Memoria USB

Lector de tarjetas SD que actúa como Memoria USB.

Una memoria USB (de Universal Serial Bus; en inglés pendrive, USB flash drive) es un dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash para guardar la información que puede requerir y no necesita baterías (pilas). La batería era necesaria en los primeros modelos, pero los más actuales ya no la necesitan. Estas memorias son resistentes a los rasguños (externos) al polvo, y algunos al agua –que han afectado a las formas previas de almacenamiento portátil-, como los disquetes, discos compactos y los DVD. En España son conocidas popularmente como pinchos o lápices, y en otros paises como Honduras son conocidas como Memorias.

Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos más utilizado, desplazando en este uso a los tradicionales disquetes, y a los CD. Se pueden encontrar en el mercado fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 y hasta 256 GB; siendo impráctico apartir de los 64GB por su elevado costo. Esto supone, como mínimo, el equivalente a 180 CD de 700MB o 91.000 disquetes de 1.44 MB aproximadamente. Su gran popularidad le ha supuesto infinidad de denominaciones populares relacionadas con su pequeño tamaño y las diversas formas de presentación, sin que ninguna haya podido destacar entre todas ellas. El calificativo USB o el propio contexto permite identificar fácilmente el dispositivo informático al que se refieren.

Los sistemas operativos actuales pueden leer y escribir en las memorias sin más que enchufarlas a un conector USB del equipo encendido, recibiendo la energía de alimentación a través del propio conector que cuenta con 5 voltios y 2,5 Watios como máximo. En equipos algo antiguos (como por ejemplo los equipados con Windows 98) se necesita instalar un controlador de dispositivo (driver) proporcionado por el fabricante. Linux también tiene soporte para dispositivos de almacenamiento USB desde el kernel 2.4.

Historia

Corría el año 1996 cuando las empresas Digital Equipment Corporation, NEC, Compaq, Intel, Northern Telecom, Microsoft e IBM decidieron unir sus esfuerzos para crear el Universal Serial Bus o USB.

Las primeras unidades flash fueron fabricadas por M-Systems bajo la marca "Disgo" en tamaños de 8 MB, 16 MB, 32 MB y 64 MB. Estos fueron promocionados como los "verdaderos reemplazos del disquete", y su diseño continuó hasta los 256 MB. Los fabricantes asiáticos pronto fabricaron sus propias unidades más baratas que las de la serie Disgo.

Las modernas unidades flash (2009) poseen conectividad USB 3.0 y almacenan hasta 256 GB de memoria (lo cual es 1024 veces mayor al diseño de M-Systems).

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Memoria USB por dentro

Las memorias USB son pequeñas y ligeras. Son comunes entre personas que transportan datos entre la casa y el lugar de trabajo. Teóricamente pueden retener los datos durante unos 20 años y escribirse hasta un millón de veces.

Aunque inicialmente fueron concebidas para guardar datos y documentos, es habitual encontrar en las memorias USB programas o archivos de cualquier otro tipo debido a que se comportan como cualquier otro sistema de archivos.

Los nuevos dispositivos U3 para Microsoft Windows integran un menú de aplicaciones, semejante al propio menú de "Inicio", que permiten organizar archivos de imágenes, música, etc. Para memorias de otros fabricantes también existen colecciones basadas en software libre como es el caso de PortableApps.com.

La disponibilidad de memorias USB a costos reducidos ha provocado que sean muy utilizadas con objetivos promocionales o de marketing, especialmente en ámbitos relacionados con la industria de la computación (por ejemplo, en eventos tecnológicos). A menudo se distribuyen de forma gratuita, se venden por debajo del precio de coste o se incluyen como obsequio al adquirir otro producto.

Habitualmente, estos dispositivos se personalizan grabando en la superficie de la memoria USB el logo de la compañía, como una forma de incrementar la visibilidad de la marca. La memoria USB puede no incluir datos o llevar información precargada (gráficos, documentación, enlaces web, animaciones Flash u otros archivos multimedia, aplicaciones gratuitas o demos). Algunas memorias con precarga de datos son de sólo lectura; otras están configuradas con dos particiones, una de sólo lectura y otra en que es posible incluir y borrar datos. Las memorias USB con dos particiones son más caras.

