В чем измеряется память на флешке
Все мы замечали, что когда покупаем флешку или жёсткий диск, то при подключении к компьютеру, они показывают меньший объём.
К примеру жестяк на 1 терабайт, при подключении покажет объём в 931 Гб, а флешка на 32 гига - 28.
Так в чем же дело?
Ещё со школьной скамьи нас учат что в 1 килобайте 1024 байта, в 1 мегабайте 1024 кило- и так далее, однако это не совсем верно.
Давайте для начала вспомним значения приставок,
Итак:
Кило- тысяча
Мега- миллион
Гига- миллиард
Далее продолжить.
Так вот, на самом деле в 1 КИЛОбайте ровно тысяча байт, а вот в 1 КИБИбайте уже 1024. В 1 мегабайте 1000 килобайт, а в 1 мёбибайте, 1024 кибибайта.
Но эти приставки (киби-, мёби-, гиби-. ) не используются, все используют более привычные (кило-, мега-, гига-. ), отсюда и получается, что в 1 килобайте 1024 байта.
Производитель носителей информации, как раз считает по тысячам, а операционка от Гейтса по 1024. Так что никакого обмана со стороны производителя нет, есть разница в подсчётах.
И да @supernachmed, на восьмигиговую флешку, 8 ГИГАбайт, влезет, не влезет 8 ГИБИбайт.
P.S. Различные операционки, так же считают объем данных по-разному. К примеру ОС от надкушенного яблока считают по 1000, и если воткнуть терабайтный жестяк в Mac, то операционка покажет ровно 1 терабайт.
Компьютер это просто
606 постов 2.7K подписчика
Правила сообщества
Уважать мнение других
Не переходить на личности, даже при споре, "Что лучше Intel или AMD".
Матерится, выражая эмоции можно, но опять же, не в адрес оппонента или собеседника.
Отдельно для "свидетелей LINUX": Вам здесь рады, но и к Вам пожелание быть проще и понятней.
Не вводить в заблуждение заведомо неверными и вредными советами, даже в шутку. Если же пошутить хочется, помечайте это в комментарии, добавив слово "шутка", или другим понятным словом, что бы в дальнейшем данный комментарий не воспринимался серьезно.
В публикуемом посте настоятельно рекомендуется указывать конфигурацию ПК (ноутбука) и операционную систему. А также марки и модели комплектующих.
Указывайте теги "Компьютер" "Ноутбук" "Программное обеспечение" "сборка компьютера" "Операционная система" "Драйвер" "Комплектующие".
Да ладно флешки, вон сейчас бутылки с пивом, берешь вроде 0.5 а присмотришся 0.47 или 0.45 написано.
Неопытный программист считает, что в килобайте 1000 байтов.
Опытный- что в километре 1024 метра.
Гигабайтология- самая неточная наука.
киби-, мёби-, гиби-. первый раз слышу, прсото используется на цифровые килобайты по 1024, а метрические по 1000 + служебка
Вы ошибаетесь. Объем меньше из-за технического места на жестком диске. В промышленных дисках оно может занимать и 30% объема.
Очевидно, что на флешку, где заявлен объем 8 гигабайт, влезет 8 гигабайт. Если считать их одинаково в обоих случаях и вас не наебывают.
Ты вообще знаешь что в компе все кратно 2ке? или так просто воздух сотрясаешь? Ты на кого учился? Спросишь почему на жестких и флешках так, да потому что производители измеряют объем в 10ричной системе а комп в двоичной. Так вот а в 99 году МЭК залупилось типа не может быть в системе измерения СИ она же десятичная. Но в России как и по большинству цивилизованного мира такую инициативу не оценили и с 2009 так и принято считать что кило для двоичных систем это 2 в 10й степени, вопросы еще есть? А то что наебалого ни какого нет, так это весь мир давно знает открыл блять новость
Производители носителей информации, конечно озабочены в первую очередь точностью подсчёта информации.
А операционку от Гейтса пишут дурачки, которые до сих пор не могут понять, как правильно надо считать.
Вообще-то обман всё же есть, но со стороны не производителя флехи, а со стороны винды - ибо сокращение ГБ - это именно гигабайт, а она показывает в гибибайтах - тогда более правильно писать ГиБ, а не ГБА тот объем, который MFT занимает - да ну его
P.S. Задав другой размер кластера при форматировании - ты можешь быть удивлен.
Ответ VsmPrvt в «Камушек»
А помните анекдот про айтишника, который размотал накрутившийся на стул провод и запнул поглубже системник?
Так вот, на работе подобное было.
История 1.
