Unidad flash USB

Una unidad flash (también unidad de memoria USB , pendrive y pendrive ) [ ^{1] [nota 1]} es un dispositivo de almacenamiento de datos que incluye memoria flash con una interfaz USB integrada . Una unidad USB típica es extraíble, regrabable y más pequeña que un disco óptico , y generalmente pesa menos de 30 g (1 oz). Desde que se ofreció por primera vez a la venta a fines de 2000, las capacidades de almacenamiento de las unidades USB varían de 8 megabytes a 256 gigabytes (GB ^{[nota 2]} ), 512 GB y 1  terabyte (TB ^{[nota 3]} ). ^{[4] [5]} A partir de 2023, las unidades flash de 2 TB eran las más grandes actualmente en producción. ^{[6] [7]} Algunas permiten hasta 100,000 ciclos de escritura/borrado, dependiendo del tipo exacto de chip de memoria utilizado, y se cree que duran físicamente entre 10 y 100 años en circunstancias normales ( tiempo de almacenamiento en estante ^{[nota 4]} ).

Los usos comunes de las unidades flash USB son el almacenamiento, las copias de seguridad complementarias y la transferencia de archivos de computadora . En comparación con los disquetes o CD , son más pequeños, más rápidos, tienen mucha más capacidad y son más duraderos debido a la falta de partes móviles. Además, son menos vulnerables a las interferencias electromagnéticas que los disquetes y no se dañan por los rayones en la superficie (a diferencia de los CD). Sin embargo, como con cualquier almacenamiento flash, la pérdida de datos por fuga de bits debido a la falta prolongada de energía eléctrica y la posibilidad de falla espontánea del controlador debido a una fabricación deficiente podrían hacerlo inadecuado para el archivado de datos a largo plazo . La capacidad de retener datos se ve afectada por el firmware del controlador, la redundancia de datos interna y los algoritmos de corrección de errores . ^{[8] [9]}

Hasta aproximadamente 2005, la mayoría de las computadoras de escritorio y portátiles se suministraban con unidades de disquete además de puertos USB, pero las unidades de disquete se volvieron obsoletas después de la adopción generalizada de puertos USB y la mayor capacidad de la unidad USB en comparación con el disquete de 3,5 pulgadas de " 1,44 megabytes ".

Las unidades flash USB utilizan el estándar de clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB , compatible de forma nativa con sistemas operativos modernos como Windows , Linux , macOS y otros sistemas similares a Unix , así como muchas ROM de arranque BIOS . Las unidades USB con soporte USB 2.0 pueden almacenar más datos y transferir más rápido que unidades de discos ópticos mucho más grandes como las unidades CD-RW o DVD-RW y pueden ser leídas por muchos otros sistemas como Xbox One , PlayStation 4 , reproductores de DVD, sistemas de entretenimiento de automóviles y en una serie de dispositivos portátiles como teléfonos inteligentes y tabletas, aunque la tarjeta SD electrónicamente similar es más adecuada para esos dispositivos, debido a su factor de forma estandarizado, que permite que la tarjeta se aloje dentro de un dispositivo sin sobresalir.

Una unidad flash consiste en una pequeña placa de circuito impreso que contiene los elementos del circuito y un conector USB, aislado eléctricamente y protegido dentro de una carcasa de plástico, metal o goma, que se puede llevar en un bolsillo o en un llavero, por ejemplo. Algunas están equipadas con un LED indicador de E/S que se enciende o parpadea al acceder. El conector USB puede estar protegido por una tapa extraíble o retrayéndose dentro del cuerpo de la unidad, aunque no es probable que se dañe si no está protegido. La mayoría de las unidades flash utilizan una conexión USB tipo A estándar que permite la conexión con un puerto de una computadora personal, pero también existen unidades para otras interfaces (por ejemplo, puertos micro-USB y USB-C). Las unidades flash USB se alimentan de la computadora a través de la conexión USB. Algunos dispositivos combinan la funcionalidad de un reproductor multimedia portátil con almacenamiento flash USB; requieren una batería solo cuando se usan para reproducir música mientras se está en movimiento.

La base de las unidades flash USB es la memoria flash , un tipo de memoria semiconductora de puerta flotante inventada por Fujio Masuoka a principios de la década de 1980. La memoria flash utiliza transistores MOSFET de puerta flotante como celdas de memoria . ^{[10] [11]}

Varias personas han reivindicado la invención de la memoria USB. El 5 de abril de 1999, Amir Ban , Dov Moran y Oron Ogdan, de M-Systems , una empresa israelí , presentaron una solicitud de patente titulada "Arquitectura para un disco flash de PC basado en bus serie universal". ^{[12] [3]} La patente se concedió posteriormente el 14 de noviembre de 2000 y estas personas han sido reconocidas a menudo como los inventores de la memoria USB. ^[13] También en 1999, Shimon Shmueli, un ingeniero de IBM, presentó una divulgación de invención afirmando que había inventado la memoria USB. ^{[3] [14]} Una empresa de Singapur llamada Trek 2000 International es la primera empresa conocida por haber vendido una memoria USB, y también ha mantenido que es el inventor original del dispositivo. ^[15] Finalmente, Pua Khein-Seng , un ingeniero malasio, también ha sido reconocido por algunos como posible inventor del dispositivo. ^[16]

En vista de estas reivindicaciones de los inventores en pugna, a lo largo de los años han surgido disputas sobre patentes relacionadas con la memoria USB. Tanto Trek 2000 International como Netac Technology han acusado a otros de infringir sus patentes sobre la memoria USB. ^{[17] [18] [19]} Sin embargo, la cuestión de quién fue el primero en inventar la memoria USB sigue en pie, y Natec Technology obtuvo los derechos de autor básicos de American el 7 de diciembre de 2004. Y en la demanda, la empresa PNY pagó 1.000 millones de dólares a Natec.

