No mundo digital de hoje, os dados desempenham um papel fundamental no nosso trabalho e na nossa vida quotidiana. Quer se trate de documentos de escritório, fotografias de família, filmes ou ficheiros de instalação do sistema operativo, todos nós precisamos de uma ferramenta de armazenamento fiável, portátil e fácil de utilizar. O Memória USB, também conhecido como Unidade flash USB, um pequeno aparelho que quase toda a gente já utilizou, foi criado exatamente para estas necessidades.
O que é uma memória USB
Uma memória USB, também designada por unidade flash USB, é um dispositivo de armazenamento pequeno e portátil que se liga a um computador ou a outros dispositivos através de uma porta USB. Utiliza a tecnologia de memória flash para armazenar dados, pelo que não necessita de cabos de alimentação adicionais ou de uma caixa volumosa. Todos os seus componentes electrónicos estão acondicionados dentro de um pequeno invólucro. Devido ao facto de ter aproximadamente o tamanho de um dedo, as pessoas também lhe chamam "thumb drive" ou "pen drive". Ao contrário dos discos rígidos antigos, uma unidade flash USB não tem partes móveis, o que a torna silenciosa, resistente a choques e fácil de transportar no bolso ou num porta-chaves.
Uma breve história
A tecnologia principal de uma unidade flash USB chama-se memória flash. Foi inventada por um engenheiro japonês chamado Fujio Masuoka na Toshiba em 1984. A memória flash é não volátil, o que significa que mantém os dados mesmo quando a alimentação é desligada. Este facto tornou possível todo o tipo de armazenamento portátil.
As primeiras pessoas a combinar a memória flash com um conetor USB e a vendê-la como produto foram Dov Moran e a sua empresa M-Systems em Israel. Em 1998, construíram o primeiro projeto funcional. Em 2000, a IBM e a M-Systems lançaram um produto chamado DiskOnKey e, ao mesmo tempo, uma empresa de Singapura chamada Trek Technology lançou a ThumbDrive. Estas são consideradas as primeiras unidades flash USB.
Os modelos mais antigos só podiam armazenar 8 MB ou 32 MB de dados. Atualmente, é possível comprar facilmente unidades com 1 TB (mil gigabytes) ou até mais. Nos últimos vinte anos, este pequeno dispositivo mudou completamente a forma como as pessoas movimentam e partilham dados.
Dentro de uma unidade flash USB
Se abrir a caixa de plástico ou de metal de uma unidade flash USB, verá uma pequena placa de circuitos com várias peças electrónicas. Eis os principais componentes.
O conetor USB é a extremidade metálica que se liga ao computador. Transporta dados e também fornece energia do computador para a unidade.
O chip controlador é o cérebro da unidade. É um pequeno microcontrolador que gere tudo: ler e escrever dados, corrigir erros e garantir que a memória flash se desgasta uniformemente para durar mais tempo. As diferentes marcas de controladores podem afetar a velocidade e a fiabilidade.
O chip de memória flash NAND é onde os seus dados são efetivamente armazenados. Contém milhares de milhões de células minúsculas. Cada célula contém uma certa quantidade de carga eléctrica, e o nível de carga representa um 0 ou um 1. Mesmo quando a energia é retirada, a carga mantém-se durante muitos anos.
O oscilador de cristal é uma pequena peça de metal ou cerâmica, normalmente marcada com um número como 12.000. Fornece um sinal de relógio constante para que o controlador possa trabalhar à velocidade correta.
A placa de circuito impresso (PCB) liga todas as peças entre si. Tem linhas de cobre finas que transportam sinais e energia do conetor para os chips.
O caso protege tudo o que está no seu interior. Pode ser feita de plástico, borracha ou metal e protege contra o pó, a eletricidade estática e os choques físicos.
Como funciona
Quando liga uma unidade flash USB ao seu computador, este envia 5 volts de energia através da porta USB. Os circuitos internos da unidade arrancam e o chip controlador começa a aguardar comandos. O computador detecta um novo dispositivo e pede à unidade que se descreva. A unidade responde com informações como a sua capacidade e as velocidades que suporta. Alguns momentos depois, a unidade aparece no gestor de ficheiros.
Quando se copia um ficheiro para a unidade, o computador divide o ficheiro em pequenos pedaços de dados e envia-os para o chip controlador. O controlador guarda os dados numa memória intermédia temporária e depois decide onde escrevê-los no chip flash NAND. Também adiciona códigos de correção de erros adicionais para que, mais tarde, quando ler o ficheiro, quaisquer pequenos erros possam ser corrigidos automaticamente. Depois de terminada a escrita, a unidade diz ao computador “concluído”.”
