鮮為人知的隨身碟常識

 　   什麼是隨身碟

　　隨身碟，全稱“USB快閃記憶體盤”，英文名“USB flash disk”。它是一個USB介面的無需物理磁碟機的微型高容量移動儲存產品，可以通過USB介面與電腦串連，實現隨插即用。隨身碟的稱呼最早來源於朗科公司生產的一種新型存放裝置，名曰“優盤”，使用USB介面進行串連。USB介面就連到電腦的主機後，隨身碟的資料可與電腦交換。而之後生產的類似技術的裝置由於朗科已進行專利註冊，而不能再稱之為“優盤”，而改稱諧音的“隨身碟”。後來隨身碟這個稱呼因其簡單易記而廣為人知，而直到現在這兩者也已經通用，並對它們不再作區分，是移動存放裝置之一。

　　簡介

　　基本資料

　　隨身碟，又稱優盤，中文全稱“USB(通用序列匯流排)介面的快閃記憶體盤”，英文名“USB flash disk”，是一種小型的硬碟。快閃記憶體盤介面有RS-232、USB、SCSI、IEEE-1394、E-SATA等多種，嚴格地說只有USB介面的快閃記憶體盤才能叫隨身碟。用於儲存照片、資料、影像，面積只有1厘米見方，實現攜帶型移動儲存、大大提高了辦公效率，使人類生活更便捷。

　　隨身碟的組成

　　隨身碟的組成很簡單：外殼+機芯+快閃記憶體+封裝

　　1.機芯：機芯包括一塊PCB板+主控+晶振+阻容電容+USB頭+LED頭+FLASH(快閃記憶體)晶片

　　2.殼子：有多種，有塑膠的、有木料的、有金屬的、有皮套的、有矽膠的

　　3.封裝：一般有紙盒封裝、塑膠盒封裝和金屬盒封裝，一般以紙盒和鐵盒封裝居多。

　　相較於其他可攜式存放裝置(尤其是磁碟片片)，快閃記憶體盤有許多優點：較不佔空間，通常操作速度較快(USB1.1、2.0、3.0標準)，能儲存較多資料，並且可能較可靠(由於沒有機械裝置)，在讀寫時斷開而不會損壞硬體(磁碟片在讀寫時斷開馬上損壞)，只會遺失資料。這類的磁碟使用USB大量存放裝置標準，在近代的作業系統如Linux、Mac OS X、Unix與Windows2000、XP、Win7中皆有內建支援。

　　快閃記憶體盤通常使用塑膠或金屬外殼，內部含有一張小的印刷電路板，讓快閃記憶體盤尺寸小到像鑰匙圈飾物一樣能夠放到口袋中，或是串在頸繩上。只有USB串連頭突出於保護殼外，且通常被一個小蓋子蓋住。大多數的快閃記憶體盤使用標準的Type-A USB接頭，這使得它們可以直接插入個人電腦上的USB連接埠中。

　　要訪問快閃記憶體盤的資料，就必須把快閃記憶體盤串連到電腦;無論是直接連接到電腦內建的USB控制器或是一個USB集線器都可以。只有當被插入USB連接埠時，快閃記憶體盤才會啟動，而所需的電力也由USB串連供給。然而，有些快閃記憶體盤(尤其是使用USB 2.0標準的高速快閃記憶體盤)可能需要比較多的電源，因此若接在像是內建在鍵盤或螢幕的USB集線器，這些快閃記憶體盤將無法工作，除非將它們直接插到控制器(也就是電腦本身提供的USB連接埠)或是一個外接電源的USB集線器上。有些隨身碟是磁碟機和隨身碟組成，因此結束時要分辨清(DOS/win32環境下)。

　　優點

　　隨身碟最大的優點就是：小巧便於攜帶、儲存容量大、價格便宜、效能可靠。快閃記憶體盤體積很小，僅大拇指般大小，重量極輕，一般在15克左右，特別適合隨身攜帶，我們可以把它掛在胸前、吊在鑰匙串上、甚至放進錢包裡。一般的隨身碟容量有1G、2G、4G、8G、16G、32G、64G等，價格上以最常見的4GB為例，50元左右就能買到。存檔中無任何機械式裝置，抗震效能極強。另外，快閃記憶體盤還具有防潮防磁、耐高低溫等特性，安全可靠性很好。