Las unidades flash suelen medirse por la velocidad a la que transfieren datos. Las velocidades de transferencia pueden expresarse en megabytes por segundo (MB/s), megabits por segundo (Mbit/s) o en multiplicadores de unidades ópticas como "180X" (180 veces 150  KiB /s). ^[20] Las velocidades de transferencia de archivos varían considerablemente entre dispositivos. Se ha afirmado que las unidades flash de segunda generación pueden leer a una velocidad de hasta 30 MB/s y escribir a aproximadamente la mitad de esa velocidad, lo que era unas 20 veces más rápido que la velocidad de transferencia teórica alcanzable por el modelo anterior, USB 1.1, que está limitada a 12 Mbit/s (1,5 MB/s) con la sobrecarga contabilizada. ^[21] La velocidad de transferencia efectiva de un dispositivo se ve afectada significativamente por el patrón de acceso a los datos. ^[22]

En 2002, las unidades flash USB tenían conectividad  USB 2.0 , que tiene 480 Mbit /s como límite superior de la tasa de transferencia; después de tener en cuenta la sobrecarga del protocolo que se traduce en un rendimiento efectivo de 35  MB ^{/s. [ cita requerida ]} Ese mismo año, Intel impulsó el uso generalizado de USB de segunda generación al incluirlos en sus computadoras portátiles. ^[23]

En 2010, la capacidad máxima de almacenamiento disponible para los dispositivos había alcanzado los 128 GB. ^[24] El USB 3.0 tardó en aparecer en los ordenadores portátiles. En 2010, la mayoría de los modelos de ordenadores portátiles todavía contenían únicamente USB 2.0. ^[23]

En enero de 2013, la empresa tecnológica Kingston lanzó una unidad flash con 1 TB de almacenamiento. ^[25] Las primeras unidades flash USB 3.1 tipo C , con velocidades de lectura/escritura de alrededor de 530 MB/s, se anunciaron en marzo de 2015. ^[26] En julio de 2016, las unidades flash con capacidad de 8 a 256 GB se vendían con más frecuencia que aquellas con capacidades entre 512 GB y 1 TB. ^{[4] [5]} En 2017, Kingston Technology anunció el lanzamiento de una unidad flash de 2 TB. ^[27] En 2018, SanDisk anunció una unidad flash USB-C de 1 TB, la más pequeña de su tipo. ^[28]

En una unidad flash USB, un extremo del dispositivo está equipado con un solo conector USB estándar A ; algunas unidades flash también ofrecen un conector micro USB o USB-C, lo que facilita la transferencia de datos entre diferentes dispositivos. ^[29]

En una unidad flash USB, un extremo del dispositivo está equipado con un solo conector USB ; algunas unidades flash también ofrecen un conector micro USB , lo que facilita la transferencia de datos entre diferentes dispositivos.

Dentro de la carcasa hay una pequeña placa de circuito impreso, que tiene algunos circuitos de alimentación y una pequeña cantidad de circuitos integrados (CI) montados en superficie . ^{[ cita requerida ]} Por lo general, uno de estos CI proporciona una interfaz entre el conector USB y la memoria incorporada, mientras que el otro es la memoria flash . Las unidades suelen utilizar la clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB para comunicarse con el host. ^[30]

La memoria flash combina una serie de tecnologías antiguas, con un menor coste, un menor consumo de energía y un tamaño reducido, que son posibles gracias a los avances en la tecnología de fabricación de dispositivos semiconductores . El almacenamiento de la memoria se basa en las tecnologías EPROM y EEPROM anteriores . Estas tenían una capacidad limitada, eran lentas tanto para la lectura como para la escritura, requerían circuitos complejos de control de alto voltaje y solo se podían reescribir después de borrar todo el contenido del chip.

Los diseñadores de hardware desarrollaron posteriormente EEPROM con la región de borrado dividida en "campos" más pequeños que podían borrarse individualmente sin afectar a los demás. Para alterar el contenido de una ubicación de memoria en particular era necesario copiar todo el campo en una memoria intermedia externa al chip, borrar el campo, modificar los datos según fuera necesario en la memoria intermedia y volver a escribirlos en el mismo campo. Esto requería un considerable apoyo informático, y los sistemas de memoria flash EEPROM basados ​​en PC a menudo llevaban su propio sistema de microprocesador dedicado. Las unidades flash son más o menos una versión miniaturizada de esto.

El desarrollo de interfaces de datos en serie de alta velocidad, como USB, hizo viables los sistemas de memoria de semiconductores con almacenamiento de acceso en serie, y el desarrollo simultáneo de sistemas de microprocesadores pequeños, de alta velocidad y bajo consumo de energía permitió que esto se incorporara en sistemas extremadamente compactos. El acceso en serie requiere muchas menos conexiones eléctricas para los chips de memoria que el acceso en paralelo , lo que simplifica la fabricación de unidades de varios gigabytes .

Los ordenadores acceden a los sistemas de memoria flash modernos ^[actualizar]de forma muy similar a como lo hacen con los discos duros, donde el sistema controlador tiene control total sobre dónde se almacena realmente la información. Sin embargo, los procesos reales de escritura y borrado de la EEPROM siguen siendo muy similares a los de los sistemas anteriores descritos anteriormente.

Muchos reproductores MP3 de bajo coste simplemente añaden software adicional y una batería a un microprocesador de control de memoria flash estándar para que también pueda servir como decodificador de reproducción de música. La mayoría de estos reproductores también se pueden utilizar como una unidad flash convencional para almacenar archivos de cualquier tipo.

Normalmente una unidad flash consta de cinco partes:

• Conector USB: proporciona una interfaz física con el ordenador anfitrión. Algunas unidades flash USB utilizan un conector USB que no protege los contactos, con la posibilidad de enchufarlas en el puerto USB con la orientación incorrecta, si el tipo de conector no es simétrico.
• Controlador de almacenamiento masivo USB: un pequeño microcontrolador con una pequeña cantidad de ROM y RAM en chip .
• Chip(s) de memoria flash NAND : almacenan datos (la memoria flash NAND también suele usarse en cámaras digitales ).
• Oscilador de cristal  : produce la señal de reloj principal del dispositivo y controla la salida de datos del dispositivo a través de un bucle de bloqueo de fase .
• Cubierta: generalmente hecha de plástico o metal, protege los componentes electrónicos contra tensiones mecánicas e incluso posibles cortocircuitos.