Принтеры у нас обслуживает сторонняя фирма. То есть, если возникают проблемы, составляется заявка с описанием, и приезжает специальный человек чинить это всё.
Проблемы: принтер стал криво захватывать листы при печати и зажевывать их же при сканировании.
Решение: пришёл мужик, отрегулировал "ушки" в лотке с бумагой, вытащил из сканирующей части скрепку, посмотрел на нас как на идиотов и ушёл.
История 2.
У удаленно работающего сотрудника неожиданно вырубился комп. Как умные, подошли к рабочему месту, потыкали во все части компа, проверили работоспособность бесперебойника и монитора, попытались перезагрузить "мертвый" ноутбук, к монитору подключенный, проверили, не отходят ли где провода, бессильно вызвали айтишника.
Пришедший айтишник подержал кнопку перезапуска ноутбука на несколько секунд дольше, чем это делали мы. Ноут заработал, монитор ожил, айтишник с грустным лицом молча ушёл.
История 3 (на десерт, не связана с компами).
В кабинете вешали на стену картину. Случайно пробили насквозь трубу с горячей водой. 2 раза.
Быстродействующие модули памяти для оптических компьютеров будущего
Эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света разной интенсивности, впервые описан учеными ЛЭТИ. Он открывает большие возможности по созданию быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.
Современные электронные вычислительные машины подходят к пределу своих возможностей по соотношению производительности к энергозатратам. Поэтому научные группы по всему миру разрабатывают логические интегральные схемы на альтернативных принципах, которые будут более компактными, энергоэффективными и быстродействующими. Один из видов таких схем — фотонная интегральная схема, в которой передача, хранение и обработка информации производится с помощью света.
Проект находится в русле многолетних работ, проводимых на кафедре физической электроники и технологии по исследованию новых физических эффектов в твердом теле, имеющих большие перспективы для создания устройств хранения и обработки информации. В частности, в 2020 году ЛЭТИ получил мегагрант Правительства Российской Федерации на проведение разработок в области резервуарных вычислений на принципах магноники.
Когда Вы покупаете флешку «известной и надежной» фирмы, вопроса о её реальном объёме не возникает. Указано, что она на 32 Гб — будет 32 Гб. Указано 64 — будет 64. С китайскими флешками (в том числе и приобретенных на Aliexpress) всё не так однозначно. Да, они существенно дешевле. Но наряду с экономией, существует вероятность, что приобретая флешку на 64 Гб (на корпусе которой будет указан именно этот объём), Вы получите накопитель с реальным объемом 32 Гб, а может быть и всего 8 Гб.
Чтобы избежать такой ситуации, я раньше при покупке новой флешки записывал на нее фильмы до заполнения всего заявленного объема. Затем открывал каждый фильм и смотрел воспроизводится ли он (просматривал начало и конец фильма). Если все фильмы открывались — все в порядке. Если, допустим, несколько последних фильмов не воспроизводятся — значит реальный объем флешки меньше и он соответствует примерно суммарному объему файлов фильмов, которые полностью воспроизводились.
Распаковываем архив, запускаем утилиту, переходим на английский язык (знатокам немецкого переход на английский не требуется).
Тестировать я буду флешку, которую брал на Aliexpress и только что получил. Морально был готов к тому, что реальный объем флешки может в реальности оказаться меньше (забегая чуть вперед скажу, что проверка утилитой подтвердила «честный» объем флешки и маркировка 64 Гб соответствует действительности).
Операционная система определила доступный объём флешки в 57,9 Гб.
- В открывшемся окне утилиты кликаем на «Select terget» и выбираем флешку, которую необходимо протестировать.
- Далее кликаем на «Write+Vetify», чем запускаем процесс тестирования реального объёма флешки.
- Утилита на первом этапе записывает на флешку свои файлы (размером 1 Гб каждый), а затем пытается считать их. Весь процесс тестирования у меня занял чуть более 37-ми минут (27:43 минуты на запись и 9:48 минут на чтение). После процесса проверки выдается отчет.
К моей великой радости реальный объём флешки оказался 59,376 Гб (понятно, что ровно 64 Гб он быть просто и не мог). Заодно получаем информацию о реальной скорости записи на флешку и скорости чтения с флешки. Данный продавец с Aliexpress оказался порядочным. Всё! Можно записывать файлы на флешку в полном объеме и не волноваться, что файлы в самый нужный момент могут просто не открыться.
А вот пример отчета утилиты о том, что якобы 16 Гб флешка имеет реальный объем 8 Гб.
