Как не ошибиться при выборе USB Flash

В этой статье мы разберём особенности современных флэшек, а заодно выберем наиболее жизнеспособные. Краткое лирическое отступление: я пишу «флэшка» через «э», поскольку flash – радость гиков, а flesh – каннибалов. И да простит меня Владимир Владимирович (Лопатин, а не тот, о ком вы подумали)!

Вечная память

В прошлой статье «Dead Flash» мы уже разбирали проблему низкой надёжности карточек флэш-памяти и постепенное падение их качества. Давайте посмотрим под тем же углом на USB-Flash накопители.

Наверняка при слове «надёжность» вы вспоминаете флэшки выживальщиков. Брутальные девайсы из стали и резины, которые в рекламе топят, бьют молотком и давят машинами, а им хоть бы что. Вот только реальные показатели надёжности не имеют ничего общего с этими издевательствами. Вы нырять с флэшкой собираетесь? Гвозди ей забивать? Пускать поезда под откос?

Обрезиненный корпус создаёт эффект термоса, приводя к перегреву контроллера. Часто внутри не оказывается никаких рёбер жёсткости, поэтому резиновая флэшка хоть и выдерживает приличное давление, на удивление легко ломается при изгибе. Получается эдакий закрытый перелом: достаточно положить её в задний карман джинс, или бросить в наружное отделение сумки, где её от души помнут в час пик.

Металлический корпус хорош всем, кроме сложностей при ремонте. Его сложно вскрыть, чтобы добраться до электроники и попытаться спасти ваши файлы. Так что, металл – рулит, но не стоит гнаться за «гантелями». Флэшка в качественной пластиковой оболочке может оказаться даже более рациональным вариантом.

Говоря о долговечности флэшки, обычно имеют в виду два принципиально разных сценария: её смерть от несчастного случая и естественный износ. Проще всего оценить механическую прочность, защиту от пыли и влаги. Чуть сложнее – от воздействия высоких температур. Производители ещё указывают защиту от магнитных полей и рентгеновского излучения, но я до сих пор сомневаюсь, что два последних показателя имеют практический смысл.

Проблемы с электрической частью – одна из частых причин нестабильной работы или повреждения флэшки. На пятивольтовой шине компьютера может оказаться недопустимое напряжение (особенно у любителей моддинга и дешёвых блоков питания), а на самостоятельно подключённых USB-портах бывает перепутана полярность. Поэтому старые флэшки имели на борту солидный блок электроники, включающий в себя кварцевый генератор опорной частоты, стабилитрон и диоды Шоттки для защиты от обратной полярности.

Кварцевый генератор опорной частоты
Кварцевый генератор опорной частоты

Современные флэшки изготавливаются по упрощённой схемотехнике (особенно монолитные, на которых вся нехитрая электронная обвязка расположена прямо на чипе памяти). У них нет надёжной защиты от повышенного напряжения и переполюсовки, что снижает их живучесть.

После того, как несколько новых флэшек сгорели в кривых портах, я стал использовать для подключения к чужим компьютерам старую Transcend V20. Она не блещет характеристиками, но при наличии проблем с питанием просто отключается, а все данные остаются нетронутыми.

Критерии долговечности

Вне экстремальных условий длительность беспроблемного использования флэшки определяется её ресурсом перезаписи, однако он плохо поддаётся экспресс-оценке. Много лет назад всё было просто: хочешь живучую флэшку – берёшь на SLC-чипах в ущерб объёму и цене. Нужно побольше и подешевле – покупай с MLC-чипами, а TLC – дешёвая дрянь для одноразовых затычек USB-портов.

Не обязательно вскрывать флэшку, чтобы узнать, какие чипы памяти и контроллер стоят внутри неё. Воспользуйтесь бесплатной программой Flash Drive Information Extractor. Вот пример определения в ней флэшки Samsung BAR (см. скриншот ниже).

Определяем начинку неразборной флэшки
Определяем начинку неразборной флэшки

Сегодня в подавляющем большинстве флэшек используются как раз планарные (2D) модули TLC NAND высокой плотности. Такие хранят 3 бита на ячейку и когда-то считались абсолютным злом, но сейчас им практически не осталось альтернативы. Хорошая новость в том, что изначально низкий ресурс TLC-чипов на уровне 1000 P/E циклов научились продлять за счёт интеллектуальных функций контроллера.