　　* 快閃記憶體盤幾乎不會讓水或灰塵滲入，也不會被刮傷，而這些在舊式的攜帶式存放裝置(例如光碟片、磁碟片片)等是嚴重的問題。而快閃記憶體盤所使用的固態儲存設計讓它們能夠抵抗無意間的外力撞擊。這些優點使得快閃記憶體盤非常適合用來從某地把個人資料或是工作檔案攜帶到另一地，例如從家中到學校或是辦公室，或是一般來說需要攜帶到並訪問個人資料的各種地點。由於USB在現今的個人電腦中幾乎無所不在，因而到處都可以使用快閃記憶體盤。不過，小尺寸的快閃記憶體盤也讓它們常常被放錯地方、忘掉或遺失。

　　* 快閃記憶體盤雖然小，但相對來說卻有很大的儲存容量。目前市售快閃記憶體盤大多能夠儲存比一片CD(700MB)還多的資料，進階的可以儲存比一片雙面雙層DVD(17GB)還多的資料。

　　* 快閃記憶體盤使用USB大量存放裝置的類別，這表示大多數現代的作業系統都可以在不需要另外安裝驅動程式的情況下讀取及寫入快閃記憶體盤。快閃記憶體盤在作業系統裡面顯示成區塊式的邏輯單元，隱藏內部快閃記憶體所需的複雜細節。作業系統可以使用任何檔案系統或是區塊定址的方式。也可以製作啟動隨身碟來引導電腦。

　　* 與其它的快閃記憶體裝置相同，快閃記憶體盤在總讀取與寫入次數上也有限制。中階的快閃記憶體盤在正常使用狀況下可以讀取與寫入數十萬次，但當快閃記憶體盤變舊時，寫入的動作會更耗費時間。當我們用快閃記憶體盤來運行應用程式或作業系統時，便不能不考慮這點。有些程式開發人員特別針對這個特性以及容量的限制，為快閃記憶體盤撰寫了特別版本的作業系統(例如Linux)或是應用程式(例如Mozilla Firefox)。它們通常對使用空間做最佳化，並且將暫存檔儲存在電腦的主存中，而不是快閃記憶體盤裡。

　　* 許多快閃記憶體盤支援寫入保護的機制。這種在外殼上的開關可以防止電腦寫入或修改磁碟上的資料。寫入保護可以防止電腦病毒檔案寫入快閃記憶體盤，以防止該病毒的傳播。沒有防寫保護功能的快閃記憶體盤，則成了多種病毒隨自動運行等功能傳播的途徑。

　　* 快閃記憶體盤比起機械式的磁碟來說更能容忍外力的撞擊，但仍然可能因為嚴重的物理損壞而故障或遺失資料。在組裝電腦中，錯誤的USB串連連接埠接線也可能損壞快閃記憶體盤的電路。儲存原理電腦把位元字訊號轉為複合位元字訊號(加入分配、核對、堆棧等指令)讀寫到USB晶片適配介面，通過晶片處理訊號分配給EEPROM儲存晶片的相應地址儲存位元據，實現資料的儲存。EEPROM資料存放區器，其控制原理是電壓控制柵晶體管的電壓高低值，柵晶體管的結電容可長時間儲存電壓值，斷電後能儲存資料的原因主要就是在原有的晶體管上加入了浮動柵和選擇柵。在源極和漏極之間電流單向傳導的半導體上形成貯存電子的浮動棚。浮動柵包裹著一層矽氧化膜絕緣體。它的上面是在源極和漏極之間控制傳導電流的選擇/控制柵。資料是0或1取決於在矽底板上形成的浮動柵中是否有電子。有電子為0，無電子為1。快閃記憶體就如同其名字一樣，寫入前刪除資料進行初始化。具體說就是從所有浮動柵中匯出電子。即將有所資料歸“1”。寫入時只有資料為0時才進行寫入，資料為1時則什麼也不做。寫入0時，向柵電極和漏極施加高電壓，增加在源極和漏極之間傳導的電子能量。這樣一來，電子就會突破氧化膜絕緣體，進入浮動柵。讀取資料時，向柵電極施加一定的電壓，電流大為1，電流小則定為0。浮動柵沒有電子的狀態(資料為1)下，在柵電極施加電壓的狀態時向漏極施加電壓，源極和漏極之間由於大量電子的移動，就會產生電流。而在浮動柵有電子的狀態(資料為0)下，溝道中傳導的電子就會減少。因為施加在柵電極的電壓被浮動柵電子吸收後，很難對溝道產生影響。

