闪存盘


闪存盘 （正體）

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必恩威（PNY）闪存盘
闪存盘

闪存盘（又称优盘、U盘、电子盘、随身碟、USB记忆棒、USB手指等），是一种用NAND闪存来进行数据存储的介质，通常使用USB插头。通常闪存盘体积极小、重量轻、可热插拔也可以重复写入。在2006年11月时，市面上贩售的闪存盘的储存容量介于32MB到64GB之间[1]。容量大小因为闪存目前的密度而被限制，容量越大，则每MB的成本可能因为较贵的的组件而提高。有时USB记忆卡读卡机也会被归类为闪存盘。但是这类设备的记忆芯片并不是内置的，而是可以抽换的闪存卡片。

相较于其他可携式储存设备（尤其是软盘片），闪存盘有许多优点：较不占空间，通常操作速度较快，能储存较多数据，并且可能较可靠（由于没有机械设备）。这类的磁盘使用USB大量储存设备标准，在近代的操作系统如Linux、Mac OS X、Unix与Windows中皆有内置支持。

闪存盘通常使用塑胶或金属外壳，内部含有一张小的印刷电路板，让闪存盘尺寸小到像钥匙圈饰物一样能够放到口袋中，或是串在颈绳上。只有USB连接头突出于保护壳外，且通常被一个小盖子盖住。大多数的闪存盘使用标准的Type-A USB接头，这使得它们可以直接插入个人计算机上的USB端口中。

要访问闪存盘的数据，就必须把闪存盘连接到计算机；无论是直接连接到计算机内置的USB控制器或是一个USB集线器都可以。只有当被插入USB端口时，闪存盘才会启动，而所需的电力也由USB连接供给。然而，有些闪存盘（尤其是使用USB 2.0标准的高速闪存盘）可能需要比较多的电源，因此若接在像是内置在键盘或屏幕的USB集线器，这些闪存盘将无法工作，除非将它们直接插到控制器（也就是计算机本身提供的USB端口）或是一个外接电源的USB集线器上。

目录

历史

自1998年至2000年，有很多公司声称自己是第一个发明了USB闪存盘。还有一些不同的公司声称是他们第一个设想了或详细解释了、或制造了、或申请了专利；甚至有的公司声称是自己第一个在市场上销售这种闪存盘。

Trek是已知的第一个在市场上销售这种以闪存为介质的USB数据存储器的公司。但是他们所申请的专利并没有详细说明这种全新意义的USB闪存储存器，而只是普遍意义上的数据存储设备。

来自以色列的M-Systems公司（即现在的 SanDisk）自1998年起就开始着手研发这种设备。他们于1999年的10月份注册了diskonkey.com 的域名，并明确地指出这种全新意义的USB闪存设备正在被研发。2000年，丹·哈克比加盟M-System团队并领导DiskOnKey的开发。由Ziba完成工业设计的产品赢得了2001年的IDEA大奖。M-System在专利描述中严格地为这种新设备做了全面的叙述。

IBM的发明文件RPS8-1999-0201（1999年9月）是目前已知最早精确并完整地描述了USB-FD的文件，但也仅止于USB-FD。M-Systems帮IBM贴牌生产了DiskOnKey，而IBM最早于2000年晚期在北美销售这项产品。[来源请求]

Trek宣称他们是第一个构思并制造拇指碟（ThumbDrive）的公司。该公司的执行长亨因·丹曾说：“当我们在2000年上半年首次推出拇指碟这项产品时，我们相信这小小的设备能够改变全世界顾客储存及交换数据的方式。”、“它的潜力让 Trek 愿意投入投资并且保护关于它的智能财产权。”目前Trek在日本、台湾、韩国、英国、新西兰以及新加坡拥有拇指碟的专利权。[2]

虽然如此，闪存盘的专利拥有权仍然有广大的争议。据海峡时报报道，在当时已有许多其它公司开始销售相似的设备。M-Systems（在那斯达克上市的一家公司）称它们的产品为DiskOnKey以及Diskey。Electec是 M-System的进口商，而FE Global是它在新加坡的经销商。Trek 控告四家厂商侵犯它的专利，而这四家厂商提出反击，要求废除该无效的专利。[2]

同时Lexar也宣称了自己首创了闪存盘产品——2000年时他们推出了一款内置USB功能的CompactFlash卡。Lexer 也提供一组读卡机及USB连接线，使得使用者不需准备另外的USB集线器。

最后新加坡法庭确认了Trek在拇指碟专利的有效性，在海峡时报所刊出的判决文中，认为它是“新奇且有创造性的”。新加坡的最高法庭同时也驳回了四家公司——以色列公司M-Systems、Electec、FE Global Electronics与新加坡公司Ritronics Components——的请求，并且禁止它们继续销售类似的设备。这项判决预期会影响Trek集团目前正在英国、日本与台湾进行的法律诉讼。

现在的闪存盘都支持USB 2.0标准；然而，因为NAND闪存技术上的限制，它们的读写速度目前还无法达到标准所支持的最高传输速度480Mbit/s。目前最快的闪存盘已使用了双通道的控制器，但是比起目前世代的硬盘，或是USB 2.0能提供的最大传输速率来说，仍然差上一截。

目前最高的传输速率大约为5-25MB/s，而一般的文件传输速度大约为5MB/s。较旧型的“full speed”12Mbit/s设备传输速率最大约只有1.25MB/s。

闪存盘已经成为某种“流行印象”[3]，有点类似iPod的白色耳塞式耳机。

设备元件


闪存盘内部结构
（照片中为Seitec的USB1.1闪存盘）
1 Type-A USB插头
2 USB大量储存设备控制器
3 测试接点
4 闪存芯片
5 石英振荡器
6 发光二极管（LED）
7 写入保护开关
8 预留给第二颗内存芯片的空间

设备的一端为一个Type-A USB插头。在塑胶壳内有一张小小的印刷电路板。电路板上除了有简单的电源电路外，还有一些焊接于电路板上的集成电路（IC）。一般来说，其中一个IC提供与USB端口连接的功能，另有一个IC用来驱动电路板上的内存，而另外一个IC则是闪存。

必要元件

通常一个闪存盘有三个部份：

Type-A USB插头
提供连接到计算机的界面
USB大量储存设备控制器
提供 USB 设备控制器及与闪存沟通的界面。此控制器含有一个RISC的微处理器及一些ROM与RAM。
NAND闪存芯片
用以储存数据。NAND闪存也常用于数码相机。
石英振荡器
供应设备运作所需的12MHz时序信号，并且控制设备的数据输出。

额外元件

闪存盘也可能含有：

跳线与测试接脚
在生产时可进行测试，或用来将代码加载微处理器中。
发光二极管（LED）
提示正在传输数据或是正在进行读取或写入动作。
写入保护开关
提供“写入保护模式”功能，防止数据被改写。
未使用空间
提供放置第二个内存芯片的空间，让制造商能够利用旧有的印刷电路板来制造不同储存大小的闪存盘，以满足市场的需要。
USB 连接头的盖子
减少因为静电而损坏闪存盘的机率，并且让整体外观更美观。有些闪存盘不提供盖子，而是将连接头作成隐藏式，要用的时候才取出。另外有些闪存盘提供连接在本体上的旋转盖，以避免盖子的遗失。
小环
有时在本体或盖子上有一个小环，能够让钥匙圈、颈链或其它帮忙携带与储存闪存盘的东西穿过它。

尺寸大小及外型

作成寿司样式的闪存盘。

有些制造商在他们的产品上精心制作了不同的装饰。例如Lexar的Jump Drive，这款闪存盘有时太大而难以插入USB端口中，因为计算机上的USB端口常常十分接近，插入过大的闪存盘有可能会挡住邻近的端口。

最近也有闪存盘被做在手表或是笔里面。

过重或是过大的闪存盘可能会导致与计算机的连接中断。这个问题可以用一条短的 USB 连接线（公对母）来减少USB端口的压力来解决。这些连接线兼容于USB，但不是USB的标准。[4][5]

一般用途

个人数据存储
闪存盘最常见的应用即是个人用以储存及交换文件，例如文件、图片与图像。
计算机修复
闪存盘在个人计算机修复领域十分成功，因为它们可以将回复或扫毒软件送到被感染的计算机上，并且让部份的数据在这种紧急状态下仍然可以保存。
系统管理
闪存盘在系统与网络管理者中也很流行。他们可以将设置数据及用来管理系统、除错与回复的软件放在闪存盘上。
携带应用程序
闪存盘可用来携带应用程序到其它的计算机，不需经过安装程序即可使用。由闪存盘制造商支持的U3在支持U3的闪存盘上提供了一套应用程序设计界面（API）来提供携带应用程序的功能。另外，也有免费与开放源代码的平台Portableapps[6]让不支持U3的闪存盘也能够使用类似U3的功能。airWRX[7]是另一个在闪存盘上执行，并让计算机与邻近的计算机进入一个多窗口、类似网页界面的应用程序架构。Mozilla Firefox与Opera[8][9]网页浏览器也有让使用者能在闪存盘上执行的设置值。
Creative MuVo是一个作成闪存盘的数字音乐播放器。
音乐播放
许多厂商制造的小尺寸固态磁盘式数字音乐播放器，基本上就是一个闪存盘加上音效输出与简单的用户界面。最有名的当属苹果计算机推出的iPod shuffle，与创新科技的MuVo。
启动操作系统
与LiveCD类似。使用者可以在一个可开机的闪存盘上执行任何一个操作系统，这称为LiveUSB。

优缺点

  • 闪存盘几乎不会让水或灰尘渗入，也不会被刮伤，而这些在旧式的携带式储存设备（例如光盘、软盘片）等是严重的问题。而闪存盘所使用的固态储存设计让它们能够抵抗无意间的外力撞击。这些优点使得闪存盘非常适合用来从某地把个人数据或是工作文件携带到另一地，例如从家中到学校或是办公室，或是一般来说需要携带到并访问个人数据的各种地点。由于USB在现今的个人计算机中几乎无所不在，因而到处都可以使用闪存盘。不过，小尺寸的闪存盘也让它们常常被放错地方、忘掉或遗失。
  • 闪存盘虽然小，但相对来说却有很大的储存容量。有些闪存盘能够储存比一片CD（700MB）还多的数据，高级的闪存盘甚至可以储存比一片DVD（4.7GB）还多的数据。
  • 闪存盘使用USB大量储存设备的类别，这表示大多数现代的操作系统都可以在不需要另外安装驱动程序的情况下读取及写入闪存盘。闪存盘在操作系统里面显示成区块式的逻辑单元，隐藏内部闪存所需的复杂细节。操作系统可以使用任何文件系统或是区块寻址的方式。有些计算机也可以利用闪存盘来开机。
  • 与其它的闪存设备相同，闪存盘在总读取与写入次数上也有限制。中阶的闪存盘在正常使用状况下可以读取与写入数十万次[来源请求]，但当闪存盘变旧时，写入的动作会更耗费时间。当我们用闪存盘来执行应用程序或操作系统时，便不能不考虑这点。有些程序开发者特别针对这个特性以及容量的限制，为闪存盘撰写了特别版本的操作系统（例如Linux）或是应用程序（例如Mozilla Firefox）。它们通常对使用空间做最佳化，并且将暂存盘储存在计算机的主内存中，而不是闪存盘里。
  • 许多闪存盘支持写入保护的机制。这种在外壳上的开关可以防止计算机写入或修改磁盘上的数据。写入保护可以让闪存盘用来修复被计算机病毒感染的计算机，而不会感染闪存盘内的文件。
  • 闪存盘比起机械式的磁盘来说更能容忍外力的撞击，但仍然可能因为严重的物理损坏而故障或遗失数据。在自组计算机中，错误的USB连接端口接线也可能损坏闪存盘的电路。

与其他可携储存设备的比较

闪存储存设备常常被拿来跟其他常见可携式的数据存储设备（例如软盘片、Zip碟片、LS-120、miniCD／miniDVD、CD-R／CD-RW与DVD-RW）做比较。

软盘片是第一个普遍的文件传输媒介，但它马上因为低容量、慢速度与低使用生命而不受欢迎。目前所有的新计算机都不内置软驱，但都有USB端口；苹果计算机的iMac是第一个这样的计算机。然而，因为软盘片的低价，它们仍然被使用着；它们也是最简单或唯一的与旧计算机交换文件的方法。软驱可以内接或外接在新的计算机系统上。