В разных моделях он регулирует износ определённых блоков, подбирает нужное напряжение для чтения/записи каждого из них, применяет алгоритмы кэширования и внутреннего сжатия, заменяет повреждённые блоки резервными и т.д. Конечно, это не настолько интеллектуальные микросхемы, как в SSD корпоративного класса, но и не такие примитивные, как были на заре TLC-памяти, когда её ругали только за сам факт существования.

В основном планарные чипы TLC NAND производят SanDisk и Toshiba, называя этот класс памяти eD3 . У Intel и Micron ставка на 3D-компоновку чипов, а у Samsung трёхмерные (многослойные) чипы называются V-NAND. Поэтому TLC 3D NAND от Micron и TLC V-NAND  от Samsung – это не планарная TLC, а принципиально другая память.

По факту у неё не больше проблем с быстрым износом,  чем у MLС-чипов нового поколения, особенно если она управляется умным контроллером. Например, Dell выпускает промышленные SSD-накопители серии  Mainstream Read-Intensive на трёхмерных модулях TLC (контрактное производство Samsung).

Единичные модели флэшек всё ещё выпускаются с изначально более живучими и менее требовательными к контроллеру MLC-чипами, однако из-за уменьшения техпроцесса их надёжность уже вплотную приблизилась к показателям TLC-чипов. Очень условно можно считать, что сейчас они обладают вдвое большим ресурсом (а лет пять назад мы бы сказали, что он больше минимум втрое). В целом всё зависит от контроллера и режима использования.

Самые надёжные чипы SLC NAND можно встретить только в сегменте специализированных решений уровня industrial/enterprise. Есть ещё вариант SuperMLC – использование части MLC-чипов в режиме SLC. Так повышается уверенность чтения/записи ценой потери объёма.

Особенности производителей

На первый взгляд, напрашивается логичный вывод: выбирать флэшки из ассортимента тех производителей, которые сами выпускают чипы NAND Flash и брать с MLC NAND. Однако не всё так просто.

Вы видели в продаже флэшки от Intel, снова отделившейся от неё Micron, её сингапурской дочки SpecTek или швейцарской Numonyx? Может быть, вам попадались флэшки южнокорейской SK Hynix, или тайваньской Powerchip Technology?

Конечно нет, если только это не перемаркированные промо-девайсы. Флэшки собственного производства сейчас остались у Samsung, Toshiba и SanDisk. Остальные не занимаются такой мелочью, а поставляют чипы разным компаниям, которые уже и делают конечный продукт.

К примеру, у Samsung есть фирменный накопитель Flash Drive BAR с интерфейсом USB 3.0. Он очень надёжный механически, так как выполнен в металлическом корпусе и имеет жёстко фиксированный разъём. Однако внутри установлена память Samsung TLC NAND с небольшим ресурсом перезаписи.

Toshiba выпускала интересную флэшку TransMemory-EX, в которой использовались собственные чипы MLC-8K, а теперь развивает другие серии TransMemory, в которых использует собственную память TLC NAND и контроллеры от Phison или SSS – как повезёт. У большинства моделей скорость чтения близка к таковой для Samsung BAR, последовательная запись чуть медленнее, а вот на блоках по 4 Кб она падает почти до нуля (от 0,001 до 0,03 Мб/с). Короче, новые флэшки от Toshiba не для работы с мелкими файлами.

SanDisk выпускает очень шуструю флэшку Extreme PRO с MLC-памятью и контроллером уровня SSD. Её скорости сравнимы с таковыми у твердотельных накопителей, а цена даже выше. Недостатки тоже существенные: доступно всего два варианта (128 и 256 Гб). В работе (особенно в режиме совместимости на портах USB 2.0) отмечается сильный перегрев и отключение накопителя прямо во время чтения/записи. Прочность металлического корпуса скрадывается выдвижным разъёмом, который легко сломать.

Любопытный казус: TransMemory-EX U382 и SanDisk Connect – вовсе не флэшки. Это картридеры с намертво запаянными в них карточками microSD собственного производства.

Среди производителей первой линии выбор оказался небольшой. Обратимся ко второй, тем более, что у них порой получаются очень достойные модели.