　　發明曆史

　　自1998年至2000年，有很多公司聲稱自己是第一個發明了USB快閃記憶體盤。包括中國朗科科技，以色列M-Systems，新加坡Trek公司。但是真正獲得隨身碟基礎性發明專利的卻是中國朗科公司。 2002年7月，朗科公司“用於資料處理系統的快閃電子式外儲存方法及其裝置”(專利號：ZL 99 1 17225.6)獲得國家智慧財產權局正式授權。該專利填補了中國電腦儲存領域20年來發明專利的空白。該專利權的獲得引起了整個儲存界的極大震動。包括以色列M-Systems立即向中國國家智慧財產權局提出了無效複審，一度成為全球快閃記憶體領域震驚中外的專利權之爭。但是2004年12月7日，朗科獲得美國國家專利局正式授權的快閃記憶體盤基礎發明專利，美國專利號US6829672。這一專利權的獲得，最終結束了這場爭奪。中國朗科公司才是隨身碟的全球第一個發明者。美國時間2006年2月10日，朗科委託美國摩根路易斯律師向美國德克薩斯州東區聯邦法院遞交訴狀，控告美國PNY公司侵犯了朗科的美國專利(美國專利號US6829672)。2008年2月，朗科與PNY達成庭外和解。朗科向PNY簽訂專利許可協議，PNY向朗科公司繳納專利許可費用1000萬美元。這是中國企業第一次在美國本土收到巨額專利許可費用。也進一步證明了朗科是隨身碟的全球發明者。

　　現在的快閃記憶體盤都支援USB2.0標準;然而，因為NAND快閃記憶體技術上的限制，它們的讀寫速度目前還無法達到標準所支援的最高傳輸速度480Mbit/s。目前最快的快閃記憶體盤已使用了雙通道的控制器，但是比起目前時代的硬碟，或是USB2.0能提供的最大傳輸速率來說，仍然差上一截。目前最高的傳輸速率大約為20-40MB/s，而一般的檔案傳輸速度大約為10MB/s。較舊型的12Mbit/s裝置傳輸速率最大約只有1MB/s。其中業界的佼佼者有深圳朗科公司，M-Systems公司，新加坡Trek公司。

　　未來發展

　　半導體廠商努力地將各種快閃記憶體盤的功能整合在單一晶片中，以降低快閃記憶體盤組件的成本，於是也降低了整體的成本。

　　在增加容量的努力方面，已經不再製造1GB與更小的快閃記憶體盤了。Kanguru最近發表了一款16GB的USB2.0快閃記憶體盤，並且宣稱能夠儲存資料10年。

　　Lexar正在嘗試引入一種USB快快閃記憶體儲卡。它相容於隨身碟，並且被希望能夠取代各種快快閃記憶體儲卡。(已完成)閃迪發表了能夠在快閃記憶體盤上控制使用有著作權資料的新科技。這種科技主要的使用者是學生。這種科技稱為FlashCP。

　　金士頓科技已研製出了目前世界上儲存容量最大的快閃記憶體盤，高達512GB。隨身碟、USB介面與隨插即用通俗地講，USB就是一種外圍裝置與電腦主機相連的介面類型之一。除了USB介面外，還有如並行匯流排等介面。

　　然而USB介面卻有個極大的優點使得它在這個領域非常的普及，那就是具有這種介面的裝置可以在電腦上隨插即用(隨插即用有時也叫熱插撥)。 電腦開機的時候要先開外圍裝置再開主機電源，而關機時候的順序恰好相反。之所以要遵循這種開機順序，就是因為在電腦啟動之前必須先讓所有的外圍裝置的電源都開啟做好準備，然後等待主機對這些裝置逐一進行檢查並安裝相應的軟體。只有這樣電腦才能正常運行，否則將可能出現外圍裝置不可用或者電腦不能識別外圍裝置的情況。 而USB介面的出現卻改變了這種狀況，如果某個裝置是USB介面，那麼它就可以隨時插入電腦主機不管電腦此時處於什麼樣的狀態，而如果要取走這個裝置，只需按照規範操作便可以將這個裝置安全的從電腦上移走。這無疑給人們的學習和生活提供了極大的便利。

