Jak działa pamięć USB? Po prostu wyjaśnione
Dane w postaci elektronów są przechowywane na pamięci USB w tak zwanych komórkach pamięci flash. W tym artykule wyjaśniamy, w jaki sposób pamięć USB działa w prosty i zrozumiały sposób.
Budowanie pamięci USB
Struktura pamięci jest ważna, aby zrozumieć, jak dane mogą być przechowywane i wywoływane na pamięci USB:
- Każda pamięć USB zawiera tak zwane komórki pamięci flash, które działają jak tranzystory. W większości składają się z materiału półprzewodnikowego, na przykład krzemu. Istnieją dwa mniejsze obszary wykonane ze znacznie bardziej przewodzącego materiału, źródła i odpływu.
- Oddzielona od reszty izolatorem pływająca brama znajduje się między źródłem a odpływem. Ten komponent jest faktyczną lokalizacją komórki Flash. Napięcie dodatnie lub ujemne można przyłożyć przez bramkę sterującą, która jest podłączona do bramki pływającej.
- Jeśli do bramki sterującej zostanie przyłożone napięcie dodatnie (około 3, 3 V), powstanie kanał między źródłem a drenem i przepłynie prąd. Ten stan nazywa się stanem 0.
- Każda z komórek może być w stanie 0 lub 1. Komputer może następnie odczytać przechowywane dane z dużej liczby tych komórek.
Zapisz dane na urządzeniu USB
Normalnym stanem komórki pamięci flash jest stan 0, brak informacji w pływającej bramie.
- Aby przechowywać informacje w komórce, należy ustalić stan 1.
- Aby osiągnąć stan 1, należy zastosować bardzo wysokie napięcie dodatnie (około 10 woltów). Elektrony przeskakują ze źródła i spływają do pływającej bramy, która jest naładowana ujemnie.
- Ze względu na izolację pływającej bramy elektrony nie mogą uciec, informacja jest przechowywana.
Odczytaj dane z pamięci USB
Aby odczytać informacje, komputer musi wiedzieć, czy występuje stan 1 lub 0.
- Przyłożone jest małe napięcie dodatnie (3, 3 V) i mierzony jest przepływ prądu między źródłem a drenem.
- W stanie 0 prąd przepływa przez kanał między źródłem a drenem, jak opisano powyżej.
- W stanie 1 kanał między źródłem a drenem pozostaje zamknięty, ponieważ ujemnie naładowana pływająca bramka przeciwdziała napięciu. Nie ma prądu.
Usuń dane z pamięci USB
Aby usunąć informacje z komórki pamięci, należy usunąć ładunek ujemny w bramie pływającej, przywrócić stan 0.
- Aby ponownie przywrócić stan 0, do bramki sterującej należy przyłożyć wysokie napięcie ujemne. Ładunek w pływającej bramie zostaje usunięty, a kanał między źródłem a odpływem otwiera się ponownie.
W jaki sposób 1-stany stają się danymi czytelnymi?
- Na pamięci USB znajdują się miliardy pojedynczych komórek pamięci flash. Każda komórka pamięci reprezentuje bit. Jeden bit jest najmniejszą jednostką pamięci, osiem bitów tworzy bajt. Pamięć USB 4 GB ma około 32 miliardy pojedynczych komórek pamięci flash.
- Każda komórka pamięci ma stan 0 lub 1, który tworzy tak zwany kod binarny, który komputer odczytuje i wysyła jako tekst, plik audio, obraz lub inny.
- Na przykład możesz przekonwertować tekst online na kod binarny.
Najnowszy standard USB: USB 3.1 Type-C
Pamięć flash jest również wbudowana w szybkie dyski SSD. Nowe pamięci Intel Xpoint 3D są jeszcze szybsze niż pamięci flash.