{"id":94866,"date":"2020-09-22T19:42:27","date_gmt":"2020-09-22T17:42:27","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/istoriya-izobreteniya-fleshki-v-liczah-i-zanimatelnyh-faktah"},"modified":"2020-09-22T19:42:27","modified_gmt":"2020-09-22T17:42:27","slug":"istoriya-izobreteniya-fleshki-v-liczah-i-zanimatelnyh-faktah","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/da\/blog\/administrirovanie\/istoriya-izobreteniya-fleshki-v-liczah-i-zanimatelnyh-faktah","title":{"rendered":"Historien om opfindelsen af USB-n\u00f8glen i ansigtstr\u00e6k og interessante fakta.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Historien
\nSituationen, hvor en opfinder skaber en kompleks elektroteknisk enhed fra bunden og kun baserer sig p\u00e5 egne unders\u00f8gelser, er ekstremt sj\u00e6ldne. Som regel opst\u00e5r forskellige enheder i krydsfeltet af flere teknologier og standarder, der er skabt af forskellige mennesker p\u00e5 forskellige tidspunkter. Lad os tage et banalt eksempel med en USB-n\u00f8gle. Dette er et b\u00e6rbart datalager, der er lavet p\u00e5 baggrund af NAND-flashhukommelse og udstyret med en indbygget USB-port, der bruges til at forbinde enheden til klientens enhed. For at forst\u00e5, hvordan en s\u00e5dan enhed overhovedet kunne komme p\u00e5 markedet, er det n\u00f8dvendigt at f\u00f8lge historien om opfindelsen af ikke kun hukommelseschipsene, men ogs\u00e5 den relevante gr\u00e6nseflade, uden hvilken de USB-n\u00f8gler, vi kender, simpelthen ikke ville eksistere. Lad os pr\u00f8ve at g\u00f8re det.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Halvlederhukommelsesenheder, der underst\u00f8tter sletning af de gemte data, dukkede op for n\u00e6sten et halvt \u00e5rhundrede siden: den f\u00f8rste EPROM blev skabt af den israelske ingeni\u00f8r Dov Froman allerede i 1971.<\/p>\n

\"Historien
\nDov Froman, udvikler af EPROM<\/i><\/p>\n

Innovative for deres tid ROM'er blev anvendt med stor succes i produktionen af mikrokontrollere (for eksempel Intel 8048 eller Freescale 68HC11), men viste sig at v\u00e6re helt uegnede til at skabe b\u00e6rbare lagringsenheder. Hovedproblemet med EPROM var den alt for komplicerede procedure til sletning af information: for dette skulle integrerede kredsl\u00f8b uds\u00e6ttes for ultraviolet str\u00e5ling. Det fungerede s\u00e5ledes: fotoner fra UV-str\u00e5ling gav de overskydende elektroner energi nok til at dissipere ladningen p\u00e5 den flydende gate.<\/p>\n

\"Historien
\nI EPROM-chips var der indbygget specielle vinduer til sletning af data, der var d\u00e6kket af kvartsplader.<\/i><\/p>\n

Dette gav to betydelige ulemper. For det f\u00f8rste kunne man kun slette data p\u00e5 en s\u00e5dan chip inden for rimelige tidsrammer ved hj\u00e6lp af en kraftig kviks\u00f8lvslampe, og selv i dette tilf\u00e6lde tog processen flere minutter. Til sammenligning ville en almindelig lysstoflampe slette informationen over flere \u00e5r, og hvis man efterlod en s\u00e5dan mikrochip under direkte sollys, ville det tage uger at rense den helt. For det andet, selv hvis denne proces kunne optimeres p\u00e5 en eller anden m\u00e5de, var selektiv sletning af en specifik fil stadig umulig: informationen p\u00e5 EPROM blev slettet helt.<\/p>\n

