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USBフラッシュドライブ（サムドライブとも呼ばれる）[ 1 ] [注1 ]は、USBインターフェースを内蔵したフラッシュメモリを含むデータストレージデバイスです。一般的なUSBドライブは取り外し可能で書き換え可能で、光ディスクよりも小さく、通常30g （1オンス）未満の重さです。2000年後半に初めて販売されて以来、USBドライブのストレージ容量は8メガバイトから 1テラバイト（TB）まで変化してきました。[ 3 ] [ 4 ] 2024年現在、4TBのフラッシュドライブが現在生産されている最大のものです。[ 5 ]使用されているメモリチップの種類によっては、最大10万回の書き込み/消去サイクルが可能で、通常の条件下では物理的に10年から100年持続すると考えられています（保管期間[注2 ]）。
USBフラッシュドライブの一般的な用途は、ストレージ、補助バックアップ、コンピュータファイルの転送です。フロッピーディスクやCDと比較すると、USBフラッシュドライブは小型で高速、容量が大幅に大きく、可動部品がないため耐久性に優れています。さらに、フロッピーディスクよりも電磁干渉の影響を受けにくく、表面の傷にも影響を受けません（CDとは異なります）。ただし、他のフラッシュストレージと同様に、長時間の電力不足によるビットリークによるデータ損失や、製造不良によるコントローラの突然の故障の可能性から、データの長期アーカイブには適さない場合があります。データの保持能力は、コントローラのファームウェア、内部データ冗長性、エラー訂正アルゴリズムによって影響を受けます。[ 6 ] [ 7 ]
2005年頃までは、ほとんどのデスクトップコンピュータやノートパソコンにはUSBポートに加えてフロッピーディスクドライブが搭載されていましたが、USBポートの普及と、1.44メガバイトの3.5インチフロッピーディスクに比べてUSBドライブの容量が大きくなったことで、フロッピーディスクドライブは時代遅れになりました。
USBフラッシュドライブは、 Windows、Linux、macOS 、その他のUnix系システムなどの最新のオペレーティングシステムや、多くのBIOSブートROMでネイティブにサポートされているUSBマスストレージデバイスクラス規格を使用しています。USB 2.0をサポートするUSBドライブは、CD-RWやDVD-RWドライブなどのはるかに大きな光ディスクドライブよりも多くのデータを保存でき、転送速度も速く、Xbox One、PlayStation 4、DVDプレーヤー、車載エンターテイメントシステム、スマートフォンやタブレットコンピュータなどの多くの携帯機器など、他の多くのシステムで読み取ることができます。ただし、電子的に類似したSDカードは、標準化されたフォームファクタにより、デバイス内部に突出することなく収納できるため、これらのデバイスにより適しています。
フラッシュドライブは、回路要素とUSBコネクタを搭載した小型プリント基板で構成され、電気的に絶縁され、プラスチック、金属、またはゴム製のケース内に保護されています。このケースは、ポケットやキーホルダーなどに付けて持ち運ぶことができます。一部のフラッシュドライブには、アクセス時に点灯または点滅するI/O表示LEDが搭載されています。USBコネクタは、取り外し可能なキャップで保護されている場合や、ドライブ本体に格納できる場合がありますが、保護されていなくても損傷する可能性は低いでしょう。ほとんどのフラッシュドライブは、パーソナルコンピュータのポートに接続できる標準のType-A USB接続を使用していますが、他のインターフェース（micro-USBやUSB-Cポートなど）用のドライブも存在します。USBフラッシュドライブは、USB接続を介してコンピュータから電力を供給されます。一部のデバイスは、ポータブルメディアプレーヤーの機能とUSBフラッシュストレージの機能を組み合わせており、外出先で音楽を再生する場合にのみバッテリーが必要です。
USBフラッシュドライブの基盤は、 1980年代初頭に増岡不二夫によって発明された浮遊ゲート型半導体メモリの一種であるフラッシュメモリです。フラッシュメモリは、メモリセルとして浮遊ゲート型MOSFETトランジスタを使用しています。[ 8 ] [ 9 ] 1995年には、IBM、Microsoft、Intel、NECなどの企業グループがユニバーサルシリアルバス（USB）の開発に取り組んでいました。[ 10 ]
