらのデバイスは今日不可欠なポータブルストレージメディアであるため、その利点と潜在的な欠点を理解する価値があります。結局のところ、さまざまなテクノロジーの進歩や新しいデバイスの開発に伴うのは、この 2 つのパラメーターです。不可欠であるということは、どのデバイス市場においても独占を意味します。それでは、その理由を調べて、その過程でフラッシュドライブがどのように機能するかを間接的に理解してみましょう。

利点:

携帯性とデバイスの軽量化。
静かな動作と低リソース消費。
エネルギー消費が低い（主に機械システムがないため）。
高温での動作の可能性。
機械的ストレスに耐性があります (ハードドライブや CD とは異なります)。
環境の影響（傷、ほこり、乾燥による損傷）から保護されています。
オフラインでのデータの長期保存期間は、良くても 10 年以上、低品質のデバイスの場合は最悪でも 3 ～ 6 か月になります。

欠点:

障害が発生するまでにデータの書き込みと消去ができる回数は限られています。書き換え回数は約5000回。
USBコネクタの接続回数の制限は約1500回です。
記録速度の制限。USB 2.0 ポートでは顕著です (1 秒あたり 35 メガバイト以下)。
他の電子機器と同様に、電気的短絡や放射線に敏感です。
欠点は、コネクタと接続されたドライブの形状により、ポートとコネクタの磨耗が増加することです。この問題はUSB Type-C出力で解決されました。

したがって、上記の箇条書きリストから、フラッシュドライブの長所と短所について学ぶことができました。この情報に基づいて、このデバイスには実際には、必要に応じて修正および変更できる欠点がほとんどないと結論付けることができます。

USB ドライブはどのように機能しますか?

フラッシュドライブの動作原理は、フラッシュドライブをパソコンのUSBポートに接続し、データをロードしたり削除したりすることで動作します。 USB デバイスは、NAND または NOR のタイプのフラッシュメモリに基づいています。フラッシュメモリにはシリコン結晶が含まれており、これに基づいて絶縁ゲートまたはフローティングゲートを持つ電界効果トランジスタが配置されます。後者は、電荷、つまり電子を保持することができます。電界効果トランジスタにはドレインとソースがあることに注意してください。

フラッシュドライブに書き込む場合、コントローラーはコントロールゲートに正の電圧を印加し、これにより電荷の一部がドレインからソースに移動し、フローティングゲートに向かって偏向します。電子の一部は、偏向後、小さな絶縁体層を乗り越えてフローティングゲートに侵入し、そこで長期間留まります (蓄積)。保存時間は上記の長所と短所のセクションに記載されていますが、このデータはメーカーやフラッシュデバイスのメモリサイズによって異なります。

フラッシュドライブデバイス

USB ストレージデバイスは画像に示されています。ユーザーが USB フラッシュドライブを接続し、それを自分の目的で使用すると、その瞬間、メモリコントローラーによって制御される非常に複雑なプロセスがポータブルメディア自体で直接行われることは言うまでもありません。

上の画像には「フラッシュドライブ」の主要な要素がすべて含まれていますが、すべてではありません。下の画像は、デバイスの残りの要素を示しています

データの送受信用のUSBコネクタです。
ボードのコントロールポイント。
水晶振動子。
デバイスの動作を示す LED。
書き込み保護スイッチ。
メモリコントローラーを接続する場所です。

これは、ポータブル携帯機器を分解して個々の回路コンポーネントに分離したときの様子です。上記の情報から、フラッシュドライブがどのように機能するかがより明確になります。不良品だったらどうしますか？

フラッシュドライブが動作しない：復元方法と対処法

リムーバブルデバイスが物理的な誤動作や機能の磨耗によって故障した場合、新しいデバイスを購入するよりも修復する方が費用がかかるため、このガイドは簡潔になります。あなたはフラッシュドライブがどのように機能するかを知っており、上に示した情報からフラッシュドライブがどのような構成になっているかも知っています。残念ながら、適切なスキルがなければ手動で修理することはできないため、最後の手段としてデバイスをサービスセンターに持ち込んでください。