El dispositivo típico también puede incluir:

• Puentes y pines de prueba: para realizar pruebas durante la fabricación de la unidad flash o cargar código en su microcontrolador .
• LED : indican transferencias de datos o lecturas y escrituras de datos.
• Interruptores de protección contra escritura : habilitan o deshabilitan la escritura de datos en la memoria.
• Espacio libre: proporciona espacio para incluir un segundo chip de memoria. Este segundo espacio permite al fabricante utilizar una única placa de circuito impreso para más de un dispositivo de almacenamiento.
• Tapa o cubierta del conector USB: reduce el riesgo de daños, evita la entrada de suciedad u otros contaminantes y mejora la apariencia general del dispositivo. Algunas unidades flash utilizan conectores USB retráctiles. Otras tienen una disposición giratoria para que el conector se pueda proteger sin quitar nada.
• Ayuda para el transporte: la tapa o el cuerpo suelen contener un orificio adecuado para conectarlo a un llavero o a un cordón . Si se conecta la tapa en lugar del cuerpo, puede perderse la unidad.
• Algunas unidades ofrecen almacenamiento expandible a través de una ranura para tarjeta de memoria interna , de forma muy similar a un lector de tarjetas de memoria . ^{[31] [32]}

La mayoría de las memorias USB pesan menos de 30 g (1 oz). ^[33] Mientras que algunos fabricantes compiten por el tamaño más pequeño, ^[34] con la memoria más grande, ofreciendo unidades solo unos milímetros más grandes que el propio conector USB, ^[35] algunos fabricantes diferencian sus productos mediante el uso de carcasas elaboradas, que a menudo son voluminosas y dificultan la conexión de la unidad al puerto USB. Debido a que los conectores del puerto USB en la carcasa de una computadora a menudo están muy juntos, conectar una memoria USB a un puerto USB puede bloquear un puerto adyacente. Dichos dispositivos pueden llevar el logotipo USB solo si se venden con un cable de extensión separado. Dichos cables son compatibles con USB, pero no se ajustan al estándar USB. ^{[36] [37]}

Las memorias USB se han integrado en otros artículos de uso común, como relojes, bolígrafos, punteros láser e incluso la navaja suiza ; otras se han equipado con carcasas novedosas, como coches de juguete o piezas de Lego . Las memorias USB con imágenes de dragones, gatos o extraterrestres son muy populares en Asia. ^[38] El pequeño tamaño, la robustez y el bajo precio de las memorias USB las convierten en un periférico cada vez más popular para la modificación de carcasas .

La mayoría de las unidades flash se entregan preformateadas con los sistemas de archivos FAT32 o exFAT . La ubicuidad del sistema de archivos FAT32 permite acceder a la unidad desde prácticamente cualquier dispositivo host con soporte USB. Además, se pueden utilizar utilidades de mantenimiento FAT estándar (por ejemplo, ScanDisk ) para reparar o recuperar datos dañados . Sin embargo, debido a que una unidad flash aparece como un disco duro conectado por USB en el sistema host, la unidad se puede reformatear a cualquier sistema de archivos compatible con el sistema operativo host.

Las unidades flash se pueden desfragmentar . Existe una opinión generalizada de que la desfragmentación aporta pocas ventajas (ya que no hay un cabezal mecánico que se mueva de un fragmento a otro) y que la desfragmentación acorta la vida útil de la unidad al realizar muchas escrituras innecesarias. ^[39] Sin embargo, algunas fuentes afirman ^[40] que desfragmentar una unidad flash puede mejorar el rendimiento (principalmente debido a un mejor almacenamiento en caché de los datos agrupados) y que el desgaste adicional de las unidades flash puede no ser significativo.

Algunos sistemas de archivos están diseñados para distribuir el uso en todo un dispositivo de memoria sin concentrar el uso en ninguna parte (por ejemplo, para un directorio) para prolongar la vida útil de los dispositivos de memoria flash simples. Algunas unidades flash USB tienen esta función de " nivelación de desgaste " incorporada en el controlador de software para prolongar la vida útil del dispositivo, mientras que otras no la tienen, por lo que no es necesariamente útil instalar uno de estos sistemas de archivos. ^[41]

Los sectores tienen una longitud de 512 bytes para que sean compatibles con los discos duros, y el primer sector puede contener un registro de arranque maestro y una tabla de particiones . Por lo tanto, las unidades flash USB se pueden particionar al igual que las unidades de disco duro.

La memoria en las unidades flash se diseñó comúnmente con una memoria basada en celdas de múltiples niveles (MLC) que es buena para alrededor de 3000 a 5000 ciclos de borrado de programa. ^[42] Hoy en día, también se usa a menudo la celda de triple nivel (TLC), que tiene hasta 500 ciclos de escritura por sector físico, mientras que algunas unidades flash de alta gama tienen una memoria basada en celdas de un solo nivel (SLC) que es buena para alrededor de 30 000 escrituras. ^[43] Prácticamente no hay límite para la cantidad de lecturas de dicha memoria flash, por lo que una unidad USB muy usada puede estar protegida contra escritura para ayudar a garantizar la vida útil de las celdas individuales.

La estimación de la resistencia de la memoria flash es un tema complejo que depende del tipo de memoria SLC / MLC / TLC , el tamaño de los chips de memoria flash y el patrón de uso real. Como resultado, una unidad flash USB puede durar desde unos pocos días hasta varios cientos de años. ^[44]

Independientemente de la resistencia de la memoria en sí, el hardware del conector USB está especificado para soportar solo alrededor de 1500 ciclos de inserción y extracción. ^[45]

Las unidades flash USB falsificadas a veces se venden con la afirmación de tener capacidades superiores a las que realmente poseen. Por lo general, se trata de unidades USB de baja capacidad con un firmware de controlador de memoria flash modificado que emula unidades de mayor capacidad (por ejemplo, una unidad de 2 GB que se comercializa como una unidad de 64 GB). Cuando se conectan a una computadora, informan que tienen la capacidad mayor con la que se vendieron, pero cuando se escriben datos en ellas, la escritura falla, la unidad se bloquea o sobrescribe los datos existentes. Existen herramientas de software para verificar y detectar unidades USB falsas, ^{[46] [47] [48]} y en algunos casos es posible reparar estos dispositivos para eliminar la información de capacidad falsa y utilizar su límite de almacenamiento real. ^[49]

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Las velocidades de transferencia están determinadas técnicamente por el más lento de tres factores: la versión USB utilizada, la velocidad con la que el dispositivo controlador USB puede leer y escribir datos en la memoria flash y la velocidad del bus de hardware , especialmente en el caso de puertos USB complementarios.

