Схема монтажная принципиальная usb флешку. Чинить нельзя выбросить, или Кое-что о ремонте флешек

В последнее время широчайшую популярность приобрели носители информации на основе микросхем флеш-памяти. По популярности в наше время им нет равных: карты памяти в фотоаппаратах, сотовых телефонах, плеерах, USB флеш брелоки, а с недавнего времени ещё и SSD диски. Разъемами для карт памяти оснащены многие устройства, такие как принтеры, стационарные DVD проигрыватели, автомагнитолы, и многие другие мультимедийные устройства.

И такая популярность не случайна: по практичности «флешкам» тоже нет равных. Большой, постоянно растущий объем, который исчисляется уже гигабайтами и десятками гигабайт, достаточно высокое быстродействие, а также заявленная надежность и долговечность (на этом вопросе остановимся подробнее в рамках этой статьи).

Для начала рассмотрим устройство флешки.

Flash -память получила свое название благодаря тому, как производится стирание и запись данного вида памяти.

Типовая USB флешка, а также большинство типов карт памяти и SSD диски, устроены следующим образом:

• на плате имеется микроконтроллер , который предоставляет интерфейс флешки, обрабатывает команды и производит операции с памятью;
• одна или несколько микросхем памяти;
• и их электронная «обвязка» из пассивных элементов.

Некоторые карты памяти не имеют встроенного контроллера, и являются по сути микросхемой памяти, упакованной в корпус.

Давайте рассмотрим основные составляющие флешки чуть подробнее.

Микросхемы памяти флеш накопителей

Все современные флеш-накопители построены на основе микросхем энергонезависимой NAND памяти. Сокращение NAND – произошло от словосочетания NOT-AND (логическая функция И-НЕ), лежащая в основе организации элементарной логической ячейки, на которой построена эта память. Элементарные ячейки памяти в этих микросхемах объединены в страницы, а страницы в блоки.

При такой организации обращение к отдельной ячейке памяти невозможно, прочитать можно только страницу целиком, а стереть и перезаписать только целый блок. Из особенностей такой организации можно отметить высокое быстродействие и высокую плотность размещения на кристалле.

Но есть и недостатки.

Например, если во время внесения изменений в определенный блок данных внезапно отключить питание устройства, существует вероятность утери данных в этом блоке, так как он мог быть считан в буфер, стерт в основной матрице памяти, а измененный блок в память записаться, ещё не успел. Это распространенная причина так называемых «логических» повреждений накопителя.

Известно, что операционные системы семейства Windows имеют режим «отложенной записи». Это когда данные записываются на накопитель напрямую без задержек, а таблица размещения файлов храниться в оперативной памяти, и обновляется на носителе через некоторое время или при возникновении определенных событий.

Вследствие чего, довольно часто встречается ситуация, когда, записав данные на флешку, пользователь сразу же вынимает её из разъема, не воспользовавшись функцией безопасного отключения, которая как раз обновляет таблицы размещения файлов на носителе, и «правильно» размонтирует его из системы.

В результате, в лучшем случае данные физически будут присутствовать на накопителе, но не будут отображаться в дереве файлов, а в худшем случае логическая структура накопителя будет повреждена, и накопитель может перестать корректно «определяться». Как говорят в подобных случаях, «компьютер не видит флешку».

Во всех подобных случаях данные можно оперативно восстановить, обратившись в наш центр восстановления информации.

Основная проблема флеш-памяти — износ ячеек памяти.

Дело в том, что любая флеш-память имеет ограниченное количество циклов перезаписи каждой ячейки (от 100 000 до 1 000 000 циклов).

Если в фотоаппарате или плеере, где данные обновляются не слишком часто, такое ограничение не критично, то, например, при работе с базами данных на флеш носителе этот ресурс можно выработать достаточно быстро, так как очень часто происходят изменения, в результате которых многократно перезаписываются одни и те-же блоки данных.

В связи с этим не рекомендуется использовать флеш память для работы, постоянного обращения к данным, а также для установки на неё операционной системы, так как ресурс такой флешки будет выработан очень быстро, и флешка придет в негодность.

Никогда не используйте usb флешку для работы в бухгалтерских программах!

Контроллер флешки

Наиболее сложной и загадочной частью флешки является, безусловно, её контроллер.

Основные его функции - работа с микросхемами памяти (выполнение операций постраничного чтения, выборки данных, поблочной записи, размещение и адресация данных в нескольких микросхемах памяти, а также другие специальные функции) и предоставление интерфейса к хост-устройству.

Когда поступает команда на чтение определенной ячейки данных, контроллер должен определить в какой микросхеме находится данная ячейка, в каком блоке этой микросхемы, в какой странице блока, и затем собственно адрес ячейки в странице. Поскольку считывание возможно только страницы целиком, контроллер считывает её в свой буфер, находит в ней нужную ячейку, и отправляет её содержимое хост-устройству.

При поступлении команды на запись также находится нужный блок, но, на этот раз, он считывается не постранично, а – целиком. Затем в буфере производятся необходимые изменения, блок из микросхемы целиком стирается и вновь записывается измененный блок из буфера контроллера.

Кроме того, для выравнивания износа блоков, контроллер периодически переназначает их (по сути - меняет местами). В результате чего достигается достаточно равномерный износ по циклам записи, и микросхемы памяти, таким образом, служат дольше. Контроллер следит за состоянием каждого блока в отдельности, и если какой-либо из блоков превысил допустимое количество циклов перезаписи - контроллер переходит в режим «только чтение» - данные считать с него можно, а записать уже нельзя. Такие накопители не пригодны для дальнейшего использования.

В этом случае следует скопировать данные с носителя, и заменить его.

Контроллер имеет в себе прошивку, таблицы конфигурации, а также некоторые модели хранят внутри себя таблицы износа блоков памяти, а также множество другой служебной информации. Разнообразие контроллеров очень велико, а их версий просто бесчисленное множество. В связи с этим, при любом повреждении контроллера, искать ему замену для восстановления информации бессмысленно.