 Рекомендованные модели

Вот редкие флэшки с MLC-памятью:

  1. Toshiba TransMemory-EX II
  2. Transcend JetFlash 780, 750, 720, 620, 600
  3. Kingston DataTraveler Ultimate G2, DT Elite G2, HyperX Savage и DTHX Predator
  4. Silicon Power Blaze B50 и Marvel M70
  5. SmartBuy Speedy (лотерея, т.к. использование MLC не гарантировано)
  6. Patriot Supersonic Rage 2
  7. Innodisk USB Drive 3ME

Эти модели продаются во всех крупных магазинах. Когда в своё время выбирал из них, остановился на JF 780 и JF 750. Последняя препарирована ниже на фото.

Transcend JF 750 32 Гб
Transcend JF 750 32 Гб

 

Модуль памяти в 32-гигабайтной модели один, и на нём читается маркировка TDGMM9W-0S03. Это просто перемаркированный в Transcend чип Micron MLC 16 нм. Контроллер предсказуемо одноканальный – SM3267. Мы ещё встретим его у Samsung и других производителей.

Для действительно важных файлов я бы рекомендовал использовать флэшки промышленного класса. Например, Transcend  JF170 с чипами SLC объёмом до 2 Гб и старым интерфейсом USB 2.0 или Transcend  JF740K с памятью SuperMLC, более новым USB 3.0 и объёмом до 32 Гб  – смотря сколько у вас данных.

Также стоит обратить внимание на промышленную серию Silicon Power.

К слову, у меня до сих пор жива флэшка потребительского класса Transcend V185 с SLC NAND 4 Гб. Ей уже лет 12, и она проводила на покой множество других моделей – более новых, скоростных и ёмких, но короткоживущих. Просто её ресурс в 100 тысяч циклов перезаписи сложно выработать за время жизни, даже запуская с неё портейбл-программы.

Скоростные характеристики

Реальные показатели быстродействия флэшек вы не найдёте в их описании. На коробке будут красоваться невнятные «up to 5 Gbps!» и графики в попугаях. К примеру, флэшки Kingston HyperX Savage c контроллером Phison PS2251-08 и памятью Toshiba MLC позиционируются как очень быстрые. Заявленная скорость под 350 Мб/с действительно наблюдается у старшей модели, но буквально на несколько секунд, и только в режиме последовательного чтения.

При копировании файлов с неё (а также многих других моделей с USB 3.x) поначалу радует быстрый старт. Однако ближе к концу операции они резко сбавляют темп, а то и вовсе надолго замирают на отметке 99%. Весь фокус оказывается в быстром кэшировании, а средняя скорость чтения – в разы ниже максимальной.  Дополнительным фактором снижения скорости служит перегрев контроллера и чтение/запись мелких файлов – флэшка не оптимизирована для работы с ними.

В младших моделях Samsung BAR используется уже знакомый нам одноканальный контроллер Silicon Motion SM3267, что отрицательно сказывается на скорости. Если при чтении она радует пиковыми скоростями выше 140 Мб/с, то линейная запись не дотягивает и до 20 Мб/с, а на блоках по 4 килобайта и вовсе падает до 0,5 Мб/с. Впрочем, это ещё неплохой результат по сравнению с аналогами. К тому же, в обновлённой модели BAR Plus данный недостаток исправили, доведя запись 4-килобайтными блоками до 15 Мб/с.

Конечно, приятные исключения встречаются, но это ёмкие (от 64 Гб) флэшки, которые стоят дороже SSD аналогичной ёмкости. Привязка к объёму здесь не случайна. Высокие скорости подразумевают использование многоканального режима – параллельной работы контроллера с двумя и более чипами NAND Flash.

Особенность современного производства в том, что даже одна модель флэшек может выпускаться с разной начинкой. Например, почти все модели новых флэшек объёмом до 32 Гб включительно используют одноканальный контроллер, поскольку в них установлен всего один модуль памяти. В более ёмкие (от 64 Гб) флэшки той же серии ставят уже многоканальные контроллеры – шустрые, но горячие.

Здесь мог быть второй чип памяти или ваша реклама
Здесь мог быть второй чип памяти или ваша реклама

Серьёзные производители сейчас указывают разные скорости для флэшек одной серии. Можно проследить, как они увеличиваются соответственно объёму (и числу задействованных у контроллера каналов). Остальные ограничиваются общей характеристикой серии, или вовсе указывают теоретический предел интерфейса USB соответствующей версии.

