Estructura interna

de la memoria

USB

DEFINICION

Una memoria USB (de Universal Serial Bus; en ingléspendrive, USB flash drive) es un dispositivo dealmacenamiento que utiliza memoria flash para guardarla información que puede requerir y no necesitabaterías (pilas). La batería era necesaria en losprimeros modelos, pero los más actuales ya no lanecesitan. Estas memorias son resistentes a losrasguños (externos), al polvo, y algunos al agua —quehan afectado a las formas previas de almacenamientoportátil—, como los disquetes, discos compactos y losDVD. En España son conocidas popularmente comopinchos o lápices, y en otros países como Honduras,México y Guatemala son conocidas como memorias.

Estas memorias se han convertido en el sistema dealmacenamiento y transporte personal de datos másutilizado, desplazando en este uso a los tradicionalesdisquetes, y a los CD. Se pueden encontrar en elmercado fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,128 y hasta 256 GB; siendo impráctico a partir de los64GB por su elevado costo. Esto supone, como mínimo,el equivalente a 180 CD de 700MB o 91.000 disquetesde 1.44 MB aproximadamente. Su gran popularidad le hasupuesto infinidad de denominaciones popularesrelacionadas con su pequeño tamaño y las diversasformas de presentación, sin que ninguna haya podidodestacar entre todas ellas. El calificativo USB o elpropio contexto permite identificar fácilmente eldispositivo informático al que se refieren.

UNIVERSAL SERIAL BUS (USB)El Universal Serial Bus (bus universal en serie) oConductor Universal en Serie (CUS), abreviadocomúnmente USB, es un puerto que sirve paraconectar periféricos a un ordenador. Fue creado en1996 por siete empresas (que actualmente forman elconsejo directivo): IBM, Intel, Northern Telecom,COMPAQ, Microsoft, Digital Equipment Corporation yNEC..El diseño del USB tenía en mente eliminar lanecesidad de adquirir tarjetas separadas para poneren los puertos bus ISA o PCI, y mejorar lascapacidades plug-and-play permitiendo a esosdispositivos ser conectados o desconectados alsistema sin necesidad de reiniciar. Sin embargo, enaplicaciones donde se necesita ancho de banda paragrandes transferencias de datos, o si se necesita unalatencia baja, los buses PCI o PCIe salen ganando.

Igualmente sucede si la aplicación requiere de robustezindustrial. A favor del bus USB, cabe decir que cuandose conecta un nuevo dispositivo, el servidor lo enumera yagrega el software necesario para que pueda funcionar(esto dependerá ciertamente del sistema operativo queesté usando el ordenador). El USB no puede conectar losperiféricos porque sólo puede ser dirigido por el drivecentral así como: ratones, teclados, escáneres, cámarasdigitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia,impresoras, discos duros externos entre otros ejemplos,tarjetas de sonido, sistemas de adquisición de datos ycomponentes de red. Para dispositivos multimedia comoescáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertidoen el método estándar de conexión.

ESTRUCTURA DEL USB

1) Conector USB2) Dispositivo de control

de almacenamientomasivo USB.

3) Puntos de Prueba4) Circuito de Memoria

flash5) Oscilador de cristal6) LED7) Interruptor de

seguridad contraescrituras.

8) Espacio disponiblepara un segundocircuito de memoria

Las partes típicas de una memoria USB son lassiguientes:Un conector USB macho tipo A (1): Provee lainterfaz física con la computadora.Controlador USB de almacenamiento masivo (2):

Implementa el controlador USB y provee la interfazhomogénea y lineal para dispositivos USB serialesorientados a bloques, mientras oculta la complejidad dela orientación a bloques, eliminación de bloques ybalance de desgaste. Este controlador posee unpequeño microprocesador RISC y un pequeño númerode circuitos de memoria RAM y ROM.Circuito de memoria Flash NAND (4): Almacena losdatos.Oscilador de cristal (5): Produce la señal de relojprincipal del dispositivo a 12 MHz y controla la salidade datos a través de un bucle de fase cerrado (phase-

LPuentes y Puntos de prueba (3): Utilizados enpruebas durante la fabricación de la unidad o para lacarga de código dentro del procesador.LEDs (6): Indican la transferencia de datos entre eldispositivo y la computadora. IInterruptor para protección de escritura (7):

Utilizado para proteger los datos de operaciones deescritura o borrado.Espacio Libre (8): Se dispone de un espacio paraincluir un segundo circuito de memoria. Esto le permitea los fabricantes utilizar el mismo circuito impreso paradispositivos de distintos tamaños y responder así a lasnecesidades del mercado.

USB 3.0Presentado en el año 2008. Aunque está listo para suuso, es probable que pase entre uno o dos años, paraser incluido en dispositivos de uso masivo, lo que sitúala aparición de productos con esta nueva especificacióna partir del año 2009]] o 2010. La principal novedadtécnica del puerto USB 3.0. será que eleva a 4.8gigabytes la capacidad de transferencia que en laactualidad es de 480 Mb/s. Se mantendrá el cableadointerno de cobre para asegurarse la compatibilidad conlas tecnologías USB 1.0 y 2.0. Si en USB 2.0 el cabledispone de cuatro líneas, un par para datos, una decorriente y una de toma de tierra, en USB 3.0 se añadecinco líneas. Dos de ellas se usarán para el envío deinformación y otras dos para la recepción, de forma quese permite el tráfico bidireccional, en ambos sentidosal mismo tiempo.