フラッシュドライブの機能をチェックするには、コンピュータまたは読み取りデバイスの異なるポートにフラッシュドライブを 1 つずつ接続するだけです。どのポートもフラッシュドライブを認識しない場合は、メディアから情報を読み取ることができる別のコンピュータまたはデバイスにフラッシュドライブを接続してみてください。デバイスが動作していれば、必ず開きます。また、コンピューター上のデバイスを認識するには、USB ポートドライバーを更新してみることもできます。

フラッシュドライブは書き込み保護されています: 保護を解除する方法

フラッシュドライブから書き込み保護を解除する簡単な方法がいくつかあります。 1 つ目の方法は、ドライブケースに物理的な保護を取り付ける方法です。キーを別の位置に移動すると削除できます（録音用）。 2 番目の方法は、この問題に対する最も一般的な解決策の 1 つです。これは、デバイスを別のファイルシステム (NTFS および FAT32) にフォーマットすることです。別の方法は、コマンドラインを使用して問題を解決することです。これを行うには、コンソールインタープリタの "Run" を使用して DiskPart システムサービスを開始し、コマンド "attributes disc clear readonly" を引用符なしで入力します。

フラッシュドライブをコンピュータに正しく接続する方法

リムーバブルドライブをコンピュータに正しく接続するには、デバイスコネクタモデルの速度とデータ転送速度に一致する USB ポートにフラッシュドライブコネクタを接続します。したがって、これは 2.0 または 3.0 ポートであり、現在 Apple が MacBook で広く使用している最新の Type C ポートを介した接続方法でもあります。場合によっては、ポートとフラッシュドライブの互換性がないために、コンピューターがそれを認識しないことが発生します。したがって、正しく接続してください。

結論

この記事の上記の情報から、リムーバブルドライブの起源、その利点と欠点、およびリムーバブルフラッシュドライブの完全な構造と動作原理について学びました。この記事では、フラッシュドライブの仕組みと、フラッシュドライブを読み取りデバイスに適切に接続する方法について説明しました。書き込み保護を解除する方法も学ぶことができました。

フラッシュメモリは、固体半導体不揮発性書き換え可能メモリの一種です。

動作原理

フラッシュメモリのプログラミング

フラッシュメモリの消去

話

特徴

ファイルシステム

応用

メモリーカードの種類

オペレーター101 オペレーター101

2009-02-25T22:57:33Z 2009-02-25T22:57:33Z

1 普通

フラッシュメモリは、固体半導体不揮発性書き換え可能メモリの一種です。

必要に応じて何度でも読み取ることができますが、そのようなメモリに書き込むことができる回数は限られています (最大 - 約 100 万サイクル)。フラッシュメモリは一般的で、約 10 万回の書き換えサイクルに耐えることができます。これは、フロッピーディスクや CD-RW が耐えられる回数をはるかに上回っています。

ハードドライブとは異なり、可動部品が含まれていないため、信頼性が高く、コンパクトです。

フラッシュメモリは、コンパクト、低コスト、低消費電力のため、バッテリや充電式バッテリで動作するポータブルデバイス (デジタルカメラ、ビデオカメラ、デジタルボイスレコーダー、MP3 プレーヤー、PDA、携帯電話、スマートフォンなど) で広く使用されています。コミュニケーター。さらに、さまざまなデバイス (ルーター、PBX、プリンター、スキャナー) やさまざまなコントローラーに組み込みソフトウェアを格納するために使用されます。

また、最近では、USB フラッシュドライブ (フラッシュドライブ、USB ドライブ、USB ディスク) が普及し、実質的にフロッピーディスクや CD に取って代わりました。

2008 年末時点で、フラッシュメモリベースのデバイスがハードドライブに取って代わることを妨げている主な欠点は、ハードドライブの 2 ～ 3 倍である価格/体積比の高さです。この点において、フラッシュドライブの容量はそれほど大きくありません。これらの方向に向けた作業は進行中ですが。技術プロセスは安価になり、競争は激化します。多くの企業がすでに 256 GB 以上の容量の SSD ドライブのリリースを発表しています。