De n\u00e6vnte problemer blev l\u00f8st i den n\u00e6ste generation af chips. I 1977 skabte Eli Harari (som senere grundlagde SanDisk, en af verdens st\u00f8rste producenter af datalagringsenheder baseret p\u00e5 flash-hukommelse) det f\u00f8rste prototype af EEPROM - en type hukommelse, hvor sletning af data, ligesom programmering, blev udf\u00f8rt udelukkende elektrisk ved hj\u00e6lp af autoelektronisk emission teknologi.<\/p>\n

\"Historien
\nEli Harari, grundl\u00e6gger af SanDisk, holder en af de f\u00f8rste SD-kort i h\u00e5nden.<\/i><\/p>\n

Funktionsprincippet for EEPROM var praktisk talt identisk med det moderne NAND-hukommelse: en flydende gate blev anvendt som ladningsb\u00e6rer, og overf\u00f8rslen af elektroner gennem dielektriske lag skete ved hj\u00e6lp af tunnel-effekten. Selve organiseringen af hukommelsescellerne var en todimensionel matrix, hvilket allerede gjorde det muligt at gemme og slette data adressem\u00e6ssigt. Desuden havde EEPROM en ret god holdbarhed: hver celle kunne genoptages op til 1 million gange.<\/p>\n

Men selv her var situationen langt fra optimalt. For at muligg\u00f8re elektrisk sletning af data, m\u00e5tte der tilf\u00f8jes en ekstra transistor til hver hukommelsescelle for at styre skrive- og sletningsprocessen. Nu kr\u00e6vede hver element i matrixen 3 ledere (1 kolonneleder og 2 r\u00e6kkeledere), hvilket komplicerede forbindelsen af komponenterne i matriksen og medf\u00f8rte alvorlige skaleringsproblemer. Det bet\u00f8d, at der ikke kunne v\u00e6re tale om at skabe miniature- og h\u00f8jkapacitet enheder.<\/p>\n

Da der f\u00e6rdige model af halvlederens flash-hukommelse allerede eksisterede, fortsatte de efterf\u00f8lgende videnskabelige unders\u00f8gelser med henblik p\u00e5 at skabe chips, der kunne sikre en mere t\u00e6t datalagring. Dette blev en succes i 1984, da Fujio Masuoka, der arbejdede for Toshiba, pr\u00e6senterede en prototype af energiuafh\u00e6ngig flash-hukommelse p\u00e5 den internationale konference International Electron Devices Meeting, der fandt sted i lokalerne hos Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).<\/p>\n

\"Historien
\nFujio Masuoka, \"faderen\" til flash-hukommelse<\/i><\/p>\n

For resten, s\u00e5 var det slet ikke Fujio, der fandt p\u00e5 selve navnet, men en af hans kolleger, Sh\u014dji Ariizumi, som fandt, at dataudrydningsprocessen mindede ham om den lysende lynstr\u00e5le (fra engelsk \"flash\" \u2014 \"lyn\"). I mods\u00e6tning til EEPROM var flash-hukommelsen baseret p\u00e5 MOS-transistorer med et ekstra flydende gate, som var placeret mellem p-laget og kontrol-gaten, hvilket gjorde det muligt at undg\u00e5 un\u00f8dvendige elementer og skabe virkelig miniature chips.<\/p>\n

De f\u00f8rste kommercielle pr\u00f8ver af flash-hukommelse var Intel-chips fremstillet ved hj\u00e6lp af NOR-teknologi (Not-Or), hvis produktion blev iv\u00e6rksat i 1988. Ligesom i tilf\u00e6lde af EEPROM bestod deres matriser af et todimensionelt array, hvor hver hukommelsescelle var lokaliseret p\u00e5 sk\u00e6ringspunktet mellem en r\u00e6kke og en s\u00f8jle (de respektive ledere var forbundet til forskellige transistorgates, og kilden var tilsluttet det f\u00e6lles substrat). Alligevel pr\u00e6senterede Toshiba allerede i 1989 sin egen version af flash-hukommelsen, kaldet NAND. Matrisen havde en lignende struktur, men i hver node var der nu flere seriekoblede celler i stedet for en enkelt celle. Desuden blev der i hver linje brugt to MOS-transistorer: en kontroltransistor, som var placeret mellem aktiveringslinjen og s\u00f8jlen af celler, og en jordforbindelsestransistor.<\/p>\n