Для восстановления в таком случае выпаиваются микросхемы памяти, считываются на специальном оборудовании, и данные собираются вручную как мозаика.

Электронная обвязка нужна для питания микросхем и согласования логических уровней. И хотя здесь нет ничего сложного, не редки случаи выхода из строя именно этой самой электронной обвязки, особенно стабилизатора питания. Восстановление данных в таком случае зависит от степени повреждений: либо электроника восстанавливается прямо на флешке, и данные вычитываются в штатном режиме, либо как в случае со сгоревшим контроллером — данные снимаются непосредственно с микросхем памяти и собираются вручную.

Последнее время встречаются флешки у которых контроллер, память и вся электроника упакована в один чип. Это флешки монолиты. Такая конструкция значительно компактнее классической, но имеет множество недостатков: меньшую надежность, более слабое охлаждение и невозможность получить доступ к микросхеме памяти минуя контроллер.

В случае выхода из строя контроллера, или электронной обвязки в подобной флешке, сложность работ по восстановлению данных увеличивается на порядок.

Вопрос, который часто возникает у потенциальных покупателей - какую флешку выбрать, и как выбрать флешку?

Многие ориентируются на именитые бренды, в надежде что продукция известной фирмы будет лучше и надежнее, но тут дела обстоят несколько иначе. Как правило, торговая марка под которой выпускается тот или иной флеш-накопитель, вообще не имеет отношения к производству устройства, а лишь заказывает партию готовых флешек со своими логотипами и упаковкой, и от торговой марки никоим образом не зависит качество продукции.

Выбрать флешку по конкретному контроллеру или чипам памяти как правило невозможно - даже в одинаковых с виду флешках из разных партий могут применяться различные микросхемы.

Поэтому критерии выбора флешки исключительно субъективные - крепкая конструкция, жесткое крепление разъема USB, отсутствие движущихся частей, желательно металлический корпус (для лучшего охлаждения и защиты от статики) и классическая многочиповая архитектура.

Отличить флешку классической конструкции от одночиповой проще всего по USB разъему - у обычных флешек разъем металлический, как на любом USB кабеле, у однокристальных разъем как правило тонкий, размером в половину порта, без металлической части по периметру.

Как видите не смотря на все плюсы, у флеш-накопителей хватает и недостатков, в свете которых доверять флешкам ценную информацию в единственном экземпляре не стоит.

На сегодняшний день флешки являются самыми популярными внешними носителями данных. В отличие от оптических и магнитных дисков (CD/DVD и винчестеры соответственно), флеш-накопители более компактны и устойчивы к механическим повреждениям. А за счет чего были достигнуты компактность и устойчивость? Давайте же разберемся!

Первое, что следует отметить — внутри flash-накопителя нет движущихся механических частей, которые могут пострадать от падений или сотрясений. Это достигается за счет конструкции — без защитного корпуса флешка представляет собой печатную плату, к которой припаян USB-разъем. Давайте рассмотрим её составляющие.

Основные компоненты

Составные части большинства флешек можно разделить на основные и дополнительные.

К основным относятся:

1. чипы NAND-памяти;
2. контроллер;
3. кварцевый резонатор.
4. USB-разъем

NAND-память
Накопитель работает благодаря NAND-памяти: полупроводниковым микросхемам. Чипы такой памяти, во-первых, весьма компактны, а во-вторых — очень ёмкие: если на первых порах флешки по объему проигрывали привычным на тот момент оптическим дискам, то сейчас превышают по ёмкости даже диски Blu-Ray. Такая память, ко всему прочему, еще и энергонезависимая, то есть для хранения информации ей не требуется источник питания, в отличие от микросхем оперативной памяти, созданных по похожей технологии.


Однако у НАНД-памяти есть один недостаток, в сравнении с другими типами запоминающих устройств. Дело в том, что срок службы этих чипов ограничен определенным количеством циклов перезаписи (шагов чтения/записи информации в ячейках). В среднем количество read-write cycles равно 30 000 (зависит от типа чипа памяти). Кажется, это невероятно много, но на самом деле это равно примерно 5 годам интенсивного использования. Впрочем, даже если ограничение будет достигнуто, флешкой можно будет продолжать пользоваться, но только для считывания данных. Кроме того, вследствие своей природы, NAND-память очень уязвима к перепадам электричества и электростатическим разрядам, так что держите её подальше от источников подобных опасностей.

Контроллер
Под номером 2 на рисунке в начале статьи находится крохотная микросхема — контроллер, инструмент связи между флеш-памятью и подключаемыми устройствами (ПК, телевизорами, автомагнитолами и пр.).


Контроллер (иначе называется микроконтроллер) представляет собой миниатюрный примитивный компьютер с собственным процессором и некоторым количеством RAM, используемыми для кэширования данных и служебных целей. Под процедурой обновления прошивки или BIOS подразумевается как раз обновление ПО микроконтроллера. Как показывает практика, наиболее частая поломка флешек — выход из строя контроллера.

Кварцевый резонатор
Данный компонент представляет собой крохотный кристалл кварца, который, как и в электронных часах, производит гармонические колебания определенной частоты. Во флеш-накопителях резонатор используется для связи между контроллером, NAND-памятью и дополнительными компонентами.

Эта часть флешки также подвержена риску повреждения, причем, в отличие от проблем с микроконтроллером, решить их самостоятельно практически невозможно. К счастью, в современных накопителях резонаторы выходят из строя относительно редко.

USB-коннектор
В подавляющем большинстве случаев в современных флешках установлен разъем USB 2.0 типа A, ориентированный на прием и передачу. В самых новых накопителях используется USB 3.0 типа А и типа C.

Дополнительные компоненты

Кроме упомянутых выше основных составляющих запоминающего flash-устройства, производители нередко снабжают их необязательными элементами, такими как: светодиод-индикатор, переключатель защиты от записи и некоторые специфические для определенных моделей особенности.

Светодиодный индикатор
Во многих flash-накопителях присутствует небольшой, но довольно яркий светодиод. Он предназначен для визуального отображения активности флешки (запись или считывание информации) или же просто является элементом дизайна.