ハードドライブと比較したフラッシュメモリベースのデバイスのもう 1 つの欠点は、奇妙なことに速度が遅いことです。 SSD ドライブのメーカーは、これらのデバイスの速度がハードドライブの速度よりも高いことを保証しているという事実にもかかわらず、実際には大幅に遅いことが判明しています。もちろん、SSD ドライブはハードドライブのようにオーバークロックやヘッドの位置決めなどに時間を費やしません。しかし、最新の SSD ドライブで使用されるフラッシュメモリセルの読み取り時間、さらには書き込み時間はさらに長くなります。これは全体的なパフォーマンスの大幅な低下につながります。公平を期すために、SSD ドライブの最新モデルはすでにこのパラメータにおいてハードドライブに非常に近いことに注意する必要があります。しかし、これらのモデルは依然として高価すぎます。

2009 年 2 月に、512Gb の容量を持つ USB フラッシュドライブの出荷が始まりました。このモデルはすでにモスクワで販売されています。このようなモデルの最終消費者向けの推定コストは約 250 ドルになる予定であり、そのため、このようなフラッシュドライブは外付け HDD の明らかな競合相手になります。フラッシュドライブは小型でコンパクトなサイズ、USB 2.0 インターフェイス、11MB/秒の読み取り速度を備えています。 10MB/秒。録音用。内容[削除]

動作原理

フラッシュメモリのプログラミング

フラッシュメモリの消去

フラッシュメモリは、セルと呼ばれるフローティングゲートトランジスタのアレイに情報を保存します。シングルレベルセル (英語のシングルレベルセル、SLC) を備えた従来のデバイスでは、それぞれのセルに 1 ビットしか格納できません。新しいマルチレベルセル (MLC) デバイスの中には、トランジスタのフローティングゲート上の異なるレベルの電荷を使用することで、複数のビットを記憶できるものがあります。

フローティングゲートトランジスタではゲートの低電圧が 1 を意味するため、このタイプのフラッシュメモリは NOR 素子に基づいています。

トランジスタには、コントロールゲートとフローティングゲートの 2 つのゲートがあります。後者は完全に分離されており、電子を最大 10 年間保持することができます。セルにはドレインとソースもあります。電圧を使用してプログラムする場合、コントロールゲートに電界が生成され、トンネル効果が発生します。一部の電子は絶縁体層をトンネルしてフローティングゲートに到達し、そこに残ります。フローティングゲートの電荷により、ドレイン-ソースチャネルの「幅」とその導電率が変化し、これが読み取りに使用されます。

セルのプログラミングと読み取りでは消費電力が大きく異なります。フラッシュメモリデバイスは書き込み時に大量の電流を消費しますが、読み取り時のエネルギー消費は低くなります。

情報を消去するには、コントロールゲートに負の高い電圧が印加され、電子がフローティングゲートからソースに移動（トンネル）します。

NOR アーキテクチャでは、各トランジスタを個別の接点に接続する必要があるため、回路のサイズが大きくなります。この問題は、NAND アーキテクチャを使用して解決されます。

NAND タイプは NAND 要素に基づいています。動作原理は同じですが、セルとその接点の配置のみが NOR タイプと異なります。その結果、各セルに個別のコンタクトを設ける必要がなくなり、NANDチップのサイズとコストを大幅に削減できます。また、録音と消去も高速になります。ただし、このアーキテクチャでは任意のセルにアクセスすることはできません。

NAND アーキテクチャと NOR アーキテクチャは現在並行して存在しており、データストレージの異なる領域で使用されるため、互いに競合することはありません。

話

フラッシュメモリは、1984 年に舛岡富士夫氏が東芝に勤務中に発明しました。「フラッシュ」という名前も、東芝で富士氏の同僚である有泉章二氏によって造られました。これは、記憶内容を消去するプロセスがフラッシュを思い出したためです。増岡氏は、カリフォルニア州サンフランシスコで開催された IEEE 1984 国際電子デバイス会議 (IEDM) で設計を発表しました。インテルはこの発明に大きな可能性を見出し、1988 年に最初の商用 NOR フラッシュチップをリリースしました。

