איך מקל USB עובד? פשוט הסביר
נתונים בצורת אלקטרונים מאוחסנים על מקל USB בתאים המכונים תאי זיכרון הבזק. במאמר זה נסביר כיצד מקל USB פועל בצורה פשוטה ומובנת.
בניית מקל USB
מבנה הזיכרון חשוב בכדי להבין כיצד ניתן לאחסן נתונים ולהזמין אותם במקל ה- USB:
- כל מקל USB מכיל תאי זיכרון הבזק שפועלים כמו טרנזיסטורים. לרוב, הם מורכבים מחומר מוליך למחצה, למשל סיליקון. ישנם שני אזורים קטנים יותר העשויים מחומר מוליך הרבה יותר, מקור וניקוז.
- השער הצף מופרד מהשאר על ידי מבודד, בין המקור לנקז. רכיב זה הוא מיקום האחסון בפועל של תא הפלאש. ניתן ליישם מתח חיובי או שלילי דרך שער הבקרה המחובר לשער הצף.
- אם מוחל כעת מתח חיובי על שער הבקרה (כ -3.3 וולט), נוצר תעלה בין המקור לניקוז, והזרם זורם. מצב זה נקרא מדינת 0.
- כל אחד מהתאים יכול להיות במצב 0 או במצב 1. לאחר מכן מחשב יכול לקרוא נתונים מאוחסנים ממספר גדול של תאים אלה.
שמור נתונים ב- USB-Sick
המצב הרגיל של תא זיכרון הבזק הוא מצב 0, אין מידע בשער הצף.
- כדי לאחסן מידע בתא, יש לקבוע את מצב 1.
- על מנת להגיע למצב 1 יש להפעיל מתח חיובי גבוה מאוד (כ -10 וולט). אלקטרונים קופצים מהמקור ומתנקזים לשער הצף, הם נטענים באופן שלילי.
- בשל בידוד השער הצף, האלקטרונים לא יכולים להימלט, המידע מאוחסן.
קרא נתונים על מקל ה- USB
על מנת לקרוא מידע, על המחשב לדעת אם מצב 1 או 0 קיים.
- מתח חיובי קטן (3.3 וולט) מוחל ונמדד זרימת הזרם בין מקור לניקוז.
- במצב 0, זרם זורם בערוץ שבין המקור לנקז כמתואר לעיל.
- במצב 1 הערוץ בין המקור לניקוז נשאר סגור מכיוון שהשער הצף טעון שלילית מנגד את המתח. אין חשמל.
מחק נתונים ממקל ה- USB
על מנת למחוק מידע מתא הזיכרון, יש להסיר את המטען השלילי בשער הצף, יש לשחזר את מצב ה- 0.
- כדי להחזיר את מצב ה- 0 שוב, יש להחיל מתח שלילי גבוה על שער הבקרה. המטען בשער הצף מוסר והתעלה בין המקור לנקז נפתחת שוב.
כיצד מדינות 1 הופכות לנתונים קריאים?
- יש מיליארדי תאי זיכרון הבזק בודדים במקל USB. כל תא זיכרון מייצג קצת. ביט אחד הוא יחידת האחסון הקטנה ביותר, שמונה ביטים מהווים בייט. במקלדת USB 4 GB יש כ 32 מיליארד תאי זיכרון הבזק בודדים.
- לכל תא זיכרון יש מצב 0 או 1, היוצר קוד שנקרא בינארי, שהמחשב קורא ומוצא כטקסט, קובץ שמע, תמונה או אחר.
- לצורך המחשה, תוכלו להמיר טקסט באופן מקוון לקוד בינארי.
תקן USB אחרון: USB 3.1 Type-C
זיכרון הבזק מובנה גם בכוננים הקשיחים המהירים של SSD. זיכרונות ה- Xpoint ה- 3D החדשים של אינטל מהירים אפילו יותר מזכרונות הפלאש.