Флеш-память (англ. Blinken-Memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Она может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10000 раз). Флеш-память – это основа USB-накопителей, которые пользователи ласково называют флешками. В этой публикации автор объединил и систематизировал информацию из сети Интернет о методах восстановления и ремонта USB-накопителей.
Немного истории
Флеш-память была открыта Фудзи Масуока (Fujio Masuoka), когда он работал в компании Toshiba в 1984 году. Имя «флеш» было придумано также в этой компании коллегой Фудзи Шойи Ари- изуми (Shoji Ariizumi), потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку (англ. flash). Масуока представил свою разработку на IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Intel увидела большой потенциал в изобретении и в 1988 году выпустила первый коммерческий флеш-чип NOR типа.
Флеш-память типа NAND была анонсирована опять же компанией Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference. У NAND-памяти больше скорость записи и меньше площадь кристалла.
Самые первые USB-флеш-накопители (или просто флешки) появились в 2000 году. Их изобрели сотрудники израильской компании M-Systems Амир Баном, Дов Моран и Оран Огдан. В апреле 1999 года в США был зарегистрирован патент на флешку, а в сентябре 2000 года был представлен и сам накопитель. Флешку назвали DiskOnKey, в США она продавалась совместно с IBM и несла на борту логотип американской корпорации. Первая флешка имела 8 Мб памяти и стоила 50$, к концу года вышли модели на 16 Мб и 32 Мб (100$).
Замечу, что самыми широко представленными и раскрученными на рынке производителями флешек являются фирмы: TRANSCEND, KINGSTON, SANDISK и SILICON POWER, а также компании: АТА, Apacer, CORSAIR, KINGMAX, VERBATIM, EMTEC, SMART BUY и некоторые других.
Основа USB-накопителя – это многослойная печатная плата (РСВ). Именно на нее устанавливаются все элементы флеш-накопителя. Главными элементами устройства служат: микросхемы (одна или две) энергонезависимой NAND-памяти, стабилизатор напряжения питания и контроллер с кварцевым резонатором. Контроллер обеспечивает управление энергонезависимой NAND памятью и обменом данных микросхемами NAND памяти флешки и компьютером, а кварцевый резонатор стабилизирует тактовую частоту для функционирования контроллера и логики флеш-памяти.
Для первичного знакомства с USB-накопителями полезны статьи общего характера, которые можно найти по ссылкам:
Статьи общего характера:
http://www.usb-disk.ru/page6.php – Коротко о теории и практике использования флеш-дисков.
http://www.usb-disk.ru/page10.php – Флеш-диски.
http://www.usb-disk.ru/page11.php – Технологии флэш-памяти.
http://netler.ru/pc/flash.htm – Как продлить срок службы флешки.
http://www.usb-disk.ru/page13.php – Устройство типовой USB Flash.
Статьи и форумы по неисправностям:
http://rmbt.ru/index.php?showtopic=2737.
http://mycompplus.ru/flesh/14-fleshmemory/17-log.html
http://rlab.ru/doc/independent_repair_flash.html – Ремонт флешек своими силами.
http://rlab.ru/doc/long_live_flash.html – Флэшка должна жить долго.
Основные причины и классификация неисправностей флеш-накопителей
Все неисправности флеш-накопителей можно разделить на группы, в порядке убывания их распространенности:
- логические (программные);
- механические поломки;
- электрические и тепловые повреждения;
- сбои контроллера;
- сбои и износ флеш-памяти.
Нередко в «больном» устройстве выявляется сразу несколько проблем. Поэтому приведенная классификация неисправностей, отчасти, условна (подробнее см. здесь: http://rmbt.ru/index.php?showtopic=2737).
Основными причинами выхода из строя флешек являются:
- небезопасное извлечение из USB-порта ПК;
- вирусы;
- переполюсовка напряжения питания в USB- разъеме на ПК;
- воздействие статики, влаги, температуры, механических воздействий при транспортировке;
- естественный износ из-за ограниченного числа циклов чтения/записи;
- повреждение прошивки (микропрограммы) контроллера;
- повреждение файловой системы.