NAND フラッシュメモリは、1989 年に国際固体回路会議で東芝によって発表されました。書き込み速度が速く、チップ面積が小さくなりました。

2008年末現在、フラッシュメモリ生産のリーダーはサムスン（市場の31％）と東芝（サンディスクとの合弁工場を含む市場の19％）である。 (データは 2008 年第 4 四半期時点の iSupply による)。NAND フラッシュメモリチップの標準化は、Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI) によって行われます。現在の標準は、2006 年 12 月 28 日にリリースされた ONFI 仕様バージョン 1.0 です。 ONFI グループは、NAND チップ生産における競合企業であるサムスンと東芝、インテル、ハイニックス、マイクロンテクノロジーによってサポートされています。

特徴

フラッシュメモリを備えた一部のデバイスは、最大 100 MB/秒の速度に達します。一般に、フラッシュカードには幅広い速度があり、通常は標準 CD ドライブの速度 (150 Kb/s) でマークされています。したがって、示されている 100x の速度は、100 H 150 Kb/s = 15,000 Kb/s = 14.65 Mb/s を意味します。

基本的に、フラッシュメモリチップの容量はキロバイトから数ギガバイトまで測定されます。

2005 年、東芝とサンディスクは、マルチレベルセル技術を使用した 1GB NAND チップを導入しました。この技術では、フローティングゲート上のさまざまなレベルの電荷を使用して、単一のトランジスタが複数のビットを記憶できます。

2006 年 9 月、サムスンは 40 nm プロセス技術を使用して製造された 8 GB チップを発表しました。 2007 年末、サムスンは、30 nm プロセス技術を使用して製造された世界初の MLC (マルチレベルセル) NAND フラッシュメモリチップの開発を発表しました。チップ容量も8GBです。メモリチップは 2009 年に量産開始される予定です。

ボリュームを増やすために、デバイスは多くの場合、複数のチップのアレイを使用します。基本的に、2007 年半ばの時点で、USB デバイスとメモリカードの容量は 512 MB ～ 64 GB です。 USB デバイスの最大容量は 1 TB です。

ファイルシステム

フラッシュメモリの主な弱点は書き換え回数です。また、OS が同じ場所にデータを頻繁に書き込むという事実によって、状況はさらに悪化します。たとえば、ファイルシステムテーブルは頻繁に更新されるため、メモリの最初のセクタはかなり早い段階でメモリを使い切ってしまいます。負荷分散により、メモリの寿命を大幅に延ばすことができます。

この問題を解決するために、GNU/Linux 用には JFFS2 と YAFFS、Microsoft Windows 用には exFAT という特別なファイルシステムが作成されました。

SecureDigital や CompactFlash などの USB フラッシュドライブとメモリカードには、エラーを検出して修正し、フラッシュメモリ書き換えリソースを均等に使用しようとするコントローラが組み込まれています。このようなデバイスでは、特別なファイルシステムを使用するのは意味がありません。互換性を高めるために、通常の FAT が使用されます。

応用

さまざまなタイプのフラッシュカード (サイズの推定のために一致を示しています)

フラッシュメモリは、USB フラッシュドライブでの使用で最もよく知られています。使用されるメモリの主なタイプは NAND で、USB 大容量記憶装置 (USB MSC) インターフェイスを介して USB で接続されます。このインターフェイスは、最新のすべてのオペレーティングシステムでサポートされています。

USB フラッシュドライブは、その高速性、容量、コンパクトなサイズのおかげで、市場のフロッピーディスクに完全に取って代わりました。たとえば、デルは 2003 年にフロッピードライブを搭載したコンピュータの製造を中止しました。

現在、さまざまな形状や色の USB フラッシュドライブが製造されています。記録されたデータが自動的に暗号化されるフラッシュドライブが市販されています。日本の企業ソリッド・アライアンスは、食品の形でフラッシュドライブも製造しています。

たとえば、インターネットカフェでアプリケーションを使用するために、USB ドライブから直接動作できる特別な GNU/Linux ディストリビューションとプログラムのバージョンがあります。

Windows Vista の ReadyBoost テクノロジでは、コンピュータに組み込まれている USB フラッシュドライブまたは特殊なフラッシュメモリを使用してパフォーマンスを向上させることができます。フラッシュメモリは、ポータブル機器 (カメラ、携帯電話) で積極的に使用されているセキュアデジタル (SD) やメモリスティックなどのメモリカードの基礎でもあります。フラッシュメモリは、USB ストレージデバイスとともにポータブルストレージメディア市場の大部分を占めています。

NOR タイプのメモリは、DSL モデムやルーターなどのデバイスの BIOS および ROM メモリでよく使用されます。フラッシュメモリを使用すると、デバイスのファームウェアを簡単に更新できますが、このようなデバイスでは書き込み速度と容量はそれほど重要ではありません。。

ハードドライブをフラッシュメモリに置き換える可能性が現在、積極的に検討されています。その結果、コンピュータの電源を入れる速度が向上し、可動部品がないため耐用年数が長くなります。たとえば、第三世界諸国向けに積極的に開発されている「100ドルのラップトップ」であるXO-1は、ハードドライブの代わりに1 GBのフラッシュメモリを使用します。 GB あたりの価格が高く、書き込みサイクル数が限られているため保存期間がハードドライブより短いため、配布は制限されています。

メモリーカードの種類

携帯電話で使用されるメモリカードにはいくつかの種類があります。

MMC (マルチメディアカード): MMC フォーマットのカードはサイズが小さく、24x32x1.4 mm です。サンディスクとシーメンスが共同開発。 MMC にはメモリコントローラーが組み込まれており、さまざまなデバイスとの高い互換性があります。ほとんどの場合、MMC カードは SD スロットを備えたデバイスでサポートされています。
RS-MMC (縮小サイズマルチメディアカード): 標準 MMC カードの半分の長さのメモリカード。寸法は 24x18x1.4 mm、重量は約 6 g で、その他の特性はすべて MMC と変わりません。 RS-MMC カードを使用する場合、MMC 規格との互換性を確保するには、アダプタが必要です。
DV-RS-MMC (デュアル電圧縮小サイズマルチメディアカード): デュアル電源 (1.8 および 3.3 V) を備えた DV-RS-MMC メモリカードは、消費電力が低減されているため、携帯電話の動作時間が少し長くなります。カードの寸法は RS-MMC と同じ 24x18x1.4 mm です。
MMCmicro: 寸法 14x12x1.1 mm のモバイルデバイス用の小型メモリカード。標準 MMC スロットとの互換性を確保するには、アダプターを使用する必要があります。

SD カード (セキュアデジタルカード): サンディスク、パナソニック、東芝がサポートしています。 SD 規格は、MMC 規格をさらに発展させたものです。サイズと特性の点では、SD カードは MMC に非常に似ていますが、わずかに厚い (32x24x2.1 mm) だけです。 MMC との主な違いは著作権保護テクノロジです。このカードには、不正コピーに対する暗号化保護、偶発的な消去や破壊に対する強化された情報保護、および機械的な書き込み保護スイッチが備わっています。規格は類似していますが、SD カードは MMC スロットを備えたデバイスでは使用できません。
SD (Trans-Flash) および SDHC (High Capacity): いわゆる古い SD カード。 Trans-Flash と新しい SDHC (高容量) およびその読み取りデバイスは、最大ストレージ容量の制限が異なります (Trans-Flash では 2GB、高容量では 32GB)。 SDHC リーダーは SDTF と下位互換性があります。つまり、SDTF カードは SDHC リーダーでは問題なく読み取られますが、SDTF デバイスでは、より大きい SDHC 容量のうち 2 GB のみが認識されるか、まったく読み込まれません。 TransFlash フォーマットは SDHC フォーマットに完全に置き換えられることが想定されています。どちらのサブフォーマットも、3 つの物理フォーマットのいずれかで表現できます。サイズ（標準、ミニ、マイクロ）。
miniSD (ミニセキュアデジタルカード): 標準のセキュアデジタルカードとは、寸法が 21.5x20x1.4 mm と小さい点が異なります。通常の SD スロットを備えたデバイスでカードが動作することを確認するには、アダプターが使用されます。
microSD (Micro Secure Digital Card): 現在 (2008 年) 最もコンパクトな取り外し可能なフラッシュメモリデバイス (11x15x1 mm)。コンパクトなため、サイズを大きくすることなくデバイスのメモリを大幅に拡張できるため、主に携帯電話やコミュニケータなどに使用されます。書き込み保護スイッチは microSD-SD アダプターにあります。