Этот индикатор чаще всего не несет никакой функциональной нагрузки для самой флешки, и нужен, по сути, только для удобства пользователя или для красоты.

Переключатель защиты от записи
Этот элемент характерен скорее для SD-карт, хотя порой встречается и на запоминающих устройствах USB. Последние нередко используются в корпоративной среде как носители разнообразной информации, в том числе важной и конфиденциальной. Чтобы избежать инцидентов со случайным удалением таких данных, производителями флеш-накопителей в некоторых моделях применяется переключатель защиты: резистор, который при подключении в цепь питания запоминающего устройства не дает электрическому току добираться к ячейкам памяти.


При попытке записать или удалить информацию с накопителя, в котором включена защита, ОС выдаст такое вот сообщение.

Подобным образом реализована защита в так называемых USB-ключах: флешках, которые содержат в себе сертификаты безопасности, необходимые для корректной работы некоторого специфического ПО.

Этот элемент тоже может сломаться, в результате чего возникает досадная ситуация — девайс вроде работоспособен, но пользоваться им невозможно. У нас на сайте есть материал, который может помочь решить эту проблему.

Уникальные компоненты

К таковым можно отнести, например, наличие разъемов Lightning, microUSB или Type-C: флешки с наличием таковых предназначены для использования в том числе на смартфонах и планшетах.

В современном компьютерном мире тяжело найти людей, которые бы не слышали о флэшках. Однако многие до сих пор не имеют полное представление об этих устройствах. В этом материале мы восполним этот пробел и расскажем об основных параметрах и характеристиках USB-накопителей.

Введение

В нынешнее время тяжело найти людей, которые не слышали бы о таких электронных устройствах, как флэш-накопители или по-простому «флешки». Технические характеристики и оптимальность формы позволили им занять лидирующие места среди переносных носителей информации, и практически заменить собой оптические диски и дискеты.

Однако, несмотря на популярность флэш-дисков, далеко не все пользователи имеют полное представление об этих устройствах. В этом материале мы постараемся восполнить эти пробелы для того, чтобы вы смогли самостоятельно выбрать для себя подходящий флэш-накопитель в любом компьютерном магазине.

Как и в случае с другими носителями информации, флэшки имеют ряд основных технических характеристик, по которым происходит их выбор. Давайте рассмотрим главные из них и разберемся, на что в первую очередь стоит обращать внимание при покупке флэш-накопителя.

Что такое флэш-накопитель

Флэш-накопителем называют запоминающее устройство с интерфейсом подключения USB, в котором для хранения информации используется энергонезависимая флэш-память. К основным достоинствам флэш-памяти можно отнести ее дешевизну, компактность, бесшумность, механическую прочность, скорость работы и низкое энергопотребление. Благодаря всем этим достоинствам и простоте эксплуатации, флэш-дискам удалось в довольно короткое время завоевать популярность среди пользователей и вытеснить с рынка другие конкурирующие решения.

Основным назначением компактных USB-накопителей является хранение, обмен и перенос данных не слишком большого объема. Помимо этого флэшки можно использовать для хранения резервных копий и загрузки операционных систем. При этом флэш-диски, могут быть подключены не только к компьютеру, но и к различной бытовой технике, например, телевизорам, плеерам, проигрывателям и другим, имеющим разъемы USB.

Несмотря на все свои преимущества, флэш-память все же имеет и ряд определенных недостатков. В первую очередь это ограниченное число циклов записи/перезаписи информации (до 10 тысяч раз для памяти MLC, которая устанавливается в большинстве устройств и до 100 тысяч для памяти типа SLC). Так же флэш-диски имеют ограниченный срок хранения информации. И хотя большинство производителей заявляет, что их изделия могут хранить данные 10-20 лет, на деле, фирменная гарантия на подобного рода носители составляет не более 5 лет.

Как и любая низковольтная электроника, флэш-память очень чувствительна к электростатическим разрядам, которые являются вполне обычным явлением в быту. Еще одной причиной недолговечности флэшки может стать USB-разъем, который из-за частого подключения/отключения носителя может попросту сломаться.

Правда, все эти недостатки, не мешают флэш-накопителям оставаться уже многие годы одними из самых распространённых носителей информации и любимых средств переноса данных среди обычных пользователей.

Объем флэш-накопителей

Объем является одной из ключевых характеристик любого накопителя данных, так как от него напрямую зависит, сколько информации сможет поместиться на носителе. Именно поэтому большинство рядовых пользователей при покупке носителя информации в первую очередь акцентируют свое внимание именно на этом параметре.

Первые флэшки имели довольно скромные объемы, которые исчислялись десятками или сотнями мегабайт. Современные же флэш-диски в этом плане ушили далеко вперед своих предшественников и на сегодняшний день минимальным объемом дешевого USB-накопителя можно считать величину в 4 Гб или даже 8 Гб, так как разницы в цене между ними практически нет. Наиболее популярными объёмами на данный момент считаются 16 и 32 Гб, так как стоимость таких флэшек остается все еще не высокой и составляет менее 1000 рублей.

Как вы уже наверное заметили, объем флэш-памяти, как и оперативной памяти, является числом, полученным из двойки возведенную в n-ую степень (2 n). То есть каждое его последующее значение получается путем удвоения предыдущего. Поэтому уже после 32 Гб, объемы флэш-накопителей начинают стремительно расти, и вмести с ними, начинает очень существенно расти их стоимость. Так если USB-накопители размером 64 Гб и стоимостью около 1500 рублей еще пользуются активным спросом, то уже флэшки 128 Гб могут иметь цену свыше 3000 рублей, что резко снижает к ним потребительский интерес.

Но на этом производители не остановились. На сегодняшний день на рынке существуют флэш-накопители с объем 256 ГБ, и даже 512 Гб, которые, по сути, являются твердотельными накопителями (SSD), заключенными в компактный корпус. Их стоимость уже настолько велика, что называть их обычными флэшками просто некорректно.