Quando se lê um ficheiro, acontece o contrário. O controlador procura onde os dados estão armazenados no chip flash, lê-os, corrige eventuais erros e envia-os de volta para o computador através do cabo USB.
Uma coisa importante a saber é que a memória flash só pode ser escrita ou apagada em grandes blocos, e não byte a byte. Assim, mesmo que altere apenas uma letra num documento, a unidade pode ter de ler um bloco inteiro, alterá-lo e voltar a escrever o bloco inteiro. É por este motivo que as unidades USB são mais lentas quando copia milhares de pequenos ficheiros em comparação com alguns ficheiros grandes.
Caraterísticas principais
As unidades flash USB têm várias caraterísticas que as tornam diferentes de outros dispositivos de armazenamento, e essas caraterísticas explicam o facto de terem permanecido populares durante tanto tempo.
Armazenamento não volátil é a caraterística mais importante. Ao contrário da memória do computador (RAM), uma unidade USB não perde dados quando a alimentação é desligada. É por isso que pode guardar ficheiros durante anos.
Não necessita de alimentação externa é outra grande vantagem. A unidade funciona inteiramente com energia da porta USB, pelo que não há baterias para carregar ou adaptadores para transportar.
Sem partes móveis torna a unidade muito resistente. Se deixar cair um disco rígido tradicional enquanto está a funcionar, o disco giratório e a cabeça de leitura podem ficar facilmente danificados. Se deixar cair uma unidade flash USB, é quase certo que não sofrerá danos. Isto torna-a perfeita para transportar numa mala ou no bolso.
Plug and play é o que os utilizadores mais gostam. Em quase todos os computadores modernos, basta inserir a unidade, aguardar alguns segundos e ela aparece. Não é necessário instalar qualquer software de controlador. Quando terminar, pode retirá-la depois de a ejetar em segurança.
Ampla compatibilidade significa que uma unidade flash USB funciona com praticamente qualquer dispositivo que tenha uma porta USB. Isto inclui PCs de secretária, computadores portáteis, smart TVs, sistemas de áudio para automóveis, consolas de jogos, projectores e até muitas impressoras e routers.
Velocidades de transferência e normas USB
A norma USB que a unidade utiliza tem um grande efeito na rapidez com que pode ler e escrever dados. O grupo USB-IF alterou as regras de nomenclatura algumas vezes, mas a tabela abaixo mostra os nomes mais comuns e o seu significado na vida real.
| Nome comum | Velocidade máxima teórica | Velocidade típica do mundo real | Melhor para |
|---|---|---|---|
| USB 2.0 | 480 Mbps (cerca de 60 MB/s) | 10-30 MB/s | Pequenos documentos, fotografias, música |
| USB 3.2 Gen 1 (anteriormente USB 3.0) | 5 Gbps (cerca de 640 MB/s) | 80-150 MB/s | Vídeos HD, instalações de sistemas, grandes cópias de segurança |
| USB 3.2 Gen 2 (anteriormente USB 3.1) | 10 Gbps | 200-400 MB/s | Grandes ficheiros de projeto, armazenamento externo rápido |
| USB 3.2 Gen 2×2 | 20 Gbps | 400+ MB/s | Edição de vídeo profissional, unidades NVMe |
| USB 4 | 40 Gbps | Muito elevado | Desempenho de alto nível |
Uma nota muito importante: a velocidade impressa na embalagem de uma unidade USB (por exemplo, “150 MB/s”) refere-se normalmente à ler velocidade. A velocidade de escrita é frequentemente muito inferior. Se copiar frequentemente grandes quantidades de dados para a unidade, procure análises ou detalhes do produto que indiquem também a velocidade de gravação. Além disso, a velocidade real depende do tamanho dos ficheiros. Copiar um ficheiro de filme grande é muito mais rápido do que copiar dez mil ficheiros de documentos pequenos, porque a unidade gasta mais tempo a encontrar a localização de cada ficheiro pequeno.
Tipos de conectores
A forma do conetor USB decide a que dispositivos a unidade se pode ligar. Eis os três tipos mais comuns.
USB tipo A é o tradicional conetor retangular. É nisto que a maioria das pessoas pensa quando imagina uma unidade USB. Só entra de uma forma, mas funciona com quase todos os computadores e portáteis fabricados nos últimos vinte anos. O tipo A tem a compatibilidade mais alargada.
USB tipo C é um conetor oval mais recente que pode ser ligado de qualquer forma - não há lado errado. O Type-C suporta velocidades muito mais rápidas (até USB 4) e também pode transportar mais energia. Muitos dos novos computadores portáteis, tablets e até smartphones utilizam agora o Type-C. Algumas unidades modernas vêm com conectores Tipo A e Tipo C no mesmo dispositivo, ou têm apenas uma ficha Tipo C.
