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U盘的存储原理

2020-07-05 10:22:55
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 U盘,作为我们生活、工作中必不可少移动存储设备,对我们来说可以说是不可或缺,帮助我们存储着一些重要的数据文件,但是,这么重要的设备我们对它又了解多少呢?现在让我们一起去解读一下U盘的存储原理吧,让我们更加熟悉它的工作原理。

  闪存(Flash Memory)盘是一种采用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品,大家都管他叫U盘,是非挥发存储的一种,具有关掉电源仍可保存数据的优点,同时又可重复读写且读写速度快、单位体积内可储存最多数据量,以及低功耗特性等优点。 其存储物理机制实际上为一种新型EEPROM(电可擦除可编程只读存储)。是SCM(半导体存储器)的一种。

  早期的SCM采用典型的晶体管触发器作为存储位元,加上选择、读写等电路构成存储器。现代的SCM采用超大规模集成电路工艺制成存储芯片,每个芯片中包含相当数量的存储位元,再由若干芯片构成存储器。目前SCM广泛采用的主要材料是金属氧化物场效应管(MOS),包括PMOS、NMOS、CMOS三类,尤其是NMOS和CMOS应用最广泛。

  RAM(随机存取存储),是一种半导体存储器。必须在通电情况下工作,否则会丧失存储信息。RAM又分为DRAM(动态)和SRAM(静态)两种,我们现在普遍使用的PC机内存即是SDRAM(同步动态RAM),它在运行过程当中需要按一定频率进行充电(刷新)以维持信息。DDR DDR2内存也属于SDRAM。而SRAM不需要频繁刷新,成本比DRAM高,主要用在CPU集成的缓存(cache)上。

  PROM(可编程ROM)则只能写入一次,写入后不能再更改。

  EPROM(可擦除PROM)这种EPROM在通常工作时只能读取信息,但可以用紫外线擦除已有信息,并在专用设备上高电压写入信息。

  EEPROM(电可擦除PROM),用户可以通过程序的控制进行读写操作。

  闪存实际上是EEPROM的一种。一般MOS闸极(Gate)和通道的间隔为氧化层之绝缘(gate oxide),而Flash Memory的特色是在控制闸(Control gate)与通道间多了一层称为“浮闸”(floating gate)的物质。拜这层浮闸之赐,使得Flash Memory可快速完成读、写、抹除等三种基本操作模式;就算在不提供电源给存储的环境下,也能透过此浮闸,来保存数据的完整性。

  Flash Memory芯片中单元格里的电子可以被带有更高电压的电子区还原为正常的1。Flash Memory采用内部闭合电路,这样不仅使电子区能够作用于整个芯片,还可以预先设定“区块”(Block)。在设定区块的同时就将芯片中的目标区域擦除干净,以备重新写入。传统的EEPROM芯片每次只能擦除一个字节,而Flash Memory每次可擦写一块或整个芯片。Flash Memory的工作速度大幅领先于传统EEPROM芯片。

  MSM(磁表面存储)是用非磁性金属或塑料作基体,在其表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面,用磁层的两种剩磁状态记录信息“0”和“1”。基体和磁层合称为磁记录介质。依记录介质的形状可分别称为磁卡存储器、磁带存储器、磁鼓存储器和磁盘存储器。计算机中目前广泛使用的MSM是磁盘和磁带存储器。硬盘属于MSM设备。

  ODM(光盘存储)和MSM类似,也是将用于记录的薄层涂敷在基体上构成记录介质。不同的是基体的圆形薄片由热传导率很小,耐热性很强的有机玻璃制成。在记录薄层的表面再涂敷或沉积保护薄层,以保护记录面。记录薄层有非磁性材料和磁性材料两种,前者构成光盘介质,后者构成磁光盘介质。

  ODM是目前辅存中记录密度最高的存储器,存储容量很大且盘片易于更换。缺点是存储速度比硬盘低一个数量级。现已生产出与硬盘速度相近的ODM。CD-ROM、DVD-ROM等都是常见的ODM。

  通过上述详细的介绍之后,对于U盘的存储原理是不是有了更加深入的了解了呢?小小的U盘,竟然有这么大的存储功能,实在让人很惊讶,好奇的你也一起来学习一下吧。

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