El aumento del número de líneas permite incrementar lavelocidad de transmisión desde los 480 Mb/s hasta los4,8 Gb. De aquí se deriva el nombre que también recibeesta especificación: USB Superspeed. La cantidad deenergía que transporta un cable USB 1.x y 2.0 resultainsuficiente en muchas ocasiones para recargar algunosdispositivos, especialmente si utilizamosconcentradores donde hay conectados varios de ellos.En USB 3.0, se aumenta la intensidad de la corriente de100 miliamperios a 900 miliamperios, con lo que puedenser cargados más dispositivos o hacerlo más rápido.Este aumento de la intensidad podría traer consigo unmenor rendimiento energético.

FORTALEZAS Y DEBILIDADES

DE LA MEMORIA USB

A pesar de su bajo costo y garantía, hay que tenermuy presente que estos dispositivos dealmacenamiento pueden dejar de funcionarrepentinamente por accidentes diversos: variacionesde voltaje mientras están conectadas, por dejarlascaer de una altura superior a un metro, por su usoprolongado durante varios años especialmente enpendrives antiguos Las unidades flash son inmunes arayaduras y al polvo que afecta a las formas previasde almacenamiento portátiles como discos compactosy disquetes. Su diseño de estado sólido duraderosignifica que en muchos casos puede sobrevivir aabusos ocasionales (golpes, caídas, pisadas, pasadaspor la lavadora o salpicaduras de café).

Esto lo hace ideal para el transporte personal de datos, archivos de trabajo o datos personales a los que se quiere acceder en múltiples lugares. La casi omnipresencia de soporte USB en computadoras modernas significa que un dispositivo funcionará en casi todas partes. Sin embargo, Microsoft Windows 98 no soporta dispositivos USB de almacenamiento masivo genéricos, se debe instalar un driver separado para cada fabricante o en su defecto conseguir genéricos. Para Microsoft Windows 95 dichos drivers son casi inexistentes. Las unidades flash son una forma relativamente densa de almacenamiento, hasta el dispositivo más barato almacenará lo que docenas de disquetes, y por un precio moderado alcanza a los CD en tamaño o los superan. Históricamente, el tamaño de estas unidades ha ido variando de varios megabytes hasta unos pocos gigabytes.

ALMACENAMIENTO DEL USB

Las unidades flash son una forma relativamente densade almacenamiento, hasta el dispositivo más baratoalmacenará lo que docenas de disquetes, y por un preciomoderado alcanza a los CD en tamaño o los superan.Históricamente, el tamaño de estas unidades ha idovariando de varios megabytes hasta unos pocosgigabytes. En el año 2003 las unidades funcionaban avelocidades USB 1.0/1.1, unos 1.5 Mbyte o 12 Mbyte. En2004 se lanzan los dispositivos con interfaces USB 2.0.Aunque USB 2.0 puede entregar hasta 480 Mbyte, lasunidades flash están limitadas por el ancho de banda deldispositivo de memoria interno. Por lo tanto se alcanzanvelocidades de lectura de hasta 100 Mbyte, realizandolas operaciones de escritura un poco más lento. Encondiciones óptimas, un dispositivo USB puede retenerinformación durante unos 10 años.

Las memorias flash implementan el estándar "USB massstorage device class" (clase de dispositivos dealmacenamiento masivo USB). Esto significa que lamayoría de los sistemas operativos modernos puedenleer o escribir en dichas unidades sin driversadicionales. En lugar de exponer los complejos detallestécnicos subyacentes, los dispositivos flash exportanuna unidad lógica de datos estructurada en bloques alsistema operativo anfitrión. El sistema operativo puedeusar el sistema de archivos o el esquema dedireccionamiento de bloques que desee. Algunascomputadoras poseen la capacidad de arrancar desdememorias flash, pero esta capacidad depende de laBIOS de cada computadora, además, para esto, launidad debe estar cargada con una imagen de un discode arranque.

El cuidado de los pen drive o memorias USB es similar alde las tarjetas electrónicas, evitando caídas o golpes,humedad, campos magnéticos y calor extremo. Antes dedesenchufar la memoria del puerto USB es convenienteque el usuario notifique al sistema operativo (desmontaren Linux o "Quitar el hardware con seguridad " desde el"Administrador de dispositivos" en Windows o"Expulsar" en Mac OS). En algunos sistemas la escriturase realiza en forma diferida (esto significa que losdatos no se escriben en el momento) a través de uncaché de escritura para acelerar los tiempos de dichaescritura y para que el sistema escriba finalmente "deuna sola vez" cuando dicho caché se encuentre lleno,pero si la unidad es retirada antes que el sistemaguarde el contenido de la caché de escritura se puedenprovocar discrepancias en el sistema de archivosexistente en la memoria USB que podría generarpérdidas de datos.

Para reducir el riesgo de pérdida de datos, la caché deescritura está desactivada en forma predeterminadapara las unidades externas en los sistemas operativosWindows a partir de Windows XP, pero aun así unaoperación de escritura puede durar varios segundos yno se debe desenchufar físicamente la unidad hasta quehaya finalizado completamente, de lo contrario, losdatos a escribir se perderán. Aunque la memoria USB nosufra daños, los ficheros afectados pueden ser dedifícil o incluso imposible recuperación llegando en algúncaso a ser necesario un borrado o formateo completodel sistema de ficheros para poder volver a usarla. Porlo que la extracción hay que tener cuidado en laescritura, pero extraerlo en la lectura sería irrelevante.