Согласитесь, что какой бы объем не был указана на флешке или в описании лота при покупке, знать ее реальный объем просто необходимо.
Кстати, скриншоты данной утилиты будут доказательством для Aliexpress при открытии спора и возврата денег за флешку, если продавец обманул Вас с её реальным объёмом.
Для измерения длины есть такие единицы, как миллиметр, сантиметр, метр, километр. Известно, что масса измеряется в граммах, килограммах, центнерах и тоннах. Бег времени выражается в секундах, минутах, часах, днях, месяцах, годах, веках. Компьютер работает с информацией и для измерения ее объема также имеются соответствующие единицы измерения.
Мы уже знаем, что компьютер воспринимает всю информацию через нули и единички.
Бит – это минимальная единица измерения информации, соответствующая одной двоичной цифре («0» или «1»).
Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 2 8 ). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:
1 символ = 8 битам = 1 байту.
Кроме бита и байта, конечно же, есть и другие, более крупные единицы измерения информации.
Таблица байтов:
1 Кб (1 Килобайт) = 2 10 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10 3 байт)
1 Мб (1 Мегабайт) = 2 20 байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10 6 байт)
1 Гб (1 Гигабайт) = 2 30 байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10 9 байт)
1 Тб (1 Терабайт) = 2 40 байт = 1024 гигабайт (примерно 10 12 байт). Терабайт иногда называют тонна.
1 Пб (1 Петабайт) = 2 50 байт = 1024 терабайт (примерно 10 15 байт).
1 Эксабайт = 2 60 байт = 1024 петабайт (примерно 10 18 байт).
1 Зеттабайт = 2 70 байт = 1024 эксабайт (примерно 10 21 байт).
1 Йоттабайт = 2 80 байт = 1024 зеттабайт (примерно 10 24 байт).
В приведенной выше таблице степени двойки (2 10 , 2 20 , 2 30 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 10 3 , 10 6 , 10 9 и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 2 10 = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 10 3 = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.
Такое приближение (или округление) вполне допустимо и является общепринятым.
Ниже приводится таблица байтов с английскими сокращениями (в левой колонке):
10 3 b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт
10 6 b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт
10 9 b – гигабайт
10 12 b – терабайт
10 15 b – петабайт
10 18 b – эксабайт
10 21 b – зеттабайт
10 24 b – йоттабайт
Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт. В случае с километром она соответствует тысяче метров, а в примере с килограммом она равна тысяче грамм.
Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы байтов? В математике есть понятие бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.
Понятно, что в таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени к числу 10 таким образом: 10 27 , 10 30 , 10 33 и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.
Напоследок парочка примеров по устройствам, на которые можно записать терабайты и гигабайты информации.
Есть удобный «терабайтник» – внешний жесткий диск, который подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а не после того, как все пропало.
Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб , 64 Гб и даже 1 терабайт.
CD-диски могут вмещать 650 Мб, 700 Мб, 800 Мб и 900 Мб.
DVD-диски рассчитаны на большее количество информации: 4.7 Гб, 8.5 Гб, 9.4 Гб и 17 Гб.
Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4). Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование. Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.
Теоретическая часть
Постараюсь быть предельно краток, чтобы все мы успели приготовить салат оливье с запасом к праздничному столу, поэтому часть материала будет в виде ссылок: захотите – почитаете на досуге…
Какая память бывает?
На настоящий момент есть множество вариантов хранения информации, какие-то из них требуют постоянной подпитки электричеством (RAM), какие-то навсегда «вшиты» в управляющие микросхемы окружающей нас техники (ROM), а какие-то сочетают в себе качества и тех, и других (Hybrid). К последним, в частности, и принадлежит flash. Вроде бы и энергонезависимая память, но законы физики отменить сложно, и периодически на флешках перезаписывать информацию всё-таки приходится.
Тут можно подробнее ознакомиться с ниже приведённой схемой и сравнением характеристик различных типов «твердотельной памяти». Или тут – жаль, что я был ещё ребёнком в 2003 году, в таком проекте не дали поучаствовать…
Современные типы «твердотельной памяти». Источник
Единственное, что, пожалуй, может объединять все эти типы памяти – более-менее одинаковый принцип работы. Есть некоторая двумерная или трёхмерная матрица, которая заполняется 0 и 1 примерно таким образом и из которой мы впоследствии можем эти значения либо считать, либо заменить, т.е. всё это прямой аналог предшественника – памяти на ферритовых кольцах.
Что такое flash-память и какой она бывает (NOR и NAND)?