Las memorias USB pueden ser configuradas con la función de autoarranque (autorun) para Microsoft Windows, con la que al insertar el dispositivo arranca de forma automática un archivo específico . Para activar la función autorun es necesario guardar un archivo llamado autorun.inf con el script apropiado en el directorio raíz del dispositivo.​ La función autorun no funciona en todos los ordenadores. En ocasiones esta funcionalidad se encuentra deshabilitada para dificultar la propagación de virus y troyanos que se aprovechan de este sistema de arranque.

Otra utilidad de estas memorias es que, si la BIOS del equipo lo admite, pueden arrancar un sistema operativo sin necesidad de CD, DVD ni siquiera disco duro. El arranque desde memoria USB está muy extendido en ordenadores nuevos y es más rápido que con un lector de DVD-ROM. Se pueden encontrar distribuciones de distribuciones Linux que están contenidas completamente en una memoria USB y pueden arrancar desde ella (véase LiveCD).

Las memorias USB de gran capacidad, al igual que los discos duros o grabadoras de CD/DVD son un medio fácil para realizar una copia de seguridad, por ejemplo. Hay grabadoras y lectores de CD-ROM, DVD, disquetera o Zip que se conectan por USB.

Además, en la actualidad, existen equipos de audio con entradas USB a los cuales podemos conectar nuestro pendrive y reproducir la música contenida en el mismo.

Como medida de seguridad, algunas memorias USB tienen posibilidad de impedir la escritura mediante un interruptor, como la pestaña de los antiguos disquetes. Otros permiten reservar una parte para ocultarla mediante una clave.

Fortalezas y debilidades

A pesar de su bajo costo y garantía, hay que tener muy presente que estos dispositivos de almacenamiento pueden dejar de funcionar repentinamente por accidentes diversos: variaciones de voltaje mientras están conectadas, por dejarlas caer de una altura superior a un metro, por su uso prolongado durante varios años especialmente en pendrives antiguos

Las unidades flash son inmunes a rayaduras y al polvo que afecta a las formas previas de almacenamiento portátiles como discos compactos y disquetes. Su diseño de estado sólido duradero significa que en muchos casos puede sobrevivir a abusos ocasionales (golpes, caídas, pisadas, pasadas por 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. En el año 2003 las unidades funcionaban a velocidades USB 1.0/1.1, unos 1.5 Mbit/s o 12 Mbit/s. En 2004 se lanzan los dispositivos con interfaces USB 2.0. Aunque USB 2.0 puede entregar hasta 480 Mbit/s, las unidades flash están limitadas por el ancho de banda del dispositivo de memoria interno. Por lo tanto se alcanzan velocidades de lectura de hasta 100 Mbit/s, realizando las operaciones de escritura un poco más lento. En condiciones óptimas, un dispositivo USB puede retener información durante unos 10 años.

Las memorias flash implementan el estándar "USB mass storage device class" (clase de dispositivos de almacenamiento masivo USB). Esto significa que la mayoría de los sistemas operativos modernos pueden leer o escribir en dichas unidades sin drivers adicionales. En lugar de exponer los complejos detalles técnicos subyacentes, los dispositivos flash exportan una unidad lógica de datos estructurada en bloques al sistema operativo anfitrión. El sistema operativo puede usar el sistema de archivos o el esquema de direccionamiento de bloques que desee. Algunas computadoras poseen la capacidad de arrancar desde memorias flash, pero esta capacidad depende de la BIOS de cada computadora, además, para esto, la unidad debe estar cargada con una imagen de un disco de arranque.

Las memorias flash pueden soportar un número finito de ciclos de lectura/escritura antes de fallar, Con un uso normal, el rango medio es de alrededor de varios millones de ciclos. Sin embargo las operaciones de escrituras serán cada vez más lentas a medida que la unidad envejezca.