Скорость обмена данными

Несмотря на то, что объем действительно имеет значение, одним из важнейших параметров любого накопителя является скорость его обмена данными с тем устройством, к которому он подключен. В случае флэш-накопителями эта характеристика формируется из трех составляющих: скорости чтения, скорости записи и интерфейса подключения.

Скорость чтения у всех флэшек всегда выше скорости записи. При этом в некоторых случаях разница может быть очень большой. Поэтому, перед выбором USB-накопителя лучше определиться с тем, как он будет использоваться. Если информация на нем будет обновляться редко, то на скорость записи конечно можно закрыть глаза. В самых бюджетных моделях максимальная скорость чтения обычно колеблется от 10 до 15 Мб/с, а скорость записи - от 3 до 8 Мб/с. Такой вариант лучше выбирать, если флэшка предназначается для обмена или переноса файлов небольшого размера, например документов.

А вот флэш-накопитель, имеющий скорости чтения выше 20-25 Мб/с и записи более 10-15 Мб/c можно назвать не очень дорогим, но при этом универсальным решением, которое подойдет для любых задач. Существуют флэшки и с более привлекательными скоростными характеристиками, превращающие работу с ними в настоящее удовольствие. Правда, цена на такие продукты устанавливается соответствующая.

Как правило, максимальные показатели скорости влияют на интерфейс подключения флэш-накопителя, который может быть двух видов - USB 2.0 и USB 3.0. В первом случае (2.0) мы имеем дело с максимальной пропускной способностью равной 480 Мбит/с. Таким образом, максимальная скорость чтения или записи флэшки с интерфейсом USB2.0 не может превышать 60 Мб/c. На практике же производители не стремятся достичь этого потолка и наделяют свои продукты скоростями, едва превышающими величину в 30 Мб/c.

Что же касается интерфейса USB 3.0, то здесь пропускная способность достигает до 5 Гбит/c, что делает возможным осуществлять передачу данных на скорости 640 Мб/с. Конечно для флэш-накопителей это заоблачная цифра. Тем не менее, даже если не брать в расчет устройства с объемом 256 и 512 Гб, уже сейчас некоторые решения предлагают пользователям скорости чтения свыше 220 Мб/с, а скорости запаси свыше 130 Мб/c.

В то же время наличие у флэш-накопителя интерфейса USB 3.0 не является залогом того, что он будет обладать высокими скоростными характеристиками. Покупка флэшки с USB 3.0 наиболее целесообразна в том случае, если накопитель имеет скорости чтения/записи выше 60 Мб/c. Если же это не так, то флэш-диск с интерфейсом USB 2.0 может оказаться более выгодной покупкой, как с точки зрения цены, так и своих характеристик. Так что в некоторых ситуациях переплачивать за новомодный интерфейс нет никакого смысла.

И последний нюанс. Важно понимать, что флэшка с разъёмом USB 3.0 для реализации всего своего скоростного потенциала должна вставляться в устройство так же в разъем USB 3.0. Если таковых у вашей техники не имеется, то стоит опять же задуматься о целесообразности покупки накопителя с таким интерфейсом.

Дизайнерское оформление

В классическом варианте флэшка имеет вид вытянутого прямоугольника или приплюснутого цилиндра длинной от 5 до 8 см со съемным колпачком, который прикрывает разъем USB. Тем не менее, современные флэш-накопители могут иметь самые разнообразные формы и размеры, а так же способы защиты разъема.

В общем случае, флэшки по виду разъемов можно разделить на четыре группы:

Классические . Разъем закрывается колпачком. Хороший и надежный вариант. Единственное неудобство - возможность потери колпачка.

С выдвижным разъемом . Имеют одну общую болезнь. Со временем механизм, фиксирующий разъем, разбалтывается, что значительно затрудняет установку флэшки в конечное устройство.

С поворотным механизмом . Достаточно надежный вариант, в дополнение придающий флэшке оригинальный вид.

С открытым разъемом . Практичный и надежный вариант. Главным недостатком здесь можно назвать возможность загрязнения разъема и попадание на него влаги.

Еще одним немаловажным внешним качеством флэшки является материал, из которого она изготовлена. Подбирать его надо с учетом частоты использования и степени бережного отношения к ней. Корпуса этих устройств бывают пластикового, металлического и прорезиненного типа. Пластиковые корпуса можно назвать самыми ненадежными. Особенно это касается флэшек с выдвижным разъемом. Флэш-накопители с металлическими корпусами надежны, и часто выглядят солидно. Хотя кому-то их вес может показаться избыточным. Что же качается прорезиненных корпусов, то они призваны создать оптимальные условия, противодействующие ударам, сотрясениям и препятствующие попаданию влаги внутрь этого технического устройства.

Сейчас стало модным делать сувенирные флэшки, чьи корпуса имеют нестандартный вид, например, в виде каких-нибудь фигурок или различных предметов обихода. Но вся эта «красота» может обернуться вам боком, так как есть вариант, что воспользоваться таким USB-накопителем вы в большинстве случаев не сможете из-за габаритов его корпуса. Учтите, что когда вы покупаете флэшку неправильной формы или большой толщины, она может попросту не поместится рядом с другими устройствами, установленными в соседние USB-разъемы.

Вспомогательные функции USB -накопителей

Мы рассмотрели основные параметры выбора накопителей, теперь перейдем к рассмотрению вспомогательных функций данных устройств. Для того что бы расширить рынок сбыта и увеличить популярность своей продукции, некоторые производители пытаются наделять флэшки дополнительными возможностями. Так в современные USB-накопители могут быть интегрированы индикатор активности устройства, что даст возможность показывать период безопасного извлечения накопителя из USB-порта, электронные часы и даже фонарик. Здесь может присутствовать функция, обеспечивающая защиту от перезаписи данных и возможность аппаратного шифрования информации. Также можно встретить накопитель со встроенным сканером отпечатков пальцев или картридером.

Кстати, сразу после покупки нового накопителя, не спешите его форматировать, так как он может содержать полезное вспомогательное программное обеспечение. Это могут быть как утилиты форматирования, такие приложения для организации резервного копирования данных.