Начнём с flash-памяти. Когда-то давно на небезызвестном ixbt была опубликована довольно подробная статья о том, что представляет собой Flash, и какие 2 основных сорта данного вида памяти бывают. В частности, есть NOR (логическое не-или) и NAND (логическое не-и) Flash-память (тут тоже всё очень подробно описано), которые несколько отличаются по своей организации (например, NOR – двумерная, NAND может быть и трехмерной), но имеют один общий элемент – транзистор с плавающим затвором.
Схематическое представление транзистора с плавающим затвором. Источник
Итак, как же это чудо инженерной мысли работает? Вместе с некоторыми физическими формулами это описано тут. Если вкратце, то между управляющим затвором и каналом, по которому ток течёт от истока к стоку, мы помещаем тот самый плавающий затвор, окружённый тонким слоем диэлектрика. В результате, при протекании тока через такой «модифицированный» полевой транзистор часть электронов с высокой энергией туннелируют сквозь диэлектрик и оказываются внутри плавающего затвора. Понятно, что пока электроны туннелировали, бродили внутри этого затвора, они потеряли часть энергии и назад практически вернуться не могут.
NB: «практически» — ключевое слово, ведь без перезаписи, без обновления ячеек хотя бы раз в несколько лет Flash «обнуляется» так же, как оперативная память, после выключения компьютера.
Там же, на ixbt, есть ещё одна статья, которая посвящена возможности записи на один транзистор с плавающим затвором нескольких бит информации, что существенно увеличивает плотность записи.
В случае рассматриваемой нами флешки память будет, естественно, NAND и, скорее всего, multi-level cell (MLC).
Если интересно продолжить знакомиться с технологиями Flash-памяти, то тут представлен взгляд из 2004 года на данную проблематику. А здесь (1, 2, 3) некоторые лабораторные решения для памяти нового поколения. Не думаю, что эти идеи и технологии удалось реализовать на практике, но, может быть, кто-то знает лучше меня?!
Что такое DRAM?
Если кто-то забыл, что такое DRAM, то милости просим сюда.
Опять мы имеем двумерный массив, который необходимо заполнить 0 и 1. Так как на накопление заряда на плавающем затворе уходит довольно продолжительное время, то в случае RAM применяется иное решение. Ячейка памяти состоит из конденсатора и обычного полевого транзистора. При этом сам конденсатор имеет, с одной стороны, примитивное физическое устройство, но, с другой стороны, нетривиально реализован в железе:
Устройство ячейки RAM. Источник
Опять-таки на ixbt есть неплохая статья, посвящённая DRAM и SDRAM памяти. Она, конечно, не так свежа, но принципиальные моменты описаны очень хорошо.
Единственный вопрос, который меня мучает: а может ли DRAM иметь, как flash, multi-level cell? Вроде да, но всё-таки…
Часть практическая
Flash
Те, кто пользуется флешками довольно давно, наверное, уже видели «голый» накопитель, без корпуса. Но я всё-таки кратко упомяну основные части USB-Flash-накопителя:
Основные элементы USB-Flash накопителя: 1. USB-коннектор, 2. контроллер, 3. PCB-многослойная печатная плата, 4. модуль NAND памяти, 5. кварцевый генератор опорной частоты, 6. LED-индикатор (сейчас, правда, на многих флешках его нет), 7. переключатель защиты от записи (аналогично, на многих флешках отсутствует), 8. место для дополнительной микросхемы памяти. Источник
Пойдём от простого к сложному. Кварцевый генератор (подробнее о принципе работы тут). К моему глубокому сожалению, за время полировки сама кварцевая пластинка исчезла, поэтому нам остаётся любоваться только корпусом.
Корпус кварцевого генератора
Случайно, между делом, нашёл-таки, как выглядит армирующее волокно внутри текстолита и шарики, из которых в массе своей и состоит текстолит. Кстати, а волокна всё-таки уложены со скруткой, это хорошо видно на верхнем изображении:
Армирующее волокно внутри текстолита (красными стрелками указаны волокна, перпендикулярные срезу), из которого и состоит основная масса текстолита
А вот и первая важная деталь флешки – контроллер:
Контроллер. Верхнее изображение получено объединением нескольких СЭМ-микрофотографий
Признаюсь честно, не совсем понял задумку инженеров, которые в самой заливке чипа поместили ещё какие-то дополнительные проводники. Может быть, это с точки зрения технологического процесса проще и дешевле сделать.