Las unidades flash USB suelen especificar sus velocidades de lectura y escritura en megabytes por segundo (MB/s); la velocidad de lectura suele ser más rápida. Estas velocidades son para condiciones óptimas; las velocidades reales suelen ser más lentas. En particular, las circunstancias que suelen dar lugar a velocidades mucho más bajas que las anunciadas son la transferencia (en particular, la escritura) de muchos archivos pequeños en lugar de unos pocos muy grandes, y la lectura y escritura combinadas en el mismo dispositivo.

En una revisión típica y bien realizada de una serie de unidades USB 3.0 de alto rendimiento, una unidad que podía leer archivos grandes a 68 MB/s y escribir a 46 MB/s, solo podía manejar 14 MB/s y 0,3 MB/s con muchos archivos pequeños. Al combinar lecturas y escrituras en tiempo real, la velocidad de otra unidad, la unidad que podía leer a 92 MB/s y escribir a 70 MB/s, era de 8 MB/s. Estas diferencias difieren radicalmente de una unidad a otra; algunas podían escribir archivos pequeños un 10% más rápido que los grandes. Los ejemplos dados se eligieron para ilustrar los extremos. ^[50]

El uso más común de las memorias USB es transportar y almacenar archivos personales, como documentos, fotografías y vídeos. Las personas también almacenan información médica en memorias USB para emergencias y preparación ante desastres. ^{[ cita requerida ]}

Con la amplia implementación de unidades flash en diversos entornos (seguros o no), la seguridad de los datos y la información sigue siendo un problema crítico. La biometría y el cifrado se están convirtiendo en la norma a medida que aumentan las necesidades de seguridad de los datos; los sistemas de cifrado sobre la marcha son particularmente útiles en este sentido, ya que pueden cifrar de forma transparente grandes cantidades de datos. En algunos casos, una unidad USB segura puede utilizar un mecanismo de cifrado basado en hardware que utiliza un módulo de hardware en lugar de software para cifrar fuertemente los datos. IEEE 1667 es un intento de crear una plataforma de autenticación genérica para unidades USB. Es compatible con Windows 7 y Windows Vista (Service Pack 2 con una revisión). ^[51]

Un desarrollo reciente para el uso de una unidad flash USB como portador de aplicaciones es llevar la aplicación Computer Online Forensic Evidence Extractor (COFEE) desarrollada por Microsoft . COFEE es un conjunto de aplicaciones diseñadas para buscar y extraer evidencia digital en computadoras confiscadas a sospechosos. ^[52] Se requiere que el software forense no altere de ninguna manera la información almacenada en la computadora que se examina. Otras suites forenses se ejecutan desde CD-ROM o DVD-ROM , pero no pueden almacenar datos en los medios desde los que se ejecutan (aunque pueden escribir en otros dispositivos conectados, como unidades externas o memorias USB ).

El firmware de la placa base (incluida la BIOS y la UEFI ) se puede actualizar mediante unidades flash USB. Por lo general, el nuevo firmware se descarga y se coloca en una unidad flash USB con formato FAT16 o FAT32 conectada a un sistema que se va a actualizar, y la ruta a la nueva imagen de firmware se selecciona dentro del componente de actualización del firmware del sistema. ^[53] Algunos fabricantes de placas base también permiten dichas actualizaciones sin la necesidad de ingresar al componente de actualización de firmware del sistema, lo que hace posible recuperar fácilmente los sistemas con firmware dañado. ^[54]

Además, HP ha presentado una unidad de disquete USB , una unidad flash USB normal con capacidad para emular unidades de disquete, lo que permite su uso para actualizar el firmware del sistema cuando no se admite el uso directo de unidades flash USB. El modo de funcionamiento deseado, dispositivo de almacenamiento masivo USB normal o emulación de unidad de disquete, se selecciona deslizando un interruptor en la carcasa del dispositivo. ^{[55] [56]}

La mayoría de los firmwares actuales de PC permiten el arranque desde una unidad USB, lo que permite iniciar un sistema operativo desde una unidad flash de arranque . Esta configuración se conoce como Live USB . ^[57]

Los diseños originales de memoria flash tenían una vida útil estimada muy limitada. El mecanismo de falla de las celdas de memoria flash es análogo a un modo de fatiga del metal ; el dispositivo falla al negarse a escribir nuevos datos en celdas específicas que han estado sujetas a muchos ciclos de lectura y escritura durante la vida útil del dispositivo. La falla prematura de un "USB en vivo" podría evitarse utilizando una unidad flash con un interruptor de bloqueo de escritura como un dispositivo WORM , idéntico a un CD en vivo . Originalmente, este modo de falla potencial limitaba el uso del sistema "USB en vivo" a aplicaciones de propósito especial o tareas temporales, como:

• Carga de un kernel mínimo y reforzado para aplicaciones integradas (por ejemplo, enrutador de red, firewall).
• Arrancar una instalación de un sistema operativo o una operación de clonación de disco , generalmente a través de una red.
• Tareas de mantenimiento, como escaneo de virus o reparación de datos de bajo nivel, sin que esté cargado el sistema operativo del host principal.

A partir de 2011 ^[actualizar], los diseños de memoria flash más nuevos tienen vidas útiles estimadas mucho más altas. Varios fabricantes ahora ofrecen garantías de 5 años o más. Dichas garantías deberían hacer que el dispositivo sea más atractivo para más aplicaciones. Al reducir la probabilidad de falla prematura del dispositivo, ahora se pueden considerar dispositivos de memoria flash para su uso donde normalmente se hubiera requerido un disco magnético. Las unidades flash también han experimentado un crecimiento exponencial en su capacidad de almacenamiento a lo largo del tiempo (siguiendo la curva de crecimiento de la Ley de Moore ). A partir de 2013, los dispositivos de paquete único con capacidades de 1  TB están fácilmente disponibles, ^[58] y los dispositivos con capacidad de 16 GB son muy económicos. Las capacidades de almacenamiento en este rango tradicionalmente se han considerado para ofrecer espacio adecuado, porque permiten suficiente espacio tanto para el software del sistema operativo como algo de espacio libre para los datos del usuario.

Los instaladores de algunos sistemas operativos se pueden almacenar en una unidad flash en lugar de un CD o DVD, incluidas varias distribuciones de Linux , Windows 7 y versiones más nuevas, y macOS . En particular, Mac OS X 10.7 se distribuye solo en línea, a través de Mac App Store o en unidades flash; para una MacBook Air con Boot Camp y sin unidad óptica externa, se puede usar una unidad flash para ejecutar la instalación de Windows o Linux desde USB, un proceso que se puede automatizar mediante el uso de herramientas como Universal USB Installer o Rufus .