Заключение

Итак, теперь вам известны основные параметры, согласно которым теперь вы можете самостоятельно подобрать USB-накопитель для тех или иных целей. Единственное, о чем мы не упомянули в этом материале, так это о фирмах-производителях данных девайсов. На самом деле их много, и даже очень много, особенно если брать в расчет множество мелких неизвестных китайских производителей, объединённых под общим названием NONAME.

Тем не менее, в заключении мы назовем несколько ведущих игроков этого рынка, дабы вам было проще ориентироваться среди многочисленных иностранных названий. Самыми широко представленными и раскрученными на российском рынке являются фирмы TRANSCEND, KINGSTON, SANDISK и SILICON POWER. Не менее популярна продукция компаний A-DATA, CORSAIR, KINGMAX, VERBATIM, EMTEC, SMART BUY и некоторых других. Но в любом случае, при покупке, в первую очередь руководствуйтесь техническими характеристиками и внешними параметрами флэшки, если не хотите испортить себе настроение, и под громким именем получить продукт, который не будет удовлетворять вашим ожиданием.

Делу — флешка, потехе — хард!
Народная мудрость

⇡ Чините это немедленно!

Ремонт нынешних гаджетов — занятие неблагодарное и зачастую невыгодное. Заменяемых деталей в них всё меньше, компоновка всё плотнее, а цены между тем (при равной функциональности) — всё ниже. Кустарю тягаться с промышленными технологиями не под силу. Тем не менее ремонтники мобильных телефонов и ноутбуков на жизнь особо не жалуются (см. статьи 2011 года — и ). Причина, как они сами объясняют, в недолговечности комплектующих — экранов, корпусов, цепей питания, ряда микросхем, а также в ненадёжных соединениях. Флеш-накопители — «USB-свистки» и в меньшей степени карты памяти — уверенно идут по тому же пути.

Практически каждый пользователь уже пережил минимум одну поломку флешки, и многие наверняка задумывались: а можно ли её починить самому? В старые времена, когда модный гаджет обходился в треть зарплаты, это подсказывала небезызвестная жаба, позже — простое любопытство. Действительно, что касается неисправных «брелоков», то не менее 50-60% случаев лечится простыми методами, не требующими специальной подготовки и оборудования. Почему бы и не попробовать?

Сегодня ремонт вновь становится актуальным с ростом ёмкости (а стало быть, и стоимости) флешек, а главное — с падением их надёжности. На рынке флеш-накопителей царит жёсткая конкуренция с регулярными ценовыми войнами. Производители экономят каждый цент себестоимости и не слишком заботятся о качестве своей продукции (некоторое исключение — дорогие флагманские модели). Им проще заложить в цену некий процент брака и менять отказавшие устройства по гарантии. Что будет с флешкой потом — «шерифа не волнует».

Увы, зачастую гарантийные услуги для пользователя недоступны: или документы утеряны (многие ли помнят о них, хотя бы хранят чек?), или место покупки далеко, или флешка имеет внешние повреждения — явно негарантийный случай. Что уж говорить о сером импорте и откровенных подделках (интернет-барахолки ими полны — недобросовестный бизнес, увы, процветает). В подобных случаях самостоятельный ремонт может исправить дело и вернуть к жизни забарахливший брелок.

Все флешки, за исключением монолитных конструкций, устроены однотипно и довольно просто: USB-разъём, печатная плата, на ней — десяток-другой элементов обвязки, контроллер и от одного до восьми чипов памяти (на моделях большой ёмкости они часто припаяны попарно, этакими «бутербродами»). Ремонтные технологии несложны и доступны каждому, у кого есть паяльник и мультиметр. Минимальные навыки обращения с электроникой тоже не будут лишними.

Успешный ремонт приносит не только законное моральное удовлетворение, но и материальную выгоду. Появившийся «лишний» накопитель позволяет более гибко управлять своими данными (например, дублировать) и вообще чувствовать себя спокойнее. По наблюдениям, реанимированные девайсы живут даже дольше новых — слабые места уже устранены, да и хозяин обращается с ними аккуратнее.

Очень часто владельца сломанной флешки интересует не она сама, а записанные на неё данные. Технологии восстановления данных (DR) имеют принципиальные отличия от ремонта как такового, поскольку заботиться о работоспособности всего устройства не требуется. Микросхемы флеш-памяти, на которых и хранится информация, выходят из строя весьма редко (1-2% аварийных случаев). От превратностей судьбы они защищены как механически — корпусом и самой конструкцией флешки (чипы обычно удалены от USB-разъёма, самого напряженного узла), так и электрически — контроллером и обвязкой. Последние берут на себя все риски взаимодействия по интерфейсу, в том числе переполюсовку, броски напряжения или разряды статики. То же справедливо и для карт памяти.

Поэтому «сырые» данные на чипах, как правило, сохраняются, и самый надёжный путь — отпаять все чипы, вычитать их на физическом уровне с помощью специального устройства (программатора, или считывателя) и собрать из полученных дампов образ файловой системы. Последний этап — самый сложный, поскольку требуется воспроизвести алгоритм работы контроллера. Производители вовсе не горят желанием раскрывать подобные вещи, так что приходится проводить обратную инженерную разработку — пресловутый reverse engineering.

Результаты трудоёмких раскопок попадают в базу данных, называемую иногда системой решений . Коллективными усилиями накоплено более 3000 решений, позволяющих эмулировать почти любой контроллер. Для сборки применяется специализированное ПО, весьма недешёвое (порядка 1 000 евро) и непростое в освоении. На территории бывшего СССР, а также во многих других странах наибольшую популярность завоевали два программно-аппаратных комплекса: Flash Extractor от московской компании «Софт-Центр» и PC-3000 Flash SSD Edition от ACE Lab (этот ростовский разработчик известен также своим инструментарием для ремонта жёстких дисков).