　　從隨身碟這個名稱上我們可以看出，這個儲存盤是USB介面的，因為這個儲存盤是USB介面，所以這個儲存盤也就能夠在電腦上隨插即用，也就是說這個儲存盤是可以移動的儲存盤，它可以隨身攜帶。因此，廣義上的隨身碟實際上就是指的移動存放裝置。

　　USB裝置的分類

　　USB裝置分為5大類，即顯示器、通訊裝置、音訊裝置、人機輸入和海量儲存。通常所用的隨身碟、移動硬碟均屬于海量儲存類。

　　USB裝置的檢測及初始化

　　當一個USB裝置插入主機時，由於USB裝置硬體本身的原因，它會使USB匯流排的資料訊號線的電平發生變化，而主機會經常掃描USB匯流排。當發現電平有變化時，它即知道有裝置插入。當USB裝置剛插入主機時，USB裝置它本身會初始化，並認為地址是0。也就是沒有分配地址，這有點象剛進校的大學生沒有學號一樣。

　　USB描述符

　　USB描述符主要包括：裝置描述符，配置描述符，介面描述符，端點描述符等。

　　（1）裝置描述符

　　當USB裝置插入主機時，主機首先就會要求對方把它的裝置描述符傳回來，其中就包含了裝置類型及製造商資訊。

　　（2）配置描述符

　　配置描述符用於定義裝置的功能。

　　（3）介面描述符

　　傳輸所採用的協議是由介面描述符確定。

　　（4）端點描述符

　　傳輸的方式則包含在端點描述符中。

　　USB介面與端點

　　介面是指裝置中哪些硬體要與USB交換資訊。海量儲存空間支援一個介面(資料介面)，其中包含三個連接埠。 端點是和USB交換資訊的硬體裝置。介面是端點的集合。USB的傳輸類型USB(通用序列匯流排)用於將USB介面的外圍裝置(device)串連到主機(host)，實現二者之間資料轉送的外部匯流排結構，是一種快速、靈活的匯流排介面，USB的傳輸類型有控制(control)、批量(bulk)、中斷(interrupt)和同步(synchronous)傳輸4種，它最大的特點是便於使用，隨插即用，主要是用在中速和低速的外設。

　　隨身碟儲存規範

　　隨身碟屬于海量儲存類，它的儲存規範中包括4個獨立的子規範，即CBI傳輸、Bulk-Only傳輸、ATA命令塊、UFI命令規範。前兩個協議定義了資料/命令/狀態在USB匯流排上的傳輸方法，Bulk-Only傳輸協議僅僅使用Bulk端點傳送資料/命令/狀態，CBI傳輸協議則使用Control/bulk/interrupt三種類型的端點進行資料/命令/狀態的傳送。後兩個協議定義了儲存介質的操作命令，ATA協議用於硬碟，UFI協議則針對USB移動儲存，隨身碟讀寫器的設計遵循Bulk-Only傳輸協議和UFI命令規範。UFI命令塊規範是針對USB移動儲存而制定的，它總共定義了19個12位元組長度的操作命令。

　　安全性

　　有些快閃記憶體盤提供資料加密的功能。通常在檔案系統的下層使用全磁碟加密來達到。加密功能防止未經授權的人訪問快閃記憶體盤上的資料;缺點則是因為沒有統一的標準，此快閃記憶體盤只能在少部分安裝有相容加密軟體的電腦上使用。

　　有些加密軟體可以不需安裝即可運行。這些軟體的可執行檔可以跟加密的檔案一起儲存在快閃記憶體盤上。加密的檔案可以在運行微軟Windows的電腦上訪問。其它的快閃記憶體盤允許使用者佈建不同大小的加密與公開分區區。而為了Windows、麥金塔、Linux設計的加密軟體可執行檔可以放在公開分區區中。有些較差的加密軟體可能需要管理者許可權才能運行並訪問資料。

