Kuidas USB-mälupulk töötab? Lihtsalt seletatud
Elektronide kujul olevad andmed salvestatakse USB-mälupulgale nn välkmälu lahtritesse. Selles artiklis selgitame, kuidas USB-mälupulk töötab lihtsal ja arusaadaval viisil.
USB-mälupulga ehitamine
Mälu struktuur on oluline, et mõista, kuidas andmeid saab USB-mälupulgale salvestada ja neid üles kutsuda:
- Iga USB-mälupulk sisaldab niinimetatud välkmäluelemente, mis töötavad nagu transistorid. Enamasti koosnevad need pooljuhtmaterjalist, näiteks räni. Seal on kaks väiksemat ala, mis on valmistatud palju juhtivast materjalist, lähte- ja äravooluavadest.
- Ülejäänud osaga eraldatud ujuvvärav asub allika ja äravoolu vahel. See komponent on välklambi tegelik salvestuskoht. Positiivset või negatiivset pinget saab rakendada ujuvväravaga ühendatud juhtvärava kaudu.
- Kui juhtväravale rakendatakse nüüd positiivset pinget (umbes 3, 3 volti), luuakse kanal allika ja äravoolu vahel ning vool voolab. Seda olekut nimetatakse 0 olekuks.
- Kõik lahtrid võivad olla kas 0 või 1 olekus. Seejärel suudab arvuti lugeda suure hulga nendest lahtritest salvestatud andmeid.
Salvestage andmed USB-pesasse
Välkmäluelemendi tavaline olek on 0, ujuvväravas puudub teave.
- Teabe salvestamiseks lahtrisse tuleb luua olek 1.
- 1 olekusse jõudmiseks tuleb rakendada väga suurt positiivset pinget (umbes 10 volti). Elektronid hüppavad lähtest ja voolavad ujuvväravasse, see on negatiivselt laetud.
- Ujuva värava isoleerimise tõttu ei pääse elektronid välja, teave salvestatakse.
Lugege andmeid USB-mälupulgalt
Teabe lugemiseks peab arvuti teadma, kas olek on 1 või 0.
- Rakendatakse väikest positiivset pinget (3, 3 volti) ja mõõdetakse vooluhulk allika ja äravoolu vahel.
- 0 olekus voolab vool läbi ülalkirjeldatud allika ja äravoolu vahelise kanali.
- 1 olekus jääb kanal allika ja äravoolu vahel suletuks, kuna negatiivselt laetud ujuv värav tasakaalustab pinget. Elektrit pole.
Kustutage andmed USB-mälupulgalt
Teabe kustutamiseks mäluelemendist tuleb eemaldada ujuva värava negatiivne laeng, taastada olek 0.
- 0-oleku uuesti taastamiseks tuleb juhtväravale rakendada kõrge negatiivne pinge. Ujuväravas olev laeng eemaldatakse ja kanal allika ja äravoolu vahel taas avaneb.
Kuidas saavad 1-olekud loetavateks andmeteks?
- USB-pulgal on miljardeid üksikuid välkmäluelemente. Iga mäluelement tähistab bitti. Üks bit on väikseim salvestusüksus, kaheksa bitti moodustavad baiti. 4 GB USB-mälupulgal on umbes 32 miljardit eraldi välkmäluelementi.
- Igal mäluelemendil on olek 0 või 1, mis loob niinimetatud kahendkoodi, mille arvuti loeb ja väljastab teksti, helifaili, pildi või muu kujul.
- Näitlikustamiseks saate veebis teksti teisendada kahendkoodiks.
Uusim USB-standard: C-tüüpi USB 3.1
Flash-mälu on sisse ehitatud ka kiiretesse SSD-kõvaketastesse. Inteli uued 3D Xpointi mälud on veelgi kiiremad kui välkmälud.