Micro-USB é um conetor mais pequeno e antigo que era comum nos telemóveis e tablets Android há vários anos. Atualmente, os novos dispositivos raramente o utilizam, mas ainda é possível encontrar unidades Micro-USB concebidas para telemóveis antigos que suportam o modo OTG (On-The-Go). A maioria destas unidades está limitada a velocidades USB 2.0.
Algumas unidades têm uma tampa deslizante ou rotativa para proteger o conetor quando não está a ser utilizado. Existem também unidades com um conetor Lightning para iPhones e iPads Apple mais antigos, mas são menos comuns.
Capacidade de armazenamento
As unidades flash USB existem em muitos tamanhos diferentes, desde os primeiros modelos com apenas alguns megabytes (MB) até às unidades actuais com capacidade para um ou dois terabytes (TB). A escolha do tamanho correto depende do que pretende armazenar.
8 GB a 32 GB são perfeitas para documentos do dia a dia, ficheiros de trabalho, fotografias e um pouco de música. Se transporta principalmente ficheiros Word, PDF e apresentações PowerPoint, esta gama oferece a melhor relação qualidade/preço.
64 GB a 128 GB são para pessoas que precisam de mais espaço - talvez fotografias de várias viagens, uma coleção de instaladores de software ou uma cópia de segurança dos dados do seu telemóvel. São também um bom tamanho se pretender criar uma unidade de arranque com um sistema operativo portátil.
256 GB a 512 GB podem lidar com clips de vídeo HD, ficheiros de jogos ou uma imagem completa do sistema do disco rígido do seu computador. Os trabalhadores criativos e os profissionais de TI escolhem frequentemente esta gama.
1 TB e superior são verdadeiramente grandes. Podem conter dezenas de filmes em Blu-ray, dezenas de milhares de músicas com qualidade sem perdas ou arquivos completos de projectos de trabalho inteiros. No entanto, são mais caras e poderá ser necessário formatá-las como exFAT ou NTFS para armazenar ficheiros com mais de 4 GB.
Para o ajudar a imaginar os números: uma fotografia JPEG típica de 12 megapixéis ocupa cerca de 3 a 5 MB. Uma unidade de 128 GB pode armazenar cerca de 25.000 a 42.000 dessas fotografias. Uma música MP3 de 5 minutos ocupa cerca de 5 MB, pelo que uma unidade de 128 GB pode armazenar cerca de 25.000 músicas. Um filme de 90 minutos em 1080p bem comprimido ocupa cerca de 2 GB, pelo que a mesma unidade tem capacidade para cerca de 60 filmes.
Utilizações comuns
As unidades flash USB são utilizadas para muito mais do que apenas copiar ficheiros. Aqui estão algumas das formas mais populares de as utilizar.
Cópia de segurança e armazenamento de dados é a utilização mais básica. Quer guarde fotografias de família como uma segunda cópia ou mantenha documentos de trabalho offline, uma unidade USB proporciona-lhe uma cópia de segurança física que não depende da Internet ou de uma conta na nuvem. Para as pessoas que não querem carregar informações sensíveis online, uma unidade é uma escolha simples e direta.
Transferência de ficheiros entre computadores continua a ser uma das principais funções de uma unidade USB. Quando se tem um ficheiro muito grande, ou quando não há uma boa ligação à Internet, copiar para uma unidade e entregá-lo a alguém é muitas vezes mais rápido e mais fiável do que qualquer transferência online. Também é possível ligar uma unidade à porta USB de um automóvel para reproduzir música ou a uma smart TV para ver um filme.
Instalar um sistema operativo é outra tarefa comum. Pode utilizar uma ferramenta gratuita para gravar uma imagem de instalação do Windows ou Linux numa unidade USB. Depois, configura-se o computador para arrancar a partir dessa unidade e é possível instalar ou reparar o sistema operativo. Isto é muito mais rápido do que utilizar os antiquados DVDs, e muitos computadores modernos não têm qualquer unidade de disco.
Executar um sistema operativo portátil (Live USB) leva isto um passo mais longe. Pode instalar um sistema Linux completo numa unidade USB e depois arrancar qualquer computador a partir dela. Obtém o seu próprio ambiente de trabalho, as suas próprias definições e o seu próprio software instalado, sem alterar nada no disco rígido interno do computador. Isto é útil para reparações de emergência, navegação privada ou para utilizar um computador emprestado em segurança.