　　新款的快閃記憶體盤支援生物指紋功能來確認使用者的身份。在2005年年中，在快閃記憶體盤上支援指紋功能比起標準的密碼保護來說還是較貴的選擇。大多數的指紋掃描裝置必須依賴作業系統中的驅動程式來檢驗指紋，因而這些快閃記憶體盤就只能用在運行微軟Windows作業系統的電腦。

　　有些廠商將快閃記憶體盤作為運行認證的裝置之一。其方式是使用快閃記憶體盤內的加密金鑰或是與目標系統內的軟體溝通來控制敏感系統的存取權限。這些系統被設計為除非快閃記憶體盤被接上主機，否則系統不會運作。有些“電腦鎖”被插入電腦時，表現得也像快閃記憶體盤一樣。

　　所有資料保護的方式也增加了合法使用者(資料擁有者)無法訪問資料的風險。

　　快閃記憶體盤對大型組織來說是很大的安全性挑戰。因為它們的小體積以及方便性，讓沒有許可權的訪客或是有惡意的員工能夠在幾乎不會被發現的情況下偷走機密的資料。在2008年，香港及澳門的多家醫院發生多起快閃記憶體盤的遺失及失竊事件，引起病人隱私的危機。同樣地，共用或是公用的電腦也容易被攻擊者使用快閃記憶體盤放入惡意軟體，例如rootkit或是分組截取軟體等。為了防止這些問題，有些組織禁止使用快閃記憶體盤，而有些電腦禁止一般使用者掛載USB大量存放裝置(這是Windows XP Service Pack 2的一個功能)。也有電腦使用第三方軟體來控制USB的使用。也有組織使用非科技的解決辦法：拔掉主機內部USB連接埠的連接線或乾脆用樹脂堵住USB連接埠。

　　u盤晶片分類介紹

　　大家知道，隨身碟晶片是分等級的，有A級、黑片、白片等說法。那麼，什麼樣的晶片是A級晶片，什麼樣的晶片又是黑片、白片晶片呢?

　　晶片的構造中有一個比較核心的組件叫晶圓。優盤晶片的等級就是按照晶圓的容量大小來劃分的。A級晶片一般晶圓的容量是高於93%的，大多是工廠封裝出品，平時我們也稱之為原裝晶片或A品晶片。這類晶片大多用在知名品牌快閃記憶體盤上，一般都提供有質保。低於93%容量的晶圓被稱為Downgrade Flash，不再打上原廠的標誌，由一些小封裝廠進行加工。其中相對足量，使用穩定的一般稱之為白片。價格一般為A級品的7至8成。黑片：待封裝晶片中容量嚴重不足、品質難以保障的為黑片。另外，部分不良商家回收廢舊快閃記憶體晶片打磨而成的快閃記憶體晶片一般也稱之為黑片。

　　隨身碟的加密

　　隨著攜帶型媒體高速發展的今天，隨身碟很容易丟失或被盜。隨身碟可以使用加密軟體進行加密，如ZIP和RAR加密的軟體。其中一些是綠色軟體，不用安裝。可執行檔可以儲存在隨身碟，然再將進行加密檔案或圖片。在運行正常的作業系統的電腦加密分區可以訪問，但它需要使用者對電腦主機的系統管理權限來訪問資料。有些廠商生產的隨身碟設計成部分基於硬體的加密，從而消除了第三方加密軟體的需要。