Den h\u00f8jere t\u00e6thed af opstillingen hjalp med at \u00f8ge chipkapaciteten, men det komplicerede ogs\u00e5 l\u00e6se-\/skrive-algoritmen, hvilket ikke kunne undg\u00e5 at p\u00e5virke hastigheden af dataoverf\u00f8rslen. Af denne grund lykkedes det aldrig den nye arkitektur helt at udkonkurrere NOR, der fandt anvendelse i produktionen af indlejrede flash-hukommelser. Samtidig viste det sig, at NAND var perfekt egnet til produktion af b\u00e6rbare datalagringsenheder \u2014 SD-kort og selvf\u00f8lgelig USB-stik.<\/p>\n

For the record, the appearance of the latest devices was only made possible in 2000, when the cost of flash memory had decreased enough for the production of such devices for the retail market to break even. The world's first USB flash drive was created by the Israeli company M-Systems: the compact flash drive DiskOnKey (which can be translated as 'disk-on-a-keychain', as the device's casing featured a metal ring for carrying it alongside a set of keys) was developed by engineers Amir Ban, Dov Moran, and Oran Ogdan. At that time, the small device, capable of storing 8 MB of information and replacing five 3.5-inch floppy disks, was priced at $50.<\/p>\n

\"Historien
\nDiskOnKey \u2014 the world's first flash drive from the Israeli company M-Systems<\/i><\/p>\n

Interesting fact: in the USA, DiskOnKey had an official publisher, which was IBM. The 'localized' flash drives were no different from the original, except for the logo on the front, causing many to mistakenly attribute the creation of the first USB flash drive to the American corporation.<\/p>\n

\"Historien
\nDiskOnKey, IBM Edition<\/i><\/p>\n

Following the original model, more capacious DiskOnKey modifications of 16 and 32 MB appeared just a couple of months later, priced at $100 and $150 respectively. Despite the high cost, the combination of compact size, storage capacity, and high read\/write speeds (which turned out to be about 10 times higher than that of standard floppy disks) appealed to many buyers. From that moment on, flash drives began their triumphant march around the globe.<\/p>\n

One warrior in the field: the battle for USB<\/h2>\n

\nHowever, a flash drive would not be a flash drive if the Universal Serial Bus specification had not been introduced five years earlier \u2014 that\u2019s what the familiar acronym USB stands for. The history of the birth of this standard can be considered almost more interesting than the invention of flash memory itself.<\/p>\n

Som regel er nye gr\u00e6nseflader og standarder inden for IT resultatet af t\u00e6t samarbejde mellem store virksomheder, ofte selv konkurrenter, der er tvunget til at forene kr\u00e6fterne for at skabe en ensartet l\u00f8sning, som v\u00e6sentligt ville lette udviklingen af nye produkter. Dette skete for eksempel med SD-kort: den f\u00f8rste version af Secure Digital Memory Card blev skabt i 1999 med deltagelse af SanDisk, Toshiba og Panasonic, og den nye standard viste sig at v\u00e6re s\u00e5 vellykket, at den blev tildelt titlen som industriens standard blot et \u00e5r senere. I dag t\u00e6ller SD Card Association mere end 1000 medlemsvirksomheder, hvis ingeni\u00f8rer arbejder p\u00e5 udviklingen af nye og forbedringen af eksisterende specifikationer, der beskriver forskellige parametre for flashkort.<\/p>\n

\"Historien<\/p>\n

Og ved f\u00f8rste \u00f8jekast er historien om USB helt identisk med det, der skete med standarden Secure Digital. For at g\u00f8re personlige computere mere brugervenlige over for den almindelige bruger havde hardwareproducenterne brug for et universelt interface til arbejde med periferiudstyr, som underst\u00f8ttede \"hot-swapping\" og ikke kr\u00e6vede yderligere indstillinger. Desuden ville oprettelsen af en ensartet standard g\u00f8re det muligt at slippe af med \"zooen\" af porte (COM, LPT, PS\/2, MIDI-port, RS-232 osv.), hvilket p\u00e5 sigt ville hj\u00e6lpe med at forenkle og presse omkostningerne ved udviklingen af nyt udstyr samt implementeringen af st\u00f8tte til forskellige enheder.<\/p>\n

