造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

無論是對於上班族還是學生黨來說,U盤可以算是最常用的數碼產品了。而對於U盤或者固態硬盤這樣的數碼產品,其實製作起來門檻是比較低的。只要購買好相應的材料,即使在家中也可以製作。對於U盤或者是固態硬盤這類存儲設備來說,主控芯片閃存(flash memory)是兩大主要部件。

閃存和主控

我們可以把整個存儲設備看做一個倉庫。閃存就是這間倉庫的庫房,而主控芯片就是庫房的管理員。主控芯片管理着數據的進出,數據存儲在閃存中。

閃存芯片的主要品牌有:三星、鎧俠(原“東芝存儲器”)、西部數據(收購了閃迪)、SK海力士、美光、英特爾。值得說明的是,有些所謂的閃存廠商,其實只是負責閃存的封裝工作。他們會從像東芝這樣的閃存廠商購買製作好的晶圓,拿回來之後自己封裝並打上自己的logo(商標)出售。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

目前市面比較常見的存儲顆粒可以分成以下幾種:3D XPoint、SLC、MLC、TLC和QLC。其中3D XPoint比較特殊,目前市面上能見到的3D XPoint的產品也就只有英特爾的傲騰系列。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

而對於SLC、MLC、TLC和QLC,它們的區別就比較簡單了。

SLC:每個存儲單元(Cell)可以存儲1bit(0或1)信息。

MLC:每個存儲單元(Cell)可以存儲2bit信息。

TLC: 每個存儲單元(Cell)可以存儲3bit信息。

QLC: 每個存儲單元(Cell)可以存儲4bit信息。

也就是說從SLC到QLC,存儲容量不斷增長,成本也在降低。但從一定程度上犧牲了性能和壽命。

如果SLC要與QLC同台競技,結果可能是這樣的:

SLC:我性能比你強。

QLC:我比你便宜。

SLC:我壽命比你高。

QLC:我比你便宜。

所以對於性能和壽命的損失,看在錢包的面子上,不說可以接受,起碼可以忍受。一些消費級QLC甚至可以提供5年質保,至少對於消費級市場來說,這個壽命是夠用的。

從客觀上說,TLC和QLC的推出讓更多的消費者買的起固態硬盤了,對於廠商來說,他們可以擴大閃存顆粒的產能,這樣閃存顆粒的成本也會降低。賣得多,成本還能降低,這就意味着能賺更多的錢。

而對於主控來說,可以簡單分為兩類:閃存廠自己用的和大家公用的。

市面上像固態硬盤和U盤這類存儲設備成本的大頭在閃存上,而不是在主控芯片上。這也就造成了閃存大廠往往也是U盤大廠或者固態硬盤大廠,畢竟用自己的製造閃存再加工成固態硬盤能掙更多錢。基於這種情況,閃存大廠往往也會順便自研一些主控芯片,這樣除了多掙錢以外還可以提高存儲產品的性能,並且添加一些自己需求的功能(例如安全和加密方面)。

另一類就是公用的主控芯片,比如像銀燦、慧榮、群聯這樣的廠商。他們會把主控芯片賣給任何有需要的存儲設備廠商,之後這些存儲設備廠商將買來的主控芯片和閃存組裝為固態硬盤或U盤再進行出售。

那麼既然閃存大家都可以採購、公用的主控芯片大家也可以採購,那麼最後做出來的固態硬盤產品是不是有可能撞衫(規格完全一樣)呢?

其實是有的,之前就有數碼愛好者遇到過,購買了兩個不同品牌的固態硬盤,發現主控芯片型號和閃存顆粒型號都完全一樣的情況。

在介紹完這些基礎知識后,接下來咱們聊聊具體該怎麼樣做一個U盤。

第一步*選擇適當的閃存和主控

單純就製作U盤來說,選好閃存和主控就算是成功一半了。不是所有主控芯片和閃存都互相兼容。所以如果你是準備從手機或固態硬盤上拆下來閃存製作U盤,那你就需要根據拆下來的閃存型號選擇主控。

如果你是準備購買閃存和主控的話,建議選擇相對大眾一些的主控和閃存,這樣後期遇到問題一般都可以在相關論壇上查找到對應的解決方案。

第二步*繪製PCB並製造主控板

喜歡折騰的小夥伴可以進行這個步驟,但對於不喜歡折騰的小夥伴可以通過購買主控板的方式跳過此步驟。

首先你需要通過論壇等渠道獲得所選主控板的電路圖,隨後你可以根據電路圖在Altium designer等EDA軟件上設計並繪製PCB版圖。

之後你可以將版圖文件交給PCB製造商進行打樣(小批量製作)。以G2版型為例,一個U盤的PCB尺寸大概為1.4cm*3.3cm。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

以現在嘉立創的報價為例,這樣的PCB版打樣(只生產5塊)價格為0元。更改阻焊顏色(PCB版顏色)也是不加收費用的。

如果有特別喜歡折騰的小夥伴,這種規格的PCB板其實也是可以勉強在家製作的。將PCB版圖1:1打印出來之後,轉印到覆銅板上,然後經過腐蝕等工序製作。

第三步*植錫或去掉焊錫

當大家上述步驟后或者直接購買了主控板與閃存顆粒,可以根據情況進行植錫或者去掉焊錫的操作。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

植錫是指PCB或主控板的焊盤上原先沒有焊錫,我們為了之後的吹焊操作更加方便,預先弄上一層焊錫的操作。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

具體植錫的操作方法為:用對應型號的鋼網對齊閃存的焊盤並壓緊,塗抹錫膏或者使用對應尺寸的錫球,擦除多餘的錫膏後用熱風槍吹至熔化即可。

如果我們購買的主控板和閃存上都已經植過錫了,那麼這種情況一般建議去掉一面的焊錫。如果兩邊都有植好的錫球,這樣之後吹焊時芯片位置容易移動造成焊接失敗。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

去掉焊錫的具體操作為:在已有的焊錫上塗抹助焊劑,用刀頭電烙鐵拖一遍,即可去除。

對於從手機或固態硬盤上拆下來的閃存,如果閃存上面有殘餘的焊錫也可通過這樣的操作先去掉焊錫再植錫。

第四步*吹焊

如果你購買的主控板和閃存剛好只有一邊植有焊錫(主控板焊盤上或閃存顆粒上有焊錫),那麼你可以直接進行吹焊操作。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

吹焊操作的流程為:塗抹助焊劑后,按照預定的方向(具體參考主控說明)將閃存放置於主控板的焊盤上方,並與之對齊。之後使用熱風槍進行吹焊,風量大概3-4。如果主控板或閃存上使用的焊錫為有鉛焊錫(熔點較低),則可以嘗試在300度左右吹焊。如果主控板或閃存上使用的焊錫為無鉛焊錫(熔點較高),則可以嘗試在350度-400度之間進行吹焊,具體溫度可以根據實際觀察焊錫熔化的情況調整。

第五步*開卡

如果只是將主控板和閃存焊接在一起,這樣是不能直接使用的,需要先進行開卡(有些稱為量產)操作,將相應的信息寫入到主控芯片中進行初始化。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

簡單來說用配套的軟件就可以了,本次製作U盤使用的主控是銀燦IS903,因此使用了銀燦的量產工具進行開卡。在正式開卡前建議先進行一次“強力擦除”操作,這樣可以避免一些之後發生的錯誤。

造U盤就是一個主控+幾顆閃存?

在開卡之後裝上外殼,U盤就可以正常使用了。

TechWeb 文 / 新喀鴉

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