Sin embargo, para la instalación de Windows 7 y versiones posteriores, se recomienda utilizar una unidad flash USB con emulación de disco duro detectada en el firmware de la PC para poder iniciar desde ella. Transcend es el único fabricante de unidades flash USB que cuentan con esta función.

Además, para la instalación de Windows XP , se recomienda utilizar una unidad flash USB con un límite de almacenamiento de 2 GB como máximo para poder arrancar desde ella.

En Windows Vista y versiones posteriores, la función ReadyBoost permite utilizar unidades flash (de 4 GB en el caso de Windows Vista) para aumentar la memoria del sistema operativo. ^[59]

Las unidades flash se utilizan para transportar aplicaciones que se ejecutan en el ordenador anfitrión sin necesidad de instalación . Si bien, en principio, cualquier aplicación independiente puede utilizarse de esta manera, muchos programas almacenan datos, información de configuración, etc. en el disco duro y el registro del ordenador anfitrión.

La empresa U3 trabaja con fabricantes de unidades (la empresa matriz SanDisk y otras) para ofrecer versiones personalizadas de aplicaciones diseñadas para Microsoft Windows desde una unidad flash especial; los dispositivos compatibles con U3 están diseñados para cargar automáticamente un menú cuando se conectan a una computadora que ejecuta Windows. Las aplicaciones deben modificarse para la plataforma U3 para que no dejen ningún dato en la máquina anfitriona. U3 también proporciona un marco de software para proveedores de software independientes interesados ​​en su plataforma.

Ceedo es un producto alternativo que no requiere que se modifiquen las aplicaciones de Windows para poder transportarlas y ejecutarlas en la unidad.

De manera similar, se pueden utilizar otras soluciones de virtualización de aplicaciones y creadores de aplicaciones portátiles , como VMware ThinApp (para Windows) o RUNZ (para Linux), para ejecutar software desde una unidad flash sin necesidad de instalación.

En octubre de 2010, Apple Inc. lanzó su versión más reciente de la MacBook Air , que tenía los archivos de restauración del sistema contenidos en un disco duro USB en lugar de los CD de instalación tradicionales, porque la Air no incluía una unidad óptica. ^[60]

En la lista de software portátil se puede encontrar una amplia gama de aplicaciones portátiles , todas ellas gratuitas y capaces de ejecutarse en un ordenador con Windows sin almacenar nada en las unidades ni en el registro del ordenador anfitrión .

Algunos revendedores de valor agregado ahora utilizan una unidad flash como parte de soluciones llave en mano para pequeñas empresas (por ejemplo, sistemas de punto de venta ). La unidad se utiliza como medio de respaldo : al cierre de la jornada laboral cada noche, se inserta la unidad y se guarda una copia de seguridad de la base de datos en la unidad. Alternativamente, la unidad se puede dejar insertada durante todo el día laboral y actualizar los datos regularmente. En cualquier caso, la unidad se retira por la noche y se lleva fuera de la oficina.

• Esto es sencillo para el usuario final y tiene más probabilidades de realizarse.
• La unidad es pequeña y cómoda y es más probable que se pueda llevar fuera del sitio por razones de seguridad.
• Las unidades son menos frágiles mecánica y magnéticamente que las cintas.
• La capacidad suele ser lo suficientemente grande para varias imágenes de respaldo de datos críticos.
• Las unidades flash son más baratas que muchos otros sistemas de respaldo.

Las unidades flash también tienen desventajas. Son fáciles de perder y facilitan la realización de copias de seguridad no autorizadas. Un inconveniente menor de las unidades flash es que tienen solo una décima parte de la capacidad de los discos duros fabricados en la época de su distribución.

El disco de restablecimiento de contraseña es una función del sistema operativo Windows. Si un usuario configura un disco de restablecimiento de contraseña, se puede utilizar para restablecer la contraseña en la computadora en la que se configuró.

Muchas empresas fabrican pequeños reproductores de audio digitales de estado sólido , que básicamente producen unidades flash con salida de sonido y una interfaz de usuario sencilla. Algunos ejemplos incluyen Creative MuVo , Philips GoGear y el iPod shuffle de primera generación . Algunos de estos reproductores son verdaderas unidades flash USB, así como reproductores de música; otros no admiten el almacenamiento de datos de propósito general. Otras aplicaciones que requieren almacenamiento, como la grabación de voz o sonido digital , también se pueden combinar con la funcionalidad de la unidad flash. ^[61]

Muchos de los reproductores más pequeños funcionan con una batería recargable instalada permanentemente, que se carga a través de la interfaz USB. Los dispositivos más sofisticados que funcionan como reproductor de audio digital tienen un puerto host USB (normalmente tipo A hembra).

Los archivos de audio digital se pueden transferir de un ordenador a otro como cualquier otro archivo y reproducirse en un reproductor multimedia compatible (con salvedades para los archivos bloqueados por DRM ). Además, muchas unidades principales de equipos de alta fidelidad domésticos y estéreos de coche están ahora equipadas con un puerto USB. Esto permite reproducir directamente una unidad flash USB que contenga archivos multimedia en una variedad de formatos en dispositivos que admitan el formato. Algunos monitores LCD para la visualización de HDTV para consumidores tienen un puerto USB dedicado a través del cual también se pueden reproducir archivos de música y vídeo sin necesidad de utilizar un ordenador personal.

Los artistas han vendido o regalado memorias USB, y se cree que el primer caso fue en 2004, cuando la banda punk alemana Wizo lanzó el EP Stick , solo como memoria USB. Además de cinco MP3 de alta tasa de bits , también incluía un vídeo, imágenes, letras y tablaturas de guitarra . ^[62] Posteriormente, artistas como Nine Inch Nails y Kylie Minogue ^[63] han lanzado música y material promocional en memorias USB. El primer álbum USB que se lanzó en el Reino Unido fue Kiss Does... Rave , un álbum recopilatorio lanzado por Kiss Network en abril de 2007. ^[64]

La disponibilidad de unidades flash económicas ha permitido que se las utilice con fines promocionales y de marketing , en particular en círculos técnicos y de la industria informática (por ejemplo, ferias de tecnología ). Se las puede regalar, vender a un precio inferior al mayorista o incluir como regalo junto con otro producto adquirido.