Считыватель от комплекса Flash Extractor. Сменные панельки позволяют подключать микросхемы всех основных типов

Понятно, что подобные технологии — прерогатива специалистов. Но это единственный вариант в тех случаях, когда сгорел контроллер или повредилась служебная информация на чипах. Флешка тогда вообще не опознаётся либо не даёт доступа к данным, причём даже замена контроллера заведомо исправным не помогает (эффективность этой устаревшей технологии — всего 15-20%).

Если же аппаратные проблемы не затрагивают контроллер и микропрограмму, то после ремонта данные вновь становятся доступными — одним выстрелом удаётся убить двух зайцев. Правда, столь выгодный «дуплет» возможен лишь в простейших случаях, вроде сгоревшего предохранителя или другого элемента обвязки. Погнутый разъём USB или надломленная плата (типовые поломки, с которыми флешки приносят в ремонт) к ним, увы, не относятся. Зачастую в таких ситуациях слетает прошивка, и, даже починив плату, до файлов не доберёшься.

Причина в самих пользователях: с повреждённой флешкой они пытаются работать, прижимая разъём рукой. И зря — стабильного контакта так всё равно не добиться, зато от дребезга (он равносилен многократному подключению и отключению) блокируется контроллер. Флешка перестаёт определяться, после чего простые решения уже не проходят.

Приходится выбирать — нужна ли «инфа» или сам накопитель. В первом случае пользователя ждёт профессиональное восстановление данных (если они того стоят…), а во втором — ремонт, скорее всего самостоятельный. Он приводит флешку к состоянию «как новая», уничтожая всё ранее записанное. Так что ремонтные и DR-технологии в целом несовместимы.

Как же ломаются флешки и карты памяти? Рассмотрим основные виды неисправностей, их причины и методы устранения.

⇡ Популярная механика

Механические неисправности трудно не заметить. Применительно к флешкам — это дефекты корпуса, поломки колпачка и других подвижных деталей, повреждения разъёма USB (самый частый случай), трещины и сколы печатной платы и радиоэлементов на ней. Флеш-накопители не любят влаги, и, если их утопить либо залить, не работают.

Исключение — дорогие и более редкие защищённые модели, где внутренний объём залит силиконом (они часто носят маркетинговые названия Extreme, Voyager и т.п.). Между прочим, этот же силикон изрядно затрудняет отпайку чипов при аппаратном ремонте или восстановлении данных — очищать скальпелем приходится каждый вывод. Отдельно стоят монолитные конструкции: к воде и (несильным) ударам они сравнительно стойки, зато серьёзные повреждения однозначно фатальны.

Эту флешку Corsair, пришедшую «на дату», пришлось буквально выдирать из силикона

Сломанный корпус, отсутствующий колпачок, заклиненные подвижные части могут не влиять на работоспособность флешки, но пользоваться ей становится неудобно и даже затруднительно, её срок службы резко сокращается. При погнутом, мятом, отломанном разъёме USB (как и при других нарушениях контактов) флешка либо вовсе неработоспособна, либо опознаётся через раз и долго не проживёт. Повреждённая плата однозначно требует ремонта, но он не всегда приводит к успеху — внутренние дорожки многослойной структуры восстановить затруднительно.

Треснувший колпачок флешки — одна из частых поломок. В дешёвых моделях это случается через месяц-другой эксплуатации

В отличие от флешек, для карт памяти механические повреждения обычно бывают фатальны: за ремонт можно и не браться. Печатная плата бумажной толщины страдает при любом серьёзном воздействии — в ней рвутся токопроводящие дорожки и нарушается контакт с микросхемами памяти. Да и сами чипы могут треснуть с потерей всей «инфы». Так что к устранить получается лишь мелкие неисправности.

Так, у карт SD встречается расслоение половинок корпуса и (чаще всего) потеря ползунка, блокирующего запись. В последнем случае карта становится read-only, ничего записать на нее нельзя (ползунок сам не является переключателем, он просто механически размыкает цепь запрета записи в кардридере, так что на некоторых устройствах запись возможна). SD с расслоившимся или погнутым корпусом бывает трудно вставить в слот и, что важнее, извлечь из него. Применение силы (пинцеты, плоскогубцы и тому подобное) ситуацию только ухудшает. Также есть вероятность, что вся начинка карты рано или поздно выпадет из корпуса — это с большой вероятностью добьёт устройство.

В руках нетерпеливого пользователя карта SD долго не прожила

Причина механических повреждений — чаще всего небрежность пользователя. Флешки криво и резко вставляют в USB-порт компьютера или ноубука; уже вставленные задевают рукой, ногой, сумкой или шваброй. Вне компьютера «брелоки» роняют на пол, на них наступают, садятся, их переезжают колесиком кресла и так далее. Флешки попадают в стиральную машину, в уличную грязь и под пролитый кофе, их купают в морях и ваннах. Приходилось видеть накопители, побывавшие в собачьих зубах.

Модели со складными и выдвижными частями страдают от излишних усилий при трансформациях. Подвижные детали сами по себе не слишком долговечны и быстро истираются, если сделаны из дешёвого мягкого пластика. Особенно это касается различных фиксаторов — вставить такую «самоскладывающуюся» флешку в порт бывает непросто. Износ сильно ускоряется в грязной и агрессивной среде (например, в кармане рядом с ключами). В незащищённый колпачком разъём USB легко проникает пыль и влага, вызывая загрязнение и коррозию контактов (они далеко не всегда позолочены, как того требует стандарт).

Флешка Kingston норовит сложиться при подключении — стёрся фиксатор рабочего положения. Ползунок приходится удерживать рукой

Подкладывает свинью и политика производителей. К дешёвым флешкам они относятся как к одноразовому товару и экономят на всём. Отсюда — хлипкий корпус, трескающийся через неделю колпачок, тонкий текстолит платы, небрежная скупая пайка. Модели подороже обычно сделаны качественнее, и механически они более выносливы. При покупке стоит выбирать именно их. Правда, если деньги пошли на вычурный дизайн, то лучше поостеречься — в гламурном корпусе может стоять хилая и медленная начинка. Между прочим, таковы большей частью подарочные корпоративные флешки — использовать их для дела неразумно, проблемы начнутся очень быстро.