MS Duo (メモリースティックデュオ): このメモリー規格は Sony によって開発およびサポートされています。ケースはかなり耐久性があります。現時点では、これは提示されたすべてのメモリの中で最も高価です。メモリースティックデュオは、同じソニーの広く使用されているメモリースティック規格に基づいて開発され、その小さな寸法 (20x31x1.6 mm) が特徴です。

フラッシュドライブ上の情報はメモリセルに格納され、各セルには 0 または 1 の 1 ビットを格納できます。フラッシュドライブは、数十億のそのようなメモリセルで構成されます。

メモリセル

1 つのメモリセルが 1 ビットです。テキスト内の 1 文字は 8 ビットまたは 1 バイトです。このテキストは約 6,000 バイトを占めます。つまり、フラッシュドライブに保存するには、48,000 個のメモリセルが必要になります。 HD での House の新しいエピソードには、約 110 億個のメモリセルが必要です。それらがすべて 1 平方センチメートルの領域に簡単に収まるとは考えにくいです。

メモリセルはトランジスタです。両側に2つのn型半導体があり、自由に移動できる、つまり電流を流すことができる自由電子がたくさんあります。

これらの半導体の間には、逆に電子が不足している p 型半導体があります。したがって、そこでの電流は、失われた電子からの正孔によって運ばれます。

n 型半導体の間には p 型導体があり、異なる導電型を持っているため、n 型半導体間には電流が流れません。

しかし、p型半導体の上にはコントロールゲートがあります。正または負の電圧を印加できる電極です。正の電圧が印加されると、p型半導体内の正孔が押しのけられ、反対の電荷が引き寄せられるため電子が引き寄せられます。

フローティングゲートは、電子がフローティングゲートから逃げるのを防ぐために誘電体で囲まれています。理論的には、メモリセルはその値を無期限に、または少なくとも数十年間保存できます。

その結果、いわゆる n 接合が形成され、これを通ってある n 型半導体から別の n 型半導体に電気が流れ、トランジスタが電流を流すことができます。

コントロールゲートとp型半導体の間には金属プレートがあり、これがフローティングゲートです。負に帯電すると、コントロールゲートの動作に干渉し、コントロールゲートに正の電圧があるかどうかに関係なく、トランジスタは電流を流しません。

データの読み取り方法

メモリセルに何が書き込まれているか (0 または 1) を確認するには、コントロールゲートに電圧を印加し、トランジスタに電流が流れるかどうかを確認します。

- コントロールゲート上に過剰な電子がある場合、電流は流れません。これは電流が1であることを意味します。
- コントロールゲートに過剰な電子がない場合、電流は流れます。これは電流がゼロであることを意味します。

録音方法

メモリセルにユニットを書き込むには、フローティングゲートに電子を追加する必要があります。しかし、フローティングゲートは電流を通さないことが知られている誘電体で囲まれているため、これを行うのはそれほど簡単ではありません。

トンネル効果は、量子力学でのみ可能な現象であり、電子がその波の性質により、ある場所から別の場所に飛び移る現象です。つまり、誘電体を通過せずに、誘電体の反対側に到達してしまいます。これは古典力学では不可能です。

電子をフローティングゲートに強制的に送り込むために、読み取り時よりもはるかに高い正の電圧がコントロールゲートに印加されます。通過する電子の一部は、トンネル効果によりフローティングゲートにジャンプします。

データの消去もまったく同じ方法で行われます。ただし、正の電圧の代わりに負の電圧がコントロールゲートに印加され、電子がフローティングゲートから飛び降ります。

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