Por lo general, estas unidades se estampan de forma personalizada con el logotipo de una empresa , como una forma de publicidad . La unidad puede estar en blanco o precargada con gráficos, documentación, enlaces web, animación Flash u otro multimedia , y software gratuito o de demostración. Algunas unidades precargadas son de solo lectura, mientras que otras están configuradas con segmentos de solo lectura y de escritura por parte del usuario. Estas unidades de partición dual son más caras. ^[65]

Las unidades flash se pueden configurar para iniciar automáticamente presentaciones, sitios web, artículos y cualquier otro software almacenados inmediatamente después de insertar la unidad utilizando la función de ejecución automática de Microsoft Windows . ^[66] El software de ejecución automática de esta manera no funciona en todas las computadoras y normalmente está deshabilitado por usuarios preocupados por la seguridad.

En el juego arcade In the Groove y, más comúnmente, In The Groove 2 , se utilizan unidades flash para transferir puntuaciones altas, capturas de pantalla , ediciones de baile y combos a lo largo de las sesiones. A partir de la revisión de software 21 (R21), los jugadores también pueden almacenar canciones personalizadas y reproducirlas en cualquier máquina en la que esté habilitada esta función. Si bien el uso de unidades flash es común, la unidad debe ser compatible con Linux . ^{[ cita requerida ]}

En los juegos arcade Pump it Up NX2 y Pump it Up NXA , se utiliza una unidad flash especialmente producida como "archivo de guardado" para las canciones desbloqueadas, así como para progresar en las secciones WorldMax y Brain Shower del juego. ^{[ cita requerida ]}

En el juego arcade Dance Dance Revolution X , Konami creó una memoria USB exclusiva para la función de enlace con su contraparte de Sony PlayStation 2. Sin embargo, en este juego arcade se puede utilizar cualquier memoria USB. ^{[ cita requerida ]}

Las unidades flash consumen poca energía, no tienen partes móviles frágiles y, en la mayoría de las capacidades, son pequeñas y livianas. Los datos almacenados en unidades flash son inmunes a golpes mecánicos, campos magnéticos, rayones y polvo. Estas propiedades las hacen adecuadas para transportar datos de un lugar a otro y mantenerlos a mano.

Las unidades flash también almacenan datos de forma más densa que muchos medios extraíbles. A mediados de 2009, se lanzaron unidades de 256 GB, con capacidad para almacenar muchas veces más datos que un DVD (54 DVD) o incluso un Blu-ray (10 BD). ^[67]

Las unidades flash implementan la clase de dispositivo de almacenamiento masivo USB, de modo que la mayoría de los sistemas operativos modernos pueden leer y escribir en ellas sin instalar controladores de dispositivos . Las unidades flash presentan una unidad lógica simple con estructura de bloques al sistema operativo anfitrión, ocultando los detalles de implementación complejos individuales de los diversos dispositivos de memoria flash subyacentes. El sistema operativo puede utilizar cualquier sistema de archivos o esquema de direccionamiento de bloques. Algunas computadoras pueden iniciarse desde unidades flash.

Existen unidades flash fabricadas especialmente que tienen una carcasa de goma o metal resistente diseñada para ser impermeable y prácticamente "irrompible". Estas unidades flash conservan su memoria después de sumergirlas en agua e incluso al lavarlas a máquina. Se sabe que dejar una unidad flash de este tipo para que se seque por completo antes de permitir que la atraviese la corriente da como resultado una unidad que funciona sin problemas futuros. El programa Gadget Show de Channel Five cocinó una de estas unidades flash con propano, la congeló con hielo seco , la sumergió en varios líquidos ácidos, la atropelló con un jeep y la disparó contra una pared con un mortero. Una empresa especializada en recuperar datos perdidos de unidades de computadora logró recuperar todos los datos de la unidad. ^[68] Todos los datos de los otros dispositivos de almacenamiento extraíbles probados, utilizando tecnologías ópticas o magnéticas, fueron destruidos.

Las aplicaciones de los cartuchos de cinta de datos actuales apenas se superponen a las de las unidades flash: en cinta, el coste por gigabyte es muy bajo para grandes volúmenes, pero las unidades y los medios individuales son caros. Los medios tienen una capacidad muy alta y velocidades de transferencia muy rápidas, pero almacenan datos de forma secuencial y son muy lentos para el acceso aleatorio a los datos. Si bien la copia de seguridad basada en disco es ahora el medio principal de elección para la mayoría de las empresas, la copia de seguridad en cinta sigue siendo popular para llevar los datos fuera de las instalaciones en los peores escenarios y para volúmenes muy grandes (más de unos pocos cientos de TB). Consulte cintas LTO .

Las unidades de disquete rara vez se instalan en los ordenadores modernos y están obsoletas para fines normales, aunque se pueden instalar unidades internas y externas si es necesario. Los disquetes pueden ser el método de elección para transferir datos hacia y desde ordenadores muy antiguos sin USB o para arrancar desde disquetes, por lo que a veces se utilizan para cambiar el firmware, por ejemplo, en los chips BIOS . Los dispositivos con almacenamiento extraíble, como los teclados musicales Yamaha más antiguos , también dependen de los disquetes, que requieren ordenadores para procesarlos. Los dispositivos más nuevos se fabrican con compatibilidad con unidades flash USB.

Existen emuladores de hardware de disquete que utilizan eficazmente las conexiones internas y los atributos físicos de una unidad de disquete para utilizar un dispositivo donde una unidad flash USB emula el espacio de almacenamiento de un disquete en forma de estado sólido, y puede dividirse en varias imágenes de disquete virtuales individuales utilizando canales de datos individuales.

Las diversas formas grabables y regrabables de CD y DVD son medios de almacenamiento portátiles compatibles con la gran mayoría de las computadoras a partir de 2008. Los CD-R, DVD-R y DVD+R se pueden escribir solo una vez, las variedades RW hasta aproximadamente 1000 ciclos de borrado/escritura, mientras que las unidades flash modernas basadas en NAND suelen durar 500 000 o más ciclos de borrado/escritura. Los discos DVD-RAM son los discos ópticos más adecuados para el almacenamiento de datos que implica mucha reescritura.