I takt med de n\u00e6vnte foruds\u00e6tninger sluttede en r\u00e6kke virksomheder, der udviklede computerv\u00e6rkt\u00f8jer, periferiudstyr og software, blandt hvilke de st\u00f8rste var Intel, Microsoft, Philips og US Robotics, kr\u00e6fter for at finde den f\u00e6llesn\u00e6vner, som ville tilfredsstille alle aktive spillere, og som endte med at v\u00e6re USB. Microsoft bidrog i h\u00f8j grad til populariseringen af den nye standard ved at tilf\u00f8je support for gr\u00e6nsefladen allerede i Windows 95 (den relevante patch var en del af Service Release 2) og derefter implementere den n\u00f8dvendige driver i den officielle version af Windows 98. Samtidig modtog hardwarefronten st\u00f8tte fra en uventet kilde: i 1998 blev iMac G3 \u2013 den f\u00f8rste alt-i-\u00e9n-computer fra Apple \u2013 lanceret, som udelukkende brugte USB-porte til tilslutning af inputenheder og andet periferiudstyr (med undtagelse af mikrofon og hovedtelefoner). Meget af denne 180 graders vending (for p\u00e5 det tidspunkt satsede Apple p\u00e5 FireWire) blev muliggjort af Steve Jobs' tilbagevenden til CEO-posten et \u00e5r tidligere.<\/p>\n

\"Historien
\nDen originale iMac G3 \u2013 den f\u00f8rste 'USB-computer'<\/i><\/p>\n

I virkeligheden var f\u00f8dslen af den universelle serielle bus langt mere besv\u00e6rlig, og selve fremkomsten af USB er i h\u00f8j grad resultatet af en helt bestemt person \u2013 en ingeni\u00f8r fra Intel af indisk oprindelse ved navn Ajay Bhatt.<\/p>\n

\"Historien
\nAjay Bhatt, hovedid\u00e9manden og skaberen af USB-gr\u00e6nsefladen<\/i><\/p>\n

Allerede i 1992 begyndte Ajay at overveje, at en 'personlig computer' ikke helt retf\u00e6rdigg\u00f8r sit navn. Selv en s\u00e5 tilsyneladende simpel opgave som at tilslutte en printer og udskrive et dokument kr\u00e6vede en vis kvalifikation fra brugeren (selvom det virker m\u00e6rkeligt, hvorfor en kontorarbejder, der skal lave en rapport eller et regnskab, skulle forst\u00e5 komplekse teknologier?) eller tvang dem til at henvende sig til specialister. Og hvis alt forbliver u\u00e6ndret, ville PC'en aldrig blive et massem\u00f8de, og dermed ville det ikke v\u00e6re v\u00e6rd at dr\u00f8mme om at komme over 10 millioner brugere p\u00e5 verdensplan.<\/p>\n

Forst\u00e5elsen af behovet for en form for standardisering var tydelig b\u00e5de for Intel og Microsoft p\u00e5 det tidspunkt. Is\u00e6r f\u00f8rte unders\u00f8gelser inden for dette omr\u00e5de til fremkomsten af PCI-bussen og konceptet Plug & Play, hvilket betyder, at Bhattas initiativ, der besluttede at fokusere sin indsats p\u00e5 at finde en universel l\u00f8sning til tilslutning af periferienheder, m\u00e5tte blive positivt modtaget. Men s\u00e5dan gik det ikke: Adayas direkte chef, efter at have h\u00f8rt ingeni\u00f8ren, sagde, at denne opgave var s\u00e5 kompleks, at det ikke var v\u00e6rd at bruge tid p\u00e5.<\/p>\n