После обработки этой картинки я кричал: «Яяяяязь!» и бегал по комнате. Итак, Вашему вниманию представляет техпроцесс 500 нм во всей свой красе с отлично прорисованными границами стока, истока, управляющего затвора и даже контакты сохранились в относительной целостности:
«Язь!» микроэлектроники – техпроцесс 500 нм контроллера с прекрасно прорисованными отдельными стоками (Drain), истоками (Source) и управляющими затворами (Gate)
Теперь приступим к десерту – чипам памяти. Начнём с контактов, которые эту память в прямом смысле этого слова питают. Помимо основного (на рисунке самого «толстого» контакта) есть ещё и множество мелких. Кстати, «толстый» < 2 диаметров человеческого волоса, так что всё в мире относительно:
СЭМ-изображения контактов, питающих чип памяти
Если говорить о самой памяти, то тут нас тоже ждёт успех. Удалось отснять отдельные блоки, границы которых выделены стрелочками. Глядя на изображение с максимальным увеличением, постарайтесь напрячь взгляд, этот контраст реально трудно различим, но он есть на изображении (для наглядности я отметил отдельную ячейку линиями):
Ячейки памяти 1. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки
Мне самому сначала это показалось как артефакт изображения, но обработав все фото дома, я понял, что это либо вытянутые по вертикальной оси управляющие затворы при SLC-ячейке, либо это несколько ячеек, собранных в MLC. Хоть я и упомянул MLC выше, но всё-таки это вопрос. Для справки, «толщина» ячейки (т.е. расстояние между двумя светлыми точками на нижнем изображении) около 60 нм.
Чтобы не лукавить – вот аналогичные фото с другой половинки флешки. Полностью аналогичная картина:
Ячейки памяти 2. Границы блоков выделены стрелочками. Линиями обозначены отдельные ячейки
Конечно, сам чип – это не просто набор таких ячеек памяти, внутри него есть ещё какие-то структуры, принадлежность которых мне определить не удалось:
Другие структуры внутри чипов NAND памяти
Всю плату SO-DIMM от Samsung я, конечно же, не стал распиливать, лишь с помощью строительного фена «отсоединил» один из модулей памяти. Стоит отметить, что тут пригодился один из советов, предложенных ещё после первой публикации – распилить под углом. Поэтому, для детального погружения в увиденное необходимо учитывать этот факт, тем более что распил под 45 градусов позволил ещё получить как бы «томографические» срезы конденсатора.
Однако по традиции начнём с контактов. Приятно было увидеть, как выглядит «скол» BGA и что собой представляет сама пайка:
«Скол» BGA-пайки
А вот и второй раз пора кричать: «Язь!», так как удалось увидеть отдельные твердотельные конденсаторы – концентрические круги на изображении, отмеченные стрелочками. Именно они хранят наши данные во время работы компьютера в виде заряда на своих обкладках. Судя по фотографиям размеры такого конденсатора составляют около 300 нм в ширину и около 100 нм в толщину.
Из-за того, что чип разрезан под углом, одни конденсаторы рассечены аккуратно по середине, у других же срезаны только «бока»:
DRAM память во всей красе
Если кто-то сомневается в том, что эти структуры и есть конденсаторы, то тут можно посмотреть более «профессиональное» фото (правда без масштабной метки).
Единственный момент, который меня смутил, что конденсаторы расположены в 2 ряда (левое нижнее фото), т.е. получается, что на 1 ячейку приходится 2 бита информации. Как уже было сказано выше, информация по мультибитовой записи имеется, но насколько эта технология применима и используется в современной промышленности – остаётся для меня под вопросом.
Конечно, кроме самих ячеек памяти внутри модуля есть ещё и какие-то вспомогательные структуры, о предназначении которых я могу только догадываться:
Другие структуры внутри чипа DRAM-памяти
Послесловие
Помимо тех ссылок, что раскиданы по тексту, на мой взгляд, довольно интересен данный обзор (пусть и от 1997 года), сам сайт (и фотогалерея, и chip-art, и патенты, и много-много всего) и данная контора, которая фактически занимается реверс-инжинирингом.
К сожалению, большого количества видео на тему производства Flash и RAM найти не удалось, поэтому довольствоваться придётся лишь сборкой USB-Flash-накопителей:
P.S.: Ещё раз всех с наступающим Новым Годом чёрного водяного дракона.
Странно получается: статью про Flash хотел написать одной из первых, но судьба распорядилась иначе. Скрестив пальцы, будем надеяться, что последующие, как минимум 2, статьи (про биообъекты и дисплеи) увидят свет в начале 2012 года. А пока затравка — углеродный скотч:
Углеродный скотч, на котором были закреплены исследуемые образцы. Думаю, что и обычный скотч выглядит похожим образом
Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:
В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»
Читайте также: