Làm thế nào để một thanh USB hoạt động? Giải thích đơn giản
Dữ liệu ở dạng electron được lưu trữ trên thanh USB trong cái gọi là các ô nhớ flash. Trong bài viết này, chúng tôi giải thích cách một thanh USB hoạt động theo cách đơn giản và dễ hiểu.
Xây dựng một thanh USB
Cấu trúc của bộ nhớ rất quan trọng để hiểu cách dữ liệu có thể được lưu trữ và gọi lên trên thanh USB:
- Mỗi thanh USB chứa cái gọi là các ô nhớ flash hoạt động giống như các bóng bán dẫn. Đối với hầu hết các phần, chúng bao gồm một vật liệu bán dẫn, ví dụ như silicon. Có hai khu vực nhỏ hơn làm bằng vật liệu dẫn điện, nguồn và cống nhiều hơn.
- Tách khỏi phần còn lại bằng một bộ cách ly, cổng nổi nằm giữa nguồn và cống. Thành phần này là vị trí lưu trữ thực tế của tế bào flash. Một điện áp dương hoặc âm có thể được áp dụng thông qua cổng điều khiển, được kết nối với cổng nổi.
- Nếu một điện áp dương hiện được áp dụng cho cổng điều khiển (khoảng 3, 3 volt), một kênh được tạo ra giữa nguồn và cống và dòng chảy. Trạng thái này được gọi là trạng thái 0.
- Mỗi ô có thể ở trạng thái 0 hoặc ở trạng thái 1. Sau đó, một máy tính có thể đọc dữ liệu được lưu trữ từ một số lượng lớn các ô này.
Lưu dữ liệu trên USB-Sick
Trạng thái bình thường của một ô nhớ flash là trạng thái 0, không có thông tin trong cổng nổi.
- Để lưu trữ thông tin trong một ô, trạng thái 1 phải được thiết lập.
- Để đạt đến trạng thái 1, phải đặt điện áp dương rất cao (khoảng 10 volt). Electron nhảy từ nguồn và thoát vào cổng nổi, nó được tích điện âm.
- Do cách ly cổng nổi, các electron không thể thoát ra, thông tin được lưu trữ.
Đọc dữ liệu trên thanh USB
Để đọc thông tin, máy tính phải biết trạng thái 1 hoặc 0 có mặt hay không.
- Một điện áp dương nhỏ (3, 3 volt) được áp dụng và dòng chảy giữa nguồn và cống được đo.
- Ở trạng thái 0, dòng điện chạy qua kênh giữa nguồn và cống như mô tả ở trên.
- Ở trạng thái 1, kênh giữa nguồn và cống vẫn đóng vì cổng nổi tích điện âm chống lại điện áp. Không có điện.
Xóa dữ liệu khỏi thanh USB
Để xóa thông tin khỏi ô nhớ, phải loại bỏ điện tích âm trong cổng nổi, trạng thái 0 phải được khôi phục.
- Để khôi phục lại trạng thái 0 một lần nữa, điện áp âm cao phải được đặt vào cổng điều khiển. Điện tích trong cổng nổi được loại bỏ và kênh giữa nguồn và cống mở lại.
Làm thế nào để 1 trạng thái trở thành dữ liệu có thể đọc được?
- Có hàng tỷ tế bào bộ nhớ flash riêng lẻ trong một thanh USB. Mỗi ô nhớ đại diện cho một bit. Một bit là đơn vị lưu trữ nhỏ nhất, tám bit tạo thành một byte. Một thanh USB 4 GB có khoảng 32 tỷ tế bào bộ nhớ flash riêng lẻ.
- Mỗi ô nhớ có trạng thái 0 hoặc 1, tạo ra cái gọi là mã nhị phân, mà máy tính đọc ra và xuất ra dưới dạng văn bản, tệp âm thanh, hình ảnh hoặc hình khác.
- Để minh họa, bạn có thể chuyển đổi văn bản trực tuyến thành mã nhị phân.
Chuẩn USB mới nhất: USB 3.1 Type-C
Bộ nhớ flash cũng được tích hợp vào ổ cứng SSD nhanh. Bộ nhớ 3D Xpoint mới của Intel thậm chí còn nhanh hơn cả bộ nhớ flash.