Los dispositivos de almacenamiento óptico se encuentran entre los métodos más económicos de almacenamiento masivo de datos después del disco duro. Son más lentos que sus homólogos basados ​​en flash. Los discos ópticos estándar de 120 mm son más grandes que las unidades flash y están más expuestos a sufrir daños. Existen medios ópticos más pequeños, como los CD-R para tarjetas de visita que tienen las mismas dimensiones que una tarjeta de crédito, y los MiniCD y Mini DVD grabables de 80 mm, ligeramente menos prácticos pero de mayor capacidad . Los discos pequeños son más caros que los de tamaño estándar y no funcionan en todas las unidades.

La versión 1.50 y posteriores del formato de disco universal (UDF) tienen funciones para admitir discos regrabables, como tablas de reserva y tablas de asignación virtual, que distribuyen el uso sobre toda la superficie de un disco y maximizan la vida útil, pero muchos sistemas operativos antiguos no admiten este formato. Existen utilidades de escritura de paquetes, como DirectCD e InCD, pero producen discos que no son universalmente legibles (aunque se basan en el estándar UDF ). El estándar Mount Rainier soluciona esta deficiencia en los medios CD-RW ejecutando los sistemas de archivos más antiguos sobre ellos y realizando la gestión de defectos para esos estándares, pero requiere el soporte tanto del grabador de CD/DVD como del sistema operativo . Muchas unidades fabricadas actualmente no admiten Mount Rainier, y muchos sistemas operativos antiguos, como Windows XP y anteriores, y núcleos Linux anteriores a 2.6.2, no lo admiten (las versiones posteriores sí). En esencia, los CD y DVD son una buena forma de grabar una gran cantidad de información de forma económica y tienen la ventaja de que pueden leerse en la mayoría de los reproductores independientes, pero no son adecuados para realizar pequeños cambios continuos en una gran colección de información. La capacidad de las unidades flash para hacer esto es su principal ventaja sobre los medios ópticos.

Las tarjetas de memoria flash , por ejemplo, las tarjetas Secure Digital , están disponibles en varios formatos y capacidades, y se utilizan en muchos dispositivos de consumo. Sin embargo, aunque prácticamente todos los ordenadores tienen puertos USB, lo que permite el uso de unidades flash USB, los lectores de tarjetas de memoria no suelen incluirse como equipo estándar (en particular en los ordenadores de sobremesa). Aunque existen lectores de tarjetas económicos que leen muchos formatos comunes, esto da como resultado dos equipos portátiles (tarjeta más lector) en lugar de uno.

Algunos fabricantes, que buscan una solución que combine "lo mejor de ambos mundos", han producido lectores de tarjetas que se acercan al tamaño y la forma de las unidades flash USB (por ejemplo, Kingston MobileLite, ^[69] SanDisk MobileMate ^[70] ). Estos lectores están limitados a un subconjunto específico de formatos de tarjetas de memoria (como SD, microSD o Memory Stick ) y, a menudo, encierran completamente la tarjeta, lo que ofrece una durabilidad y portabilidad que se acerca, si no es que es igual, a la de una unidad flash. Aunque el coste combinado de un minilector y una tarjeta de memoria suele ser ligeramente superior al de una unidad flash USB de capacidad comparable, la solución de lector + tarjeta ofrece una flexibilidad de uso adicional y una capacidad prácticamente "ilimitada". La ubicuidad de las tarjetas SD es tal que, alrededor de 2011, debido a las economías de escala , su precio es ahora menor que el de una unidad flash USB de capacidad equivalente, incluso con el coste añadido de un lector de tarjetas SD USB.

Una ventaja adicional de las tarjetas de memoria es que muchos dispositivos de consumo (por ejemplo, cámaras digitales , reproductores de música portátiles ) no pueden utilizar unidades flash USB (incluso si el dispositivo tiene un puerto USB), mientras que las tarjetas de memoria utilizadas por los dispositivos pueden ser leídas por PC con un lector de tarjetas.

En particular, con la llegada del USB, los discos duros externos se han vuelto ampliamente disponibles y económicos. Actualmente, los discos duros externos cuestan menos por gigabyte que las unidades flash y están disponibles en capacidades mayores. Algunos discos duros admiten interfaces alternativas y más rápidas que USB 2.0 (por ejemplo, Thunderbolt , FireWire y eSATA ). Para escrituras y lecturas consecutivas de sectores (por ejemplo, de un archivo no fragmentado), la mayoría de los discos duros pueden proporcionar una velocidad de datos sostenida mucho mayor que la memoria flash NAND actual, aunque las latencias mecánicas afectan gravemente el rendimiento del disco duro.

A diferencia de la memoria de estado sólido, los discos duros son susceptibles a sufrir daños por golpes (por ejemplo, una caída corta) y vibraciones, tienen limitaciones para su uso a gran altitud y, aunque están protegidos por sus carcasas, son vulnerables cuando se exponen a campos magnéticos fuertes. En términos de masa total, los discos duros suelen ser más grandes y pesados ​​que las unidades flash; sin embargo, los discos duros a veces pesan menos por unidad de almacenamiento. Al igual que las unidades flash, los discos duros también sufren fragmentación de archivos , lo que puede reducir la velocidad de acceso ^{[ cita requerida ]} .

Las cintas de audio y los disquetes de alta capacidad (por ejemplo, Imation SuperDisk ) y otras formas de unidades con medios magnéticos extraíbles, como la unidad Iomega Zip y las unidades Jaz , están en gran medida obsoletas y rara vez se utilizan. Existen productos en el mercado actual que emularán estas unidades antiguas tanto para cinta como para disco (SCSI1/SCSI2, SASI, Magneto óptica, Ricoh ZIP, Jaz, IBM3590/ Fujitsu 3490E y Bernoulli, por ejemplo) en dispositivos de almacenamiento Compact Flash de última generación: CF2SCSI.

Las unidades flash USB, al ser medios sumamente portátiles, se pierden o se roban con facilidad. Todas las unidades flash USB pueden tener su contenido cifrado mediante software de cifrado de disco de terceros, que a menudo se puede ejecutar directamente desde la unidad USB sin instalación (por ejemplo, FreeOTFE ), aunque algunos, como BitLocker, requieren que el usuario tenga derechos administrativos en cada computadora en la que se ejecuta.

El software de archivado puede lograr un resultado similar mediante la creación de archivos ZIP o RAR cifrados . ^{[71] [72]}

Algunos fabricantes han producido unidades flash USB que utilizan cifrado basado en hardware como parte del diseño, ^[73] eliminando la necesidad de software de cifrado de terceros. En circunstancias limitadas, se ha demostrado que estas unidades tienen problemas de seguridad y suelen ser más caras que los sistemas basados ​​en software, que están disponibles de forma gratuita.