Ещё о выборе. По жизни самые крепкие флешки — яйцеобразной, не слишком компактной формы. Длинные и тонкие модели ломаются первыми. Чем больше металла в корпусе, тем лучше — металл даёт не только прочность, но и хороший теплоотвод. Колпачок надёжнее тот, что держится трением на всей площади разъёма USB — он не треснет в районе выступов-фиксаторов. Хорошо, когда колпачок застрахован от потери шнурком или тросиком. Иногда снятый колпачок можно надеть на тыльную сторону флешки — это не так удобно, но лучше, чем ничего.

Модный в последнее время открытый разъём (без металлического бандажа, четыре контактные пластины находятся на виду) в плане надёжности неудачен: легко ломается и царапается, а главное — подвержен губительной статике. К тому же он часто сочетается с монолитным дизайном — изящным и компактным, но неремонтопригодным. Если, к примеру, ноутбук упал со стола, то у вставленной обычной флешки просто выламывается разъём, зато монолит трескается пополам, огорчая и пользователя и ремонтника.

Сломанный разъём у обычной и монолитной флешек. В последнем случае о ремонте говорить не приходится и даже снять данные — большая проблема. Обведённые контакты здесь не помогут

Механический ремонт преследует цель восстановить функционирование и надёжность флешки, его содержание довольно очевидно. На уровне «сделай сам» — это склейка или замена корпуса, подбор подходящего колпачка и тому подобное. Во многих случаях выручает цианакрилатный суперклей, особенно с активатором (гексаном), позволяющим склеивать любой пластик, в том числе «неподдающиеся» полиэтилен и полипропилен. У расшатанного либо погнутого разъёма USB следует пропаять крепления, особенно ушки по бокам (они принимают изгибающую нагрузку и отрываются первыми), а потом и сами контакты. Грубое выправление разъёма в обратную сторону — не лучший метод: часто при этом рвутся близлежащие дорожки на плате, и ремонт сильно осложняется, если вообще остаётся возможным.

На SD вместо потерянного ползунка легко вклеивается кусочек спички — правда, уже без возможности блокировки, но ей мало кто пользуется. Контакты чистятся ватной палочкой со специальным средством «Контактол» или, на худой конец, спирто-бензиновой смесью. Желательно при этом соблюдать антистатическую гигиену (заземляющий браслет на руке, проводящее покрытие стола и пола и так далее) или хотя бы коснуться заземлённого предмета перед работой. Помните, что карты чувствительны к статике.

Нелишне проверить под лупой контактные площадки — их золочение бывает весьма условным или вообще отсутствует. Истёртые, корродированные, изменившие цвет контакты (не редкость на дешёвых картах, хранящихся во влажной среде) — сигнал к выводу из эксплуатации, надёжно работать такая карта не будет. Переходников microSD→SD это тоже касается.

⇡ Сгорела на работе

Электрические неисправности флешек — это в первую очередь выход из строя контроллера («выгорание»), а также различные дефекты SMD-элементов обвязки: фильтров, предохранителей, резисторов, конденсаторов, стабилизатора, кварца. У этих деталей наблюдается обрыв, пробой, ухудшение параметров (к примеру, снижение выходного напряжения стабилизатора с 3,3 до 2,5-2,6 В, при которых контроллер уже не запускается). Сюда же можно отнести и проблемы с платой, в том числе повреждение токоведущих дорожек и плохой контакт деталей. Нередко в ходе эксплуатации проявляются дефекты заводской сборки (не до конца пропаянные соединения, холодная пайка, коррозия от неотмытого флюса).

Этот фильтр (обведён белым) сгорел от броска напряжения. Лечение стандартное — замена аналогичным или попросту напайка перемычки

Контактных проблем стало заметно больше после введения директивы Евросоюза RoHS (она направлена на вывод из оборота свинца, ртути и других вредных веществ). Экологичные бессвинцовые припои оказались капризными в применении: они хуже растекаются и смачивают контактные площадки, имеют повышенную температуру плавления, менее прочны. Качественная пайка ими требует высокой производственной культуры, а мелкие китайские фабрики этим как раз не отличаются…

В подобных случаях флешка чаще всего не подаёт признаков жизни, но иногда определяется в компьютере как «Неизвестное USB-устройство». В частности, это бывает при ненадёжном контакте микросхем флеш-памяти с платой (частый случай в последнее время — чуть изогнётся флешка в неловких руках, и одна из ножек отходит). При плохой пайке устройство может работать лишь в определённом положении, и то если нажимать рукой на корпус (обычно в районе разъёма USB). Случается, что дефекты проявляются лишь с прогревом, а холодная флешка работает нормально. Со временем интервалы работоспособности всё сужаются и в конце концов дело доходит до полного отказа.

К электрическим повреждениям флешек и карт памяти можно причислить и попадание внутрь воды — проблемы чаще всего вызывает не она сама, а недостаточная просушка устройства перед использованием. Стоит подать питание на отсыревшую флешку, и контроллер легко выходит из строя, причина — токи утечки между выводами. Конечно, длительное воздействие воды, особенно морской, может вызвать и банальную коррозию, но это не фатально: сообщалось, что карта памяти из фотоаппарата-«утопленника» заработала после года пребывания на морском дне.

Причины электроповреждений — нестабильное питание, разряды статического электричества с тела пользователя или корпуса ПК, а также перегрев деталей накопителя, в первую очередь контроллера (чипы памяти выдерживают до 100-120 °C и «горят» редко). Перегреву способствуют плохое охлаждение в тесном пластиковом корпусе, длительная активная работа или даже просто холостой ход. Совет: неиспользуемую флешку вынимайте из USB-порта, а карту памяти из слота кардридера — в зависимости от драйвера ОС они могут греться довольно сильно, и это слабо прогнозируемо.

Особенно опасно сочетание нескольких факторов риска. Например, при повышенном напряжении 5 В флешка греется значительно сильнее, и интенсивный поток данных, особенно на запись, легко может её добить. Чем производительнее (и дороже) модель, тем больше в этих условиях риск перегрева. Карт памяти это тоже касается — были сообщения о порче скоростных SD во время серийной фотосъёмки или сброса фильмов.