许多扩充软盘标准的尝试（例如Imation的SuperDisk）都不成功。这是因为评价后不可靠或是缺乏给个人计算机制造商遵循的标准所致。有部份的使用者使用Iomega Zip磁盘驱动器，但并没有达到在计算机上无所不在的地步。另外，容量较大的Zip磁盘（目前最大750MB）并不能在旧的磁盘驱动器上使用。除非使用者随身携带外接磁盘驱动器，否则在携带数据的用途来说它们是有限制的。另外，每MB的成本也十分高昂，单片常常要花费美金10元以上。由于使用了机械设备，且Zip碟片储存媒体与软盘片的类似，所以Zip碟片比起闪存盘来说有较高的故障危险与数据遗失风险。容量更大的可携式储存媒体（例如Iomega的Jaz磁盘），磁盘驱动器与碟片的成本更高，且更不普及；但在2007年，这些技术跟软盘一样仍然有人使用。

CD-R 与 CD-RW 是另一种可携式的储存媒体。与 Zip 和软驱不同的是，DVD 与 CD 烧录器在现今的个人计算机系统上十分普及。CD-R 只能够写入一次，而 CD-RW 只能重改写入约 1000 次，但现在的 NAND 闪存制的闪存盘可以重复写入 500,000 或更多次。光学储存设备通常比起闪存储存设备慢。直径12厘米的CD也不像闪存盘一样方便携带；12厘米的CD不能够放进口袋或是钥匙圈上。也有较小的CD，例如名片或信用卡大小的CD，或是较不方便但容量较大的直径8厘米CD-R。然而，这些CD较难买到，且价格也比12厘米的CD-R贵。另外，目前可复写的光学储存媒体也没有标准的文件系统：封包写入（packet-writing）工具（如DirectCD与InCD）所烧录的光盘并不能在所有的系统上读取，尽管它们宣称遵守通用碟片格式（UDF）。接下来的Mount Rainier标准提出了CD-RW的这个缺点，但在大多数的DVD与CD烧录器以及操作系统中仍然不被支持。因此，CD与DVD是便宜地纪录数据的好方法，但当要对大量数据中的少部份做小改变时并不适合；这是闪存盘主要的优点。

安全性

有些闪存盘提供数据加密的功能。通常在文件系统的下层使用全磁盘加密来达到。加密功能防止未经授权的人访问闪存盘上的数据；缺点则是因为没有统一的标准，此闪存盘只能在少部份安装有兼容加密软件的计算机上使用。

有些加密软件可以不需安装即可执行。这些软件的执行档可以跟加密的文件一起储存在闪存盘上。加密的文件可以在执行微软Windows的计算机上访问。其它的闪存盘允许使用者设置不同大小的加密与公开分割区。而为了Windows、麦金塔、Linux设计的加密软件执行档可以放在公开分割区中。有些较差的加密软件可能需要管理者权限才能执行并访问数据。

新款的闪存盘支持生物指纹功能来确认使用者的身份。在2005年年中，在闪存盘上支持指纹功能比起标准的密码保护来说还是较贵的选择。大多数的指纹扫描设备必须依赖操作系统中的驱动程序来检验指纹，因而这些闪存盘就只能用在执行微软Windows操作系统的计算机。

有些厂商将闪存盘作为执行认证的设备之一。其方式是使用闪存盘内的加密金钥或是与目标系统内的软件沟通来控制敏感系统的访问权限。这些系统被设计为除非闪存盘被接上主机，否则系统不会运作。有些“计算机锁”被插入计算机时，表现得也像闪存盘一样。

所有数据保护的方式也增加了合法使用者（数据拥有者）无法访问数据的风险。

闪存盘对大型组织来说是很大的安全性挑战。因为它们的小体积以及方便性，让没有权限的访客或是有恶意的员工能够在几乎不会被发现的情况下偷走机密的数据。在2008年，香港及澳门的多家医院发生多起闪存盘的遗失及失窃事件，引起病人隐私的危机。同样地，共享或是公共的计算机也容易被攻击者使用闪存盘放入恶意软件，例如rootkit或是封包撷取软件等。为了防止这些问题，有些组织禁止使用闪存盘，而有些计算机禁止一般使用者挂载USB大量储存设备（这是Windows XP Service Pack 2的一个功能）。也有计算机使用第三方软件来控制USB的使用。也有组织使用非科技的解决办法：拔掉USB端口的连接线或干脆用树脂堵住USB端口。

