Come funziona una chiavetta USB? Spiegato semplicemente
I dati sotto forma di elettroni sono memorizzati su una chiavetta USB nelle cosiddette celle di memoria flash. In questo articolo, spieghiamo come funziona una chiavetta USB in modo semplice e comprensibile.
Costruire una chiavetta USB
La struttura della memoria è importante per capire come i dati possono essere archiviati e richiamati sulla chiavetta USB:
- Ogni chiavetta USB contiene le cosiddette celle di memoria flash che funzionano come transistor. Per la maggior parte, sono costituiti da un materiale semiconduttore, ad esempio silicio. Ci sono due aree più piccole fatte di materiale molto più conduttivo, sorgente e scarico.
- Separato dal resto da un isolatore, il cancello flottante si trova tra la sorgente e lo scarico. Questo componente è l'effettiva posizione di memorizzazione della cella flash. Una tensione positiva o negativa può essere applicata tramite la gate di controllo, che è collegata alla gate flottante.
- Se ora viene applicata una tensione positiva alla gate di controllo (circa 3, 3 volt), viene creato un canale tra la sorgente e il drain e i flussi di corrente. Questo stato è chiamato stato 0.
- Ognuna delle celle può trovarsi nello stato 0 o nello stato 1. Un computer può quindi leggere i dati memorizzati da un gran numero di queste celle.
Salva i dati su USB-Sick
Lo stato normale di una cella di memoria flash è lo stato 0, non vi sono informazioni nel gate flottante.
- Per memorizzare le informazioni in una cella, è necessario stabilire lo stato 1.
- Per raggiungere lo stato 1, è necessario applicare una tensione positiva molto elevata (circa 10 volt). Gli elettroni saltano dalla sorgente e scaricano nel gate flottante, viene caricato negativamente.
- A causa dell'isolamento della porta galleggiante, gli elettroni non possono sfuggire, le informazioni vengono memorizzate.
Leggi i dati sulla chiavetta USB
Per leggere le informazioni, il computer deve sapere se è presente lo stato 1 o 0.
- Viene applicata una piccola tensione positiva (3, 3 volt) e viene misurato il flusso di corrente tra sorgente e drain.
- Nello stato 0, la corrente scorre attraverso il canale tra sorgente e drain come descritto sopra.
- Nello stato 1, il canale tra sorgente e drain rimane chiuso perché il gate flottante caricato negativamente contrasta la tensione. Non c'è elettricità.
Elimina i dati dalla chiavetta USB
Per eliminare le informazioni dalla cella di memoria, è necessario rimuovere la carica negativa nel gate flottante, ripristinare lo stato 0.
- Per ripristinare nuovamente lo stato 0, è necessario applicare un alto voltaggio negativo al gate di controllo. La carica nel gate flottante viene rimossa e il canale tra sorgente e drain si riapre.
In che modo gli stati 1 diventano dati leggibili?
- Ci sono miliardi di singole celle di memoria flash in una chiavetta USB. Ogni cella di memoria rappresenta un bit: un bit è l'unità di memoria più piccola, otto bit formano un byte. Una chiavetta USB da 4 GB ha circa 32 miliardi di singole celle di memoria flash.
- Ogni cella di memoria ha lo stato 0 o 1, che crea ciò che è noto come un codice binario, che il computer legge e produce come testo, file audio, immagini o qualcos'altro.
- Ad esempio, è possibile convertire il testo online in un codice binario.
Ultimo standard USB: USB 3.1 Tipo-C
La memoria flash è inoltre integrata nei dischi rigidi SSD veloci. Le nuove memorie Xpoint 3D di Intel sono persino più veloci delle memorie flash.