Сокращают жизнь флешкам и дешёвые корпуса десктопов: в них порты USB на передней панели подключены к материнской плате неэкранированным шлейфом, собирающим все наводки. Это даёт лишнюю нагрузку на подключённое устройство, что сказывается на его работе — сбои, замедления и повышенный нагрев. Выход из строя в таких условиях вполне вероятен, особенно при незаземленной электропроводке.

Проявлению дефектов пайки способствуют повышенные механические нагрузки, особенно знакопеременные (согнул-разогнул), а также падения и удары. Хотя флешки и считаются ударопрочными накопителями, в их схеме обычно присутствует кварцевый резонатор. А это (в типовых SMD-корпусировках) — довольно хрупкая деталь, не выдерживающая даже падения с метровой высоты. При треснувшем или отошедшем от контактов кварце флешка опознаётся как «Неизвестное USB-устройство» с нулевыми кодами VID/PID и к работе непригодна. Плохие контакты контроллера проявляются точно так же; нередки и чисто программные глюки (подробности см. ниже).

Здесь уже требуется аппаратный ремонт. Без мультиметра, паяльника на 25-30 Вт с тонким жалом и технического фена не обойтись: следует прозвонить соединения, укрепить пайку (часто помогает прогрев платы горячим воздухом), восстановить повреждённые контакты или токоведущие дорожки — в первую очередь те, что примыкают к USB-разъему. Вышедшие из строя детали заменяются. Речь идёт об элементах обвязки — чаще всего резисторах (включая нулевые номиналы, играющие роль перемычек), кварце и стабилизаторе 3.3 В.

Раньше у флешек часто обрывались предохранители по питанию и индуктивные фильтры помех в сигнальных цепях. Это лечилось подбором аналогов или даже банальными шунтами, а пробитый дискретный стабилизатор менялся без проблем (цена вопроса 20 руб.). Правда, иногда при включении плата дымилась — значит, первым вышел из строя контроллер, а заменённая деталь сработала как предохранитель.

В современных моделях таких элементов уже нет — производители их «оптимизировали». Все удары принимает на себя контроллер. Туда же интегрирован и стабилизатор, так что его пробой (опознаётся по моментальному и нестерпимому нагреву чипа) требует замены контроллера, причём на точно такую же модель с той же версией прошивки (второй-третий ряды маркировки чипа). Нерабочий кварц опознаётся по отсутствию генерации 12 МГц; для этого нужен хотя бы простенький осциллограф типа памятного радиолюбителям C1-94.

Приятное исключение — новые модели флешек с интерфейсом USB 3.0. Скоростное устройство потребляет значительный ток (до 900 мА по стандарту, в реальности 150-250 мА в простое и 300-600 мА под нагрузкой), так что конструкторы вернулись к дискретному стабилизатору, на сей раз импульсного типа, а также дроссельным фильтрам. С такой элементной базой флешки стали более ремонтопригодными.

Чипы флеш-памяти в большинстве случаев заменять нецелесообразно — они сравнительно дороги, а после перепайки флешке требуется полноценный программный ремонт, который может и не получиться, если нет достаточного опыта или нужного софта. Контроллер тоже штука своеобразная: в розницу такие микросхемы не продаются (не будете же вы заказывать партию из 1000 штук), так что добыть исправные экземпляры можно только из доноров. Разбирать рабочий накопитель довольно глупо, так что остаются флешки, умершие по другой причине. Учитывая нынешнее разнообразие контроллеров (каждая модель выпускается в нескольких модификациях, которые часто несовместимы по прошивке), доноров потребуется немало — минимум несколько десятков. Вряд ли у непрофессионального ремонтника найдутся подобные залежи.

Сгоревший контроллер физически повредился, но это редкий случай. Обычно аппаратные неисправности внешне незаметны

Не забудем и про технологические сложности — для любителя они бывают существенными. Аккуратно, без перекоса, «соплей» и неконтактов припаять 64 или 48 выводов с шагом в 0,4-0,5 мм (типовая корпусировка контроллеров и чипов памяти соответственно) с ходу не так уж просто, особенно если инструменты не лучшие. Ещё и поэтому аппаратный ремонт в большинстве случаев ограничивается заменой элементов обвязки.

Что касается подмокших флешек, включая и «утопленников», то к ним применима трёхэтапная технология, разработанная для мобильных телефонов. Плата вначале отмывается от солей и грязи в чистой, желательно дистиллированной воде, затем погружается в изопропиловый спирт (он имеет концентрацию 99,7% и активно вытесняет воду из капиллярных щелей, имеющихся, например, под микросхемами) и наконец, сушится тёплым воздухом. Аналогично поступают с деталями корпуса. Окончательная просушка перед сборкой должна длиться несколько часов.

Кстати, первым, кто применил абсолютированный спирт в качестве эксикатора, был Д.И. Менделеев. В 1890 г. он предложил заменить сушку пироксилина (основы бездымного пороха) обезвоживанием его спиртом, что является совершенно безопасным. С тех пор во всем мире эта стадия производства пороха проводится только по способу Менделеева.

Естественно, всем подобным работам предшествует разборка флешки, что в ряде случаев требует последующего механического ремонта (встречаются конструкции, собранные на клею или на хрупких одноразовых защёлках). Разнообразие моделей затрудняет их классификацию. В большинстве случаев корпус состоит из двух половинок либо имеет вид гильзы, куда вставляется начинка. Детали удерживаются винтом (лучше), трением или скрытыми защёлками (хуже). Во всяком случае, если вам не удаётся получить доступ к плате, то дальнейший ремонт противопоказан.

Вычурные, необычные модели разбираются сложнее, чем их рядовые собратья

Во второй части этого материала мы познакомим вас с программными проблемами флеш-накопителей и методами их решения, а также дадим несколько советов, как избежать поломки флешки. Скоро на ваших экранах!