Esto debe tenerse en consideración cuando usamos un dispositivo flash para ejecutar desde ellas aplicaciones de software o un sistema operativo. Para manejar esto (además de las limitaciones de espacio en las unidades comunes), algunos desarrolladores han lanzado versiones de sistemas operativos (como Linux) o aplicaciones comunes (como Mozilla Firefox) diseñadas especialmente para ser ejecutadas desde unidades flash. Esto se logra reduciendo el tamaño de los archivos de intercambio y almacenándolos en la memoria RAM.

Consideraciones de uso

El cuidado de los pen drive o memorias USB es similar al de las tarjetas electrónicas, evitando caídas o golpes, humedad, campos magnéticos y calor extremo.

Antes de desenchufar la memoria del puerto USB es conveniente que el usuario notifique al sistema operativo (desmontar en Linux o "Quitar el Hardware con seguridad " desde el "Administrador de dispositivos" en Windows o "Expulsar" en Mac OS). En algunos sistemas la escritura se realiza en forma diferida (esto significa que los datos no se escriben en el momento) a través de un caché de escritura para acelerar los tiempos de dicha escritura y para que el sistema escriba finalmente "de una sola vez" cuando dicho caché se encuentre lleno, pero si la unidad es retirada antes que el sistema guarde el contenido de la caché de escritura se pueden provocar discrepancias en el sistema de archivos existente en la memoria USB que podría generar pérdidas de datos.

Para reducir el riesgo de pérdida de datos, la caché de escritura está desactivada en forma predeterminada para las unidades externas en los sistemas operativos Windows a partir de Windows XP, pero aun así una operación de escritura puede durar varios segundos y no se debe desenchufar físicamente la unidad hasta que haya finalizado completamente, de lo contrario, los datos a escribir se perderán. Aunque la memoria USB no sufra daños, los ficheros afectados pueden ser de difícil o incluso imposible recuperación llegando en algún caso a ser necesario un borrado o formateo completo del sistema de ficheros para poder volver a usarla. Por lo que la extracción hay que tener cuidado en la escritura, pero extraerlo en la lectura sería irrelevante

En sistemas Windows (2000 ~ XP con SP2) con unidades de red asignadas, puede ocurrir que al conectar la memoria USB el sistema no le proporcione una letra previamente en uso. En ese caso, habrá que acudir al administrador de discos (diskmgmt.msc), localizar la unidad USB y cambiar manualmente la letra de unidad.​

En Windows XP, puede darse el caso de que si la memoria USB no es desconectada utilizando la función de Extracción Segura, Windows automáticamente podría marcar dicho dispositivo como problemático y deshabilitarlo, y se da el caso que dicha memoria puede utilizarse en otras computadoras pero no en la que está marcada como problemática. Hay que ingresar al Administrador de Dispositivos y volver a habilitarla.​

Componentes

Componentes internos de un llavero USB típico
1	Conector USB
2	Dispositivo de control de almacenamiento masivo USB
3	Puntos de Prueba
4	Circuito de Memoria flash
5	Oscilador de cristal
6	LED
7	Interruptor de seguridad contra escrituras
8	Espacio disponible para un segundo circuito de memoria flash

Componentes primarios

Las partes típicas de una memoria USB son las siguientes:

• Un conector USB macho tipo A (1): Provee la interfaz física con la computadora.
• Controlador USB de almacenamiento masivo (2): Implementa el controlador USB y provee la interfaz homogénea y lineal para dispositivos USB seriales orientados a bloques, mientras oculta la complejidad de la orientación a bloques, eliminación de bloques y balance de desgaste. Este controlador posee un pequeño microprocesador RISC y un pequeño número de circuitos de memoria RAM y ROM.
• Circuito de memoria Flash NAND (4): Almacena los datos.
• Oscilador de cristal (5): Produce la señal de reloj principal del dispositivo a 12 MHz y controla la salida de datos a través de un bucle de fase cerrado (phase-locked loop)

Componentes adicionales

Un dispositivo típico puede incluir también:

• Puentes y Puntos de prueba (3): Utilizados en pruebas durante la fabricación de la unidad o para la carga de código dentro del procesador.
• LEDs (6): Indican la transferencia de datos entre el dispositivo y la computadora.
• Interruptor para protección de escritura (7): Utilizado para proteger los datos de operaciones de escritura o borrado.
• Espacio Libre (8): Se dispone de un espacio para incluir un segundo circuito de memoria. Esto le permite a los fabricantes utilizar el mismo circuito impreso (el tablero verde que tiene los componentes montados en si) para dispositivos de distintos tamaños y responder así a las necesidades del mercado.
• Tapa del conector USB: Reduce el riesgo de daños y mejora la apariencia del dispositivo. Algunas unidades no presentan una tapa pero disponen de una conexión USB retráctil. Otros dispositivos poseen una tapa giratoria que no se separa nunca del dispositivo y evita el riesgo de perderla.
• Ayuda para el transporte: En muchos casos, la tapa contiene una abertura adecuada para una cadena o collar, sin embargo este diseño aumenta el riesgo de perder el dispositivo. Por esta razón muchos otros tiene dicha abertura en el cuerpo del dispositivo y no en la tapa, la desventaja de este diseño está en que la cadena o collar queda unida al dispositivo mientras está conectado. Muchos diseños traen la abertura en ambos lugares.

Desarrollos futuros

Las empresas de semiconductores están haciendo un gran esfuerzo en reducir los costos de los componentes mediante la integración de varias funciones de estos dispositivos en un solo chip, esto produce una reducción de la cantidad de partes y, sobre todo, del costo total.

Actualmente se esta tratando de desarrollar en dichos lugares los dispositivos flash a una velocidad mayor gracias al futuro puerto USB 3.0.

Sin embargo, este dispositivo flash USB 3.0. está mejorado y alcanza una buena velocidad de transmisión debido a su nueva tecnología.

USB 3.0

Presentado en el año 2008. Aunque está listo para su uso, es probable que pase entre uno o dos años, para ser incluido en dispositivos de uso masivo, lo que sitúa la aparición de productos con esta nueva especificación a partir del año 2009 o 2010.

La principal novedad técnica del puerto USB 3.0. será que eleva a 4.8 gigabits/s la capacidad de transferencia que en la actualidad es de 480 Mb/s. Se mantendrá el cableado interno de cobre para asegurarse la compatibilidad con la tecnologías USB 1.0 y 2.0.

Si en USB 2.0 el cable dispone de cuatro lineas, un par para datos, una de corriente y una de toma de tierra, en USB 3.0 se añade cinco líneas. Dos de ellas se usarán para el envío de información y otras dos para la recepción, de forma que se permite el tráfico bidireccional, en ambos sentidos al mismo tiempo. El aumento del número de líneas permite incrementar la velocidad de transmisión desde los 480 Mb/s hasta los 4,8 Gb/s. De aquí se deriva el nombre que también recibe esta especificación: USB Superspeed.

La cantidad de energía que transporta un cable USB 1.x y 2.0 resulta insuficiente en muchas ocasiones para recargar algunos dispositivos, especialmente si utilizamos concentradores donde hay conectados varios de ellos. En USB 3.0, se aumenta la intensidad de la corriente de 100 miliamperios a 900 miliamperios, con lo que pueden ser cargados más dispositivos o hacerlo más rápido. Este aumento de la intensidad podría traer consigo un menor rendimiento energético. Pero pensando en ello, USB 3.0 utiliza un nuevo protocolo basado en interrupciones, al contrario que el anterior que se basaba en consultar a los dispositivos periódicamente.

El aumento de líneas en USB 3.0 provoca que el cable sea más grueso, un inconveniente importante. Si hasta ahora los cables eran flexibles, con el nuevo estándar estos tienen un grueso similar a los cables que se usan en redes Ethernet, siendo por tanto más rígidos.

Afortunadamente, igual que pasa entre USB 1.1 y USB 2.0 la compatibilidad está garantizada entre USB 2.0 y USB 3.0, gracias al uso de conectores similares, cuyos contactos adicionales se sitúan en paralelo, de forma que no afectan en caso de usar algún puerto que no sea del mismo tipo.

Véase también

• Disco duro portátil
• Disquete
• Tarjeta de memoria

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Memoria USB.