Adaya begyndte derefter at s\u00f8ge st\u00f8tte i parallelle grupper og fandt det i form af en af Intels anerkendte forskere (Intel Fellow), Fred Pollack, der p\u00e5 det tidspunkt var kendt for sit arbejde som f\u00f8rende ingeni\u00f8r p\u00e5 Intel iAPX 432 og den f\u00f8rende arkitekt p\u00e5 Intel i960, som gav projektet gr\u00f8nt lys. Det var dog kun begyndelsen: implementeringen af en s\u00e5 omfattende plan ville v\u00e6re umulig uden deltagelse af andre akt\u00f8rer p\u00e5 markedet. Fra dette tidspunkt begyndte de virkelige 'helvedesvandringer', da Adaya skulle overbevise deltagerne i Intel's arbejdsgrupper om livskraften i denne id\u00e9, og samtidig sikre sig st\u00f8tte fra andre hardwareproducenter.<\/p>\n

\"Historien
\nDet tog n\u00e6sten halvandet \u00e5r med mange diskussioner, godkendelser og brainstorming. I l\u00f8bet af denne tid sluttede Bala Kadambi, der ledede teamet, ansvarligt for udviklingen af PCI og Plug & Play og senere blev direkt\u00f8r for Intel's teknologiske standarder for input\/output interfaces, sig til Adaya, samt Jim Pappas, der var ekspert i input\/output systemer. Sommeren 1994 lykkedes det endelig at danne en arbejdsgruppe og starte et t\u00e6ttere samarbejde med andre virksomheder.<\/p>\n

I l\u00f8bet af det n\u00e6ste \u00e5r m\u00f8dtes Adaya og hans team med repr\u00e6sentanter fra mere end 50 virksomheder, herunder b\u00e5de sm\u00e5, specialiserede virksomheder og giganter som Compaq, DEC, IBM og NEC. Arbejdet stod n\u00e6sten p\u00e5 i d\u00f8gndrift: Tidligt om morgenen drog trioen af sted til talrige m\u00f8der, og om natten m\u00f8dtes de p\u00e5 den n\u00e6rmeste diner for at diskutere handlingsplanen for den kommende dag.<\/p>\n

M\u00e5ske virker denne arbejdsstil som spild af tid for nogle. Alligevel har det b\u00e5ret frugt: som resultat blev der dannet flere tv\u00e6rfaglige teams, der inkluderede ingeni\u00f8rer fra IBM og Compaq, som specialiserede sig i fremstilling af computerkomponenter, personer der arbejdede med chipdesign fra Intel og NEC, programm\u00f8rer der udviklede applikationer, drivere og styresystemer (herunder fra Microsoft), samt mange andre specialister. Det var netop det samtidige arbejde p\u00e5 flere fronter, der i sidste ende gjorde det muligt at skabe en virkelig fleksibel og universel standard.<\/p>\n

\"Historien
\nAjay Bhatt og Bala Kadambi ved overr\u00e6kkelsen af den europ\u00e6iske opfinderpris<\/i><\/p>\n

Selvom Ajays team form\u00e5ede str\u00e5lende at l\u00f8se de politiske (ved at fremme samarbejdet mellem forskellige virksomheder, herunder direkte konkurrenter) og tekniske (ved at samle mange eksperter inden for forskellige omr\u00e5der) udfordringer, var der stadig en anden aspekt, der kr\u00e6vede n\u00f8je opm\u00e6rksomhed \u2014 den \u00f8konomiske side af sagen. Her m\u00e5tte man g\u00e5 p\u00e5 kompromis. For eksempel f\u00f8rte \u00f8nsket om at reducere omkostningerne ved kablet til, at den USB Type-A, vi bruger den dag i dag, blev ensrettet. For at skabe et virkelig universelt kabel ville man ikke blot skulle \u00e6ndre konstruktionen af stiklet, s\u00e5 det blev symmetrisk, men ogs\u00e5 fordoble antallet af ledninger, hvilket ville fordoble omkostningerne ved kablet. Men nu har vi i det mindste et tidl\u00f8st meme om den kvantem\u00e6ssige natur af USB.<\/p>\n