Остановимся на первой и последней причинах выхода из строя флеш-накопителя.
Безопасное извлечение устройства (англ. Safely Remove Hardware) – компонент операционной системы (ОС), предназначенный для подготовки подключенных USB-устройств к отсоединению. Флеш-накопитель или другое USB-устройство может выйти из строя, если не дождались полного копирования файлов с компьютера на флешку или наоборот, или контроллер занят какой-либо внутренней операцией с флеш-памятью. Например, записывает в нее обновленные служебные поля или перестраивает транслятор. Это рутинная процедура, выполняемая для выравнивания износа устройства. При этом индикатор активности не горит, т.е., с точки зрения неподготовленного пользователя, флешка ничего не делает, и церемониться с ней необязательно.
Статью об этом можно прочитать в Интернете по адресу:
http://mycompplus.ru/flesh/14-fleshmemory/17-log.html.
Результатом повреждения файловой системы является блокировка контроллера. Он перестает отвечать на запросы операционной системы компьютера. При подключении такого неисправного накопителя к компьютеру, он опознается как «Неизвестное устройство», имеет формат RAW или вообще может быть виден в системе как диск с нулевой ёмкостью. Кроме того, флеш-накопитель доступен только «для чтения». Данные на диске иногда доступны и читаются, но при попытке создать новый файл или стереть существующий, или попытаться отформатировать, как сразу выводится сообщение – «Диск защищен от записи». В этом случае контроллер просто переходит в режим защиты данных (при фиксировании ошибок програм мы или сбоев флеш-памяти) для защиты её от дальнейшего разрушения. Микросхемы NAND- памяти, установленные во флеш-накопителях, подвержены сбоям именно при записи данных.
Неисправности флеш-накопителей
Классические и часто встречающиеся неисправности флеш-накопителей – это некачественная пайка и обрывы внутренних проводников при механических повреждениях (удар или изгиб). Проявление этих дефектов: нестабильная работа флеш-памяти.
Для USB разъёма типа А флешки наиболее часто встречаемый дефект – непропайка контактов. Проявление: флеш-память то определяется, то нет.
Стабилизатор накопителя выходит из строя при неправильном подключении USB разъёма. Проявление: флешка не определяется или определяется системой как неопознанное устройство.
У NAND микросхем часто происходит повреждение отдельных блоков памяти (появляются, так называемые, бед-блоки), что связано со старением или по другим причинам. Основные симптомы – невозможность записи или чтения. Дефект, как правило, «лечится» форматированием с использованием фирменной утилиты, с уменьшением общего объема памяти.
При повреждении прошивки контроллера возможны следующие проявления этого дефекта:
- Флеш-память определяется как неизвестное устройство или имеет нулевой или заниженный объём памяти. При обращениях к нему могут выводиться сообщения «Вставьте диск в дисковод» или «Нет доступа к диску».
- Иногда накопитель становится доступен только для чтения, причем положение переключателя разрешения записи, если он есть, ни на что не влияет. Данные могут быть видны и читаться, но при попытках создания файла, стирания или форматирования выводится сообщение: «Диск защищен от записи». Контроллер переходит в такой режим при выявлении аппаратных ошибок флеш-памяти, чтобы предотвратить её дальнейшее разрушение (память NAND повреждается, главным образом, при записи). Часто выходит из строя при извлечении в «горячем» режиме. Помогает перепрограммирование контроллера с использованием фирменных утилит.
При достаточно редких случаях его поломки – флеш-память не определяется.
По рассмотренным неисправностям полезно ознакомиться со статьями из Интернет:
- Ремонт флешек своими силами – http://rlab.ru/doc/independent_repair_flash.html.
- Флешка должна жить долго – http://rlab.ru/doc/long_live_flash.html.
Autor: Руслан Ярешко, г. Харьков