Una minoría de las unidades flash admiten la identificación biométrica de huellas dactilares para confirmar la identidad del usuario. A mediados de 2005 , ^{[ necesita actualización ]} esta era una alternativa costosa a la protección con contraseña estándar que se ofrecía en muchos de los nuevos dispositivos de almacenamiento flash USB. La mayoría de las unidades de escaneo de huellas dactilares dependen del sistema operativo anfitrión para validar la huella dactilar a través de un controlador de software, lo que a menudo restringe la unidad a computadoras Microsoft Windows . Sin embargo, existen unidades USB con escáneres de huellas dactilares que utilizan controladores que permiten el acceso a datos protegidos sin ninguna autenticación. ^{[74][actualizar]}

Algunos fabricantes utilizan tokens de autenticación física en forma de memoria USB. Estos se utilizan para controlar el acceso a un sistema sensible al contener claves de cifrado o, más comúnmente, para comunicarse con el software de seguridad de la máquina de destino. El sistema está diseñado para que la máquina de destino no funcione excepto cuando la memoria USB esté conectada a ella. Algunos de estos dispositivos de "bloqueo de PC" también funcionan como memorias USB normales cuando se conectan a otras máquinas.

Al igual que todos los dispositivos de memoria flash, las unidades flash pueden soportar solo un número limitado de ciclos de escritura y borrado antes de que la unidad falle. ^{[75] [ ¿ fuente poco confiable? ] [76]} Esto debe tenerse en cuenta al usar una unidad flash para ejecutar software de aplicación o un sistema operativo. Para abordar esto, así como las limitaciones de espacio, algunos desarrolladores han producido versiones especiales de sistemas operativos (como Linux en Live USB ) ^[77] o aplicaciones comunes (como Mozilla Firefox ) diseñadas para ejecutarse desde unidades flash. Por lo general, están optimizadas para el tamaño y configuradas para colocar archivos temporales o intermedios en la RAM principal de la computadora en lugar de almacenarlos temporalmente en la unidad flash.

Cuando se utilizan de la misma manera que las unidades rotativas externas (discos duros, unidades ópticas o unidades de disquete), es decir, sin conocer su tecnología, es más probable que la falla de las unidades USB sea repentina: mientras que las unidades rotativas pueden fallar instantáneamente, con mayor frecuencia dan alguna indicación (ruidos, lentitud) de que están a punto de fallar, a menudo con suficiente anticipación para que los datos se puedan eliminar antes de que falle por completo. Las unidades USB dan poca o ninguna advertencia previa de falla. Además, cuando se aplica un nivelador de desgaste interno para prolongar la vida útil de la unidad flash, una vez que falla incluso una parte de la memoria, puede ser difícil o imposible usar el resto de la unidad, lo que difiere de los medios magnéticos, donde los sectores defectuosos pueden marcarse permanentemente para no usarse. ^[78]

La mayoría de las memorias USB no incluyen un mecanismo de protección contra escritura . Esta característica, que gradualmente se volvió menos común, consiste en un interruptor en la carcasa de la propia unidad, que evita que el ordenador anfitrión escriba o modifique datos en la unidad. Por ejemplo, la protección contra escritura hace que un dispositivo sea adecuado para reparar ordenadores host contaminados con virus sin el riesgo de infectar una propia memoria USB. A diferencia de las tarjetas SD , la protección contra escritura en las memorias USB (cuando está disponible) está conectada al circuito de la unidad y la gestiona la propia unidad en lugar del host (en las tarjetas SD, el manejo de la muesca de protección contra escritura es opcional).

Una desventaja del pequeño tamaño físico de las unidades flash es que se extravían o pierden fácilmente. Esto es un problema en particular si contienen datos confidenciales (consulte seguridad de datos ). Como consecuencia, algunos fabricantes han añadido hardware de cifrado a sus unidades, aunque los sistemas de cifrado de software que se pueden utilizar junto con cualquier medio de almacenamiento masivo lograrán el mismo resultado. La mayoría de las unidades se pueden conectar a llaveros o cordones. El conector USB suele ser retráctil o estar equipado con una tapa protectora extraíble.

De apariencia similar a una unidad flash USB, un USB killer es un circuito que carga sus capacitores a un alto voltaje usando los pines de suministro de energía de un puerto USB y luego descarga ese voltaje a través de los pines de datos. Este dispositivo independiente puede dañar o destruir de manera instantánea y permanente cualquier hardware host al que esté conectado. ^[79]

La Fundación de Derechos Humanos, con sede en Nueva York , colaboró ​​con Forum 280 y USB Memory Direct para lanzar el programa "Flash Drives for Freedom". ^{[80] [81]} El programa se creó en 2016 para contrabandear memorias flash con películas y programas de televisión estadounidenses y surcoreanos , así como una copia de la Wikipedia en coreano , a Corea del Norte para difundir el sentimiento prooccidental. ^{[82] [83]}

También se ha informado de la existencia de unidades USB "hechas a mano" que contienen películas y otros contenidos relacionados. ^[84]

Las corporaciones de semiconductores han trabajado para reducir el costo de los componentes de una unidad flash integrando varias funciones de la unidad flash en un solo chip, reduciendo así la cantidad de piezas y el costo general del paquete.

Las capacidades de las unidades flash en el mercado aumentan continuamente. La alta velocidad se ha convertido en un estándar para las unidades flash modernas. Ya en 2009 se comercializaban unidades con capacidades superiores a 256 GB. ^[67]

Lexar intentó introducir una USB FlashCard , que sería una unidad flash USB compacta destinada a reemplazar varios tipos de tarjetas de memoria flash. ^{[ ¿cuándo? ]} Pretec introdujo una tarjeta similar, que también se conecta a cualquier puerto USB, pero tiene solo una cuarta parte del grosor del modelo Lexar. ^[85] Hasta 2008, SanDisk fabricaba un producto llamado SD Plus, que era una tarjeta SecureDigital con un conector USB. ^[86]

SanDisk introdujo una tecnología de gestión de derechos digitales llamada FlashCP que había adquirido en 2005 para controlar el almacenamiento y uso de materiales con derechos de autor en unidades flash, principalmente para uso de estudiantes.

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