Utilizar aplicações portáteis é um truque inteligente para os utilizadores do Windows. Muitos programas, como navegadores Web, suites de escritório e gestores de palavras-passe, têm versões “portáteis” que funcionam diretamente a partir de uma unidade USB sem instalação. Pode transportar as suas ferramentas favoritas e utilizá-las em qualquer computador.
Reparação e diagnóstico do sistema é uma tarefa para utilizadores técnicos. Pode colocar ferramentas de reparação de discos, verificadores de vírus ou gestores de partições numa unidade USB. Se um computador não arrancar normalmente, pode arrancar a partir da unidade e tentar resolver o problema.
Prós e contras
Cada dispositivo de armazenamento tem os seus pontos fortes e fracos. Conhecê-los ajudá-lo-á a utilizar a sua unidade flash USB de forma sensata e a evitar a perda de dados importantes.
Vantagens
Portabilidade é o ponto mais forte. Uma unidade típica pesa apenas alguns gramas e tem o comprimento de uma pastilha elástica. Pode pendurá-la no porta-chaves sem sequer dar por ela.
Sem partes móveis torna a unidade muito robusta. Deixá-la cair de uma secretária ou esmagá-la dentro de um saco raramente causa danos. Este tipo de resistência é impossível para os discos rígidos mecânicos.
Sem alimentação externa significa que a unidade funciona em qualquer lugar onde exista uma porta USB. Não precisa de se preocupar com o esgotamento das pilhas ou com a necessidade de encontrar uma tomada eléctrica.
Compatibilidade alargada é quase universal. Desde um computador de secretária com dez anos até ao mais recente computador portátil, desde uma PlayStation até ao sistema de som do carro - a maioria dos dispositivos com uma porta USB pode ler uma unidade USB.
Plug and play mantém as coisas simples. Até um principiante consegue copiar ficheiros após alguns segundos.
Boa relação qualidade/preço torna as unidades acessíveis. Atualmente, é possível comprar uma unidade de 64 GB de uma marca fiável por apenas alguns dólares - um preço que pareceria inacreditável há dez anos.
Desvantagens
Ciclos de escrita limitados é um facto da memória flash. Cada célula de memória só pode ser apagada e regravada um determinado número de vezes. Para a memória flash MLC, esse número é de cerca de 3.000 a 10.000 ciclos. Os utilizadores normais raramente atingem este limite, mas se utilizar uma unidade como um disco de trabalho temporário para edição de vídeo ou para executar software que escreve ficheiros minúsculos a toda a hora, a unidade pode desgastar-se mais cedo.
Constrangimentos de velocidade são comuns, especialmente em unidades baratas. Uma unidade marcada como USB 3.0 pode ainda escrever dados a apenas 20-30 MB/s, o que é muito mais lento do que um SSD externo que escreve a 400-1000 MB/s. Se mover ficheiros grandes todos os dias, a velocidade de uma unidade USB básica pode tornar-se frustrante.
Fácil de perder é o outro lado de ser pequeno. Não é invulgar esquecer-se de uma unidade numa impressora, numa sala de conferências ou num computador de uma biblioteca. E como as unidades são pequenas, podem cair de um porta-chaves sem que se dê por isso. Se a unidade não estiver encriptada, qualquer pessoa que a encontre pode ler os seus ficheiros.
Sem redundância de hardware significa que, se o chip controlador ou o chip flash falhar, é quase certo que os seus dados desaparecerão para sempre. Ao contrário de um disco rígido mecânico, em que um laboratório profissional pode por vezes recuperar os dados, as unidades USB são muito difíceis e dispendiosas de recuperar.
Não é bom para armazenamento a longo prazo no frio é outro limite. A carga eléctrica no interior da memória flash perde-se lentamente com o tempo. Se encher uma unidade com dados e a colocar numa gaveta durante cinco anos sem a ligar, alguns dos seus ficheiros podem tornar-se ilegíveis. Por conseguinte, uma unidade USB não deve ser a sua única cópia de arquivos verdadeiramente importantes.
Conclusão
De um brinquedo minúsculo que, há vinte anos, podia conter apenas algumas músicas MP3, a um armazém de dados portátil que guarda colecções inteiras de filmes, a unidade flash USB percorreu um longo caminho. O armazenamento na nuvem não a matou e os SSD externos não a substituíram. Em vez disso, a unidade USB continua a ser um companheiro de confiança nos bolsos dos utilizadores comuns e dos profissionais, graças à sua extrema portabilidade, incrível compatibilidade e relação preço/capacidade cada vez melhor. É claro que nenhum dispositivo é perfeito. É necessário compreender os seus limites para o utilizar de forma sensata. A melhor abordagem é tratar uma unidade flash USB como um meio móvel conveniente e uma ferramenta temporária, não como um arquivo permanente ou a sua única cópia de segurança.