　　其他的隨身碟允許使用者配置安全和公用分區不同尺寸，並提供硬體加密。

　　如今新生產的隨身碟支援生物識別技術指紋，以確認使用者的身份。但出售價格太高，使這類隨身碟不能普及開來。

　　隨身碟的種類禮品

　　隨身碟：送禮最佳。

　　液體隨身碟：晶瑩剔透，水魚之美，觀賞性強。

　　金屬隨身碟：外殼採取不鏽鋼。

　　木製隨身碟：實木外殼。

　　開瓶器隨身碟：可用作啤酒瓶開啟瓶蓋之用。

　　半透明隨身碟：外觀半透明，隨身碟內部構造隱隱約約，讓您有無盡的遐想之美。

　　迷你隨身碟：外觀薄，小，重量輕等特點。

　　皮套隨身碟：外觀使用皮套作為隨身碟外殼，採用鋼印。

　　卡片隨身碟：外觀猶如一張卡片，可放在皮包等地方。易於攜帶，小巧的特點。

　　開模隨身碟：可根據您的設計圖，進行訂做。也叫訂製隨身碟，形狀隨身碟。

　　藥丸隨身碟：外觀如藥丸。

　　鋼筆隨身碟：外觀如鋼筆。

　　隨身碟的各種功能

　　廣告隨身碟

　　第一類：廣告隨身碟即閱讀器預先儲存了一個商務網站網址，具有普通隨身碟的任何功能，當網站隨身碟閱讀器插入電腦的USB介面時，電腦會馬上自動進入該商務網站網址。

　　第二類： 可以把客戶的LOGO進行數位彩印加工處理後，形成各種彩色效果，還可以進行亞光亮光效果處理。非常的漂亮!

　　　啟動隨身碟

　　第一類：專門用來做系統啟動用的功能性隨身碟，當電腦一時間不能正常開啟時進入系統進行相關操作，功能比較單一。

　　第二類：專門是電腦城或電腦技術員用來維護電腦而專門製作的強大的功能性隨身碟，除了可以啟動電腦外。還可以進行磁碟分割，系統殺毒，系統修複，檔案備份，密碼修改等功能。較適合有一定技術性的人員使用，還可以自己加入一些功能如一鍵安裝系統等。

　　發光隨身碟

　　第一類：這種隨身碟可以在隨身碟外殼加入一種特殊的可以發光的材質，類似發光熒光棒的效果。比較簡單但是很實用。

　　第二類：這種隨身碟是通過隨身碟的PCB板上牽引出一組供電電路為發光裝置供電，發光裝置有很多種有LED燈，有LED屏，也有小燈炮的(但這很少見) 。這種隨身碟的只能在插入電腦後才能發出燦爛的光彩來。

　　加密隨身碟

　　第一類：硬體加密技術，這種技術一般是通過是隨身碟外殼進行裝置密碼裝置，像我們日常用的密碼箱一樣，一般這類隨身碟都是採用ABS或金屬材質，起到一定的保護作用。

　　第二類：軟體加密技術，這種技術主要依靠編程技術人員編寫各種加密軟體進行對隨身碟的加密，一般是通過量產工具將程式寫入隨身碟內，防止格式化，刪除等操作，只有輸入正確的密碼才可以操作。

　　防水隨身碟

　　防水隨身碟：這種u盤，市場上很少有賣的。一般是高檔奢侈品，商務人士專用。一般上工藝進行了防水處理：外殼防水，USB與PCB板隔離。

　　測溫隨身碟

　　第一類：這類溫度顯示是在電腦上安裝了一個軟體通過隨身碟中的一個測試溫度，並通過軟體，感應出隨身碟所擷取的溫度。這種方式要依靠電腦軟體來測試出溫度。

　　第二類：這種方式直接將測試溫度的硬體封裝在隨身碟內，並直接顯示出在隨身碟輸出LED屏上。軟體已經封裝到了硬體中。

　　音樂隨身碟

　　音樂隨身碟，是一款既有隨身碟的全部儲存功能，同時還具備音樂檔案的播放功能。一般的音樂隨身碟外觀和普通隨身碟並無異樣，不同之處在於其內建了電池，並多出一個插孔，用來接入配備的耳機，插進去後即可聽取MP3、WMA等常見格式音樂，支援上下曲播放選取，可設定全部隨機播放功能。

　　音樂隨身碟的優點在於：相比起普通隨身碟它具備了音樂播放功能，而相比MP3又具有低廉實惠的優勢，是將隨身碟的功能作了延伸和發展的新一代移動儲存產品。

　　殺毒隨身碟

　　殺毒隨身碟是一種將各種殺毒軟體隨身碟版嵌入隨身碟中，使殺毒軟體使用方便快捷，安全，操作簡單。與電腦USB介面相連後即會被主機識別而並不需要繁瑣的安裝。並在“我的電腦”下自動出現一個新的盤符，殺毒隨身碟版自動運行。殺毒隨身碟從效能上分為寫入式、嵌入式兩種。寫入式殺毒程式要裝到電腦裡才可以起到殺毒作用;而嵌入式殺毒程式寫在隨身碟的控制晶片裡，不需要安裝，隨時可以殺毒。