\"Historien
\nAndre deltagere i projektet insisterede p\u00e5 neds\u00e6ttelsen af omkostningerne. Jim Pappas kan godt lide at mindes et opkald fra Betsy Tanner fra Microsoft, som en dag erkl\u00e6rede, at virksomheden desv\u00e6rre havde til hensigt at opgive brugen af USB-interface til produktion af computermus. \u00c5rsagen var, at b\u00e5ndbredden p\u00e5 5 Mbit\/s (som det oprindeligt var planlagt) var alt for h\u00f8j, og ingeni\u00f8rerne frygtede, at de ikke ville kunne overholde specifikationerne for elektromagnetisk interferens, hvilket ville betyde, at en s\u00e5dan \"turbo-mus\" kunne forstyrre den normale drift af b\u00e5de pc'en og andre perifere enheder.<\/p>\n

I svar p\u00e5 det rimelige argument om afsk\u00e6rmning sagde Betsy, at ekstra isolering ville g\u00f8re kablerne dyre: 4 cent ekstra per fod, eller 24 cent for et standard kabel p\u00e5 1,8 meter (6 fod), hvilket gjorde hele id\u00e9en meningsl\u00f8s. Desuden skulle musens kabel forblive fleksibelt nok til ikke at h\u00e6mme h\u00e5ndbev\u00e6gelsen. For at l\u00f8se dette problem blev det besluttet at tilf\u00f8je opdeling i h\u00f8jhastigheds (12 Mbit\/s) og lavhastigheds (1,5 Mbit\/s) tilstande. Den ekstra kapacitet p\u00e5 12 Mbit\/s gjorde det muligt at bruge splittere og hubs til samtidig at tilslutte flere enheder til \u00e9n port, mens 1,5 Mbit\/s var optimalt til tilslutning af mus, tastaturer og andre lignende enheder til pc'en.<\/p>\n

Jim betragter denne historie som en hindring, der endte med at sikre projektets succes. Uden Microsofts st\u00f8tte ville det have v\u00e6ret betydeligt sv\u00e6rere at promovere den nye standard p\u00e5 markedet. Desuden hjalp det fundne kompromis med at g\u00f8re USB v\u00e6sentligt billigere og dermed mere attraktivt i \u00f8jnene p\u00e5 producenterne af perifere enheder. <\/p>\n

Hvad fort\u00e6ller mit navn dig, eller Den vanvittige rebranding<\/h2>\n

\nOg da vi nu diskuterer USB-drev i dag, lad os ogs\u00e5 afklare situationen med versionerne og hastighedskarakteristikkerne for denne standard. Her er alt slet ikke s\u00e5 enkelt, som det kan synes ved f\u00f8rste \u00f8jekast, da USB Implementers Forum siden 2013 har gjort alt for at forvirre ikke kun almindelige forbrugere, men ogs\u00e5 fagfolk i IT-verdenen.<\/p>\n

Tidligere var alt ret simpelt og logisk: vi havde en langsom USB 2.0 med en maksimal b\u00e5ndbredde p\u00e5 480 Mbit\/s (60 MB\/s) og en 10 gange hurtigere USB 3.0, der har en maksimal overf\u00f8rselshastighed p\u00e5 op til 5 Gbit\/s (640 MB\/s). Takket v\u00e6re bagudkompatibiliteten kan en enhed med USB 3.0 tilsluttes en USB 2.0 port (eller omvendt), men i s\u00e5 fald vil l\u00e6se- og skrivehastigheden for filer v\u00e6re begr\u00e6nset til 60 MB\/s, da den langsommere enhed fungerer som et 'flaskehals'.<\/p>\n

Den 31. juli 2013 skabte USB-IF en del forvirring i dette elegante system: netop denne dag blev en ny specifikation annonceret - USB 3.1. Og nej, det handler ikke om br\u00f8kdelte versionsnumre, som vi har set f\u00f8r (selvom det er v\u00e6rd at bem\u00e6rke, at USB 1.1 var en opdateret version af 1.0 og ikke noget kvalitativt nyt), men det er, at USB Implementers Forum af en eller anden grund besluttede at omd\u00f8be den gamle standard. F\u00f8lg med her:<\/p>\n