Обратите внимание, что USB 3.1 Gen 1 = USB 3.0 ≤ 5 Гбит/с.  Ситуация такая же, как была в своё время с USB 2.0 Full Speed и USB 1.1 (оба имели потолок в 12 Мбит/с). Если хотите больше –  ищите USB 3.1 Gen 2. Впрочем, для флэшек это совершенно неактуально. Это же не SSD, и 10 Гбит/с для них такая же недостижимая планка, как и 5 Гбит/с.

Выбор модели ёмкостью от 64 гигабайт в какой-то мере гарантирует приемлемую скорость, однако на ней уже будет файловая система exFAT, которую поддерживают далеко не все устройства. Флэшки с универсальной FAT32 встречаются только до 32 гигабайт.

Изменение приоритетов

В последние годы изменилось назначение USB-Flash. Раньше с их помощью передавали файлы с одного компа на другой, записывали портейбл-софт и превращали в мультизагрузочные сборки.  Сейчас эти сценарии ушли на второй план, а флэшки преимущественно используют для освобождения встроенной памяти смартфонов и планшетов, поскольку всё остальное (при быстром коннекте) удобнее делать по сети.

Постепенно главными для массового потребителя стали иные характеристики флэшек: наличие разъёмов для подключения к смартфону без переходников (Micro-USB, USB Type-C и Lightning), компактность и стоимость за гигабайт.

Производителям ничего не оставалось, как выбросить на рынок кучу однообразных поделок, отличающихся только дизайном. Внутри большинства современных флэшек вы найдёте дешёвый чип TLC NAND и примитивный контроллер, который редко успевает отслеживать износ ячеек и заменять их резервными (если вообще умеет это делать).

Среди всего этого безобразия всё равно приходится что-то выбирать, поэтому для мобильных устройств я бы рекомендовал SanDisk Ultra Dual Drive m3.0 с разъёмом USB MicroB On-The-Go, Kingston DataTraveler microDuo 3C с разъёмом USB Type C и Transcend JetDrive Go 300 с разъёмом Lightning.

Куда делся объём?

Часто в отзывах попадаются возмущённые комментарии о т ом, что вместо 16 Гб на флэшке оказалось всего 15, а вместо 32 Гб – только 30. Причина кроется в разных единицах измерения. Производители считают в десятичной системе счисления, называя гигабайтом 10⁹ байт, а пользователи привыкли к двоичной, полагая, что гигабайт – 2³⁰ байт. Эта разница растёт с увеличением объёма.

К тому же, на флэшках выделяется резервная область для замены контроллером изношенных блоков, которая отъедает ещё процент-другой ёмкости. Дополнительные потери объёма возможны при форматировании с большим размером кластера. Это удобно для быстрого копирования крупных файлов (например, фильмов), но каждый мелкий файл будет съедать больше места, чем фактически занимает. Просто потому, что один кластер не может быть адресован двум разным файлам.

Доступный объём флэшки
Доступный объём флэшки

Выводы

Согласно теории Джорджа Акерлофа (за которую в 2001 году он получил Нобелевскую премию по экономике), если продавцы знают о товаре больше, чем покупатели, то плохие товары вытесняют хорошие вплоть до полного исчезновения последних с рынка.

В российских реалиях всё ещё хуже: о свойствах товара не знают ни покупатели, ни продавцы. Описания в интернет-магазинах сводятся к дублированию скудной информации от производителя (хорошо, если ещё скопируют без ошибок) и отзывам от неофитов, которые из-за эффекта Даннинга — Крюгера уже считают себя экспертами.

В итоге качественные продукты не выдерживают конкуренции с внешне подобными, но менее надёжными. Покупатели просто считают их одинаковыми и выбирают более дешёвые аналоги, а производство качественных вещей становится принципиально невыгодным.

Если вам действительно нужен огромный ресурс перезаписи – ищите промышленные флэшки с SLC и SuperMLC чипами. Ссылки на них есть в статье. Вас трудно назвать аккуратным? Берите монолитные флэшки в стальном корпусе с фиксированным разъёмом. Расплатой будет сложная в ремонте конструкция. Нужна скорость? Покупайте модели от 64 Гб и желательно с MLC-чипами. Для требовательных к объёму задач вместо флэшки лучше взять внешний SSD, но это уже тема другой статьи.