其它名称

主条目：闪存盘的其他名称

目前“闪存盘”是这些设备事实上的标准名称。许多主要的厂商，如SanDisk、Lexar、Kingston与经销商使用闪存盘来描述它们。然而，从过去到现在有数不清的品牌名称与术语来描述闪存盘，让厂商不容易行销产品，且顾客也不容易查找适合的产品。有些常常被使用的名字事实上是某公司的注册商标（例如disgo[10]）。

未来发展

半导体厂商努力地将各种闪存盘的功能集成在单一芯片中，以降低闪存盘元件的成本，于是也降低了整体的成本。

在增加容量的努力方面，已经不再制造512 MB与更小的闪存盘了，而1GB 的闪存盘也即将退出市场。Kanguru最近发表了一款64GB的USB2.0闪存盘，并且宣称能够保存数据10年[11]。

Lexar正在尝试引入一种USB快闪记忆卡[12][13]。它兼容于USB闪存盘，并且被希望能够取代各种快闪记忆卡。

SanDisk发表了能够在闪存盘上控制使用有版权数据的新科技。这种科技主要的使用者是学生。这种科技称为FlashCP。

小知识

  • 2004年时，德国庞克乐团WIZO将它们的音乐使用MP3格式储存在闪存盘中发表，称为“WIZO Stick-EP”，是第一个使用闪存盘发表作品的乐团[14]。
  • 电影CIA追缉令（The Recruit）与落日杀神（Collateral）中，闪存盘在剧情里扮演重要角色。
  • 有些闪存盘即使掉入水中，甚至被洗衣机洗过后，数据依然存在不会消失[15]。在通电之前确定闪存盘已经干了的话，闪存盘不会有任何问题，依然可以正常使用。
  • 在星舰奇航记：银河飞龙中出现的等线性光学芯片，是类似闪存盘（设计与功能）的一种虚构设备。等线性光学芯片比真实世界的相似物早了十年出现。
  • 威龙猛将（1987年）中，玛利亚·肯奇塔·阿龙索饰演的安柏·门德斯在她工作的工作室查找“贝克尔斯菲大屠杀”的影片。影片储存于一小片闪存卡片中（类似CompactFlash，但为黑色粗糙表面）。由于目前先进的编码技术，今日我们已经可以在这种媒体中储存高品质的影片了。
  • 南方公园的《要爱，不要魔兽世界》这集中，使用了1GB的闪存盘储存被魔兽世界移除的“万千真理之剑”（the Sword of a Thousand Truths）。
  • 在街机游戏——In the Groove与In the Groove 2中，使用者可用闪存盘来储存最高分数、屏幕摄、舞步、连续技（combo）等，但是必须要支持Linux的闪存盘才可以使用，否则在某些游戏机上会出问题。这些数据也可以上传到Groovestats 网站上。

参见

维基共享资源中相关的多媒体资源：
闪存盘
  • 闪存
  • 闪存盘的其他名称
  • 外接硬盘
  • 文件同步
  • 备份软件列表
  • 可携式软件列表
  • LiveDistro - 于闪存盘上执行的操作系统
  • LiveUSB
  • 口袋型硬盘
  • 便携式媒体
  • USB闪存盘联盟
  • USB大量储存设备
  • 磁盘加密软件
  • U3

参考资料

  1. ^ http://www.buslinkbuy.com/products.asp?sku=BDP2%2D64G%2DU2
  2. ^ 2.0 2.1 《Singapore firm wins patent on thumb drive》，海峡时报．于2006年8月1日查阅． 
  3. ^ 《From Storage, a New Fashion》，纽约时报．于2006年8月1日查阅． 
  4. ^ http://www.usb.org/developers/whitepapers/cablew~1.pdf
  5. ^ http://www.usb.org/developers/docs/ecn1.pdf
  6. ^ Portableapps 网站
  7. ^ airWRX 网站
  8. ^ Opera@USB : Portable Opera for free．于2006年8月1日查阅．
  9. ^ Opera from a digital camera (or other removable devices)．于2007年1月7日查阅．
  10. ^ 'disgo'
  11. ^ [http://www.kanguru.com/flashdrive_max.html]
  12. ^ http://www.lexar.com/newsroom/press/press_12_13_04.html
  13. ^ http://www.lexar.com/ufc/
  14. ^ "WIZO-STICK-EP"-USB-MEMORY-FLASH-STICK．于2006年8月1日查阅．
  15. ^ Kingmax Super Stick．于2006年8月1日查阅．

外部链接

HOWTO







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