USBフラッシュドライブの発明者だと主張する人物は複数いる。1999年4月5日、イスラエルの企業M-SystemsのAmir Ban、Dov Moran、Oron Ogdanは、USBコントローラを介してフラッシュメモリストレージとUSBコネクタを組み合わせた「ユニバーサルシリアルバスベースのPCフラッシュディスクのアーキテクチャ」というタイトルの特許出願を行った。[ 11 ] [ 2 ]この特許はその後2000年11月14日に付与され、これらの人物はUSBフラッシュドライブの発明者としてしばしば認められている。[ 12 ]また1999年には、 IBMのエンジニアであるShimon Shmueliが、USBフラッシュドライブを発明したと主張する発明開示書を提出した。[ 2 ] [ 13 ]
Netac Technology は1999 年 11 月 14 日に USB ストレージ デバイスの特許を出願し、2002 年 7 月に中国政府から特許が付与されました。Netac は 2000 年 10 月 13 日に米国で別の特許を取得し、2004 年 12 月 7 日に特許が付与されました。Netac の特許は M-systems とシンガポールの会社 Trek 2000 によって争われましたが、Netac は特許権者として残りました。Netac は中国国内および海外で訴訟を起こし、その見返りとして特許使用料とライセンス料を受け取りました。同社はまた、USB メモリ スティックに「書き込み保護」機能と呼ばれる機能を発明しました。[ 14 ] [ 15 ] Trek 2000 Internationalというシンガポールの会社が、USB フラッシュ ドライブを販売したことが知られている最初の会社であり、同社はそれを「ThumbDrive」として商標登録し、デバイスの元の発明者であると主張しています。[ 16 ] Trek 2000 は 2002 年 4 月に「ThumbDrive」のシンガポール特許を取得しました。その後、他の 4 社を特許侵害で訴えました。シンガポール高等裁判所は 2005 年に Trek 2000 に有利な判決を下しました。その後、Trek 2000 は他の国からも特許を取得しました。しかし、2005 年に英国で USB ストレージ デバイスの特許が取り消されたため、Trek 2000 は挫折を経験しました。[ 17 ]台湾のPhisonという会社を共同設立したマレーシア人エンジニアのPua Khein-Sengは、競合他社が使用する複数のチップの代わりに単一のチップを使用するUSB ドライブシステム オン チップ(SoC) 設計を 2001 年に発明しました。[ 18 ] [ 19 ]これにより、フラッシュ ドライブのサイズと製造コストが削減されます。[ 16 ]
これらの競合する発明者の主張により、USBフラッシュドライブに関する特許紛争が長年にわたって発生しています。Trek 2000 InternationalとNetac Technologyの両方が、USBフラッシュドライブに関する特許を侵害したとして他社を訴えています。[ 17 ] [ 14 ] [ 20 ]しかし、USBフラッシュドライブを最初に発明したのは誰かという問題は、複数の主張が残っています。Netac Technologyは2004年12月7日に基本的な米国著作権を取得しました。そして訴訟では、PNY社がNetacに771万ドルを支払いました。
フラッシュドライブは、データの転送速度で測定されることが多い。転送速度は、メガバイト/秒 (MB/s)、メガビット/秒 (Mbit/s)、または「180X」（180 × 150 KiB /s）などの光ドライブ乗数で表されることがある。[ 21 ]ファイル転送速度はデバイスによって大きく異なる。第2世代のフラッシュドライブは、最大30 MB/sの読み取り速度と、その約半分の書き込み速度を謳っており、これは、オーバーヘッドを考慮した上で12 Mbit/s (1.5 MB/s)に制限されている以前のモデル、USB 1.1で達成可能な理論上の転送速度の約20倍の速さである。[ 22 ]デバイスの実効転送速度は、データアクセスパターンによって大きく影響を受ける。[ 23 ]
2002年までに、USBフラッシュドライブはUSB 2.0接続に対応し、転送速度の上限は480 Mbit /sでした。プロトコルオーバーヘッドを考慮すると、実効スループットは35 MB /sになります。同年、インテルはノートパソコンに第2世代USBを搭載することで、USBの普及を促進しました。[ 24 ]
2010年までに、デバイスで利用可能な最大ストレージ容量は128GBを超えました 。[ 25 ] USB 3.0はノートパソコンになかなか普及しませんでした。2010年まで、ノートパソコンのモデルの大部分は依然としてUSB 2.0しか搭載していませんでした。[ 24 ]
2013 年 1 月、テクノロジー企業の Kingston は、1 TB のストレージを備えたフラッシュ ドライブを発売しました。 [ 26 ]約 530 MB/s の読み書き速度を持つ最初のUSB 3.1 type-C フラッシュ ドライブは、 2015 年 3 月に発表されました。[ 27 ] 2016 年 7 月までに、8～256 GB の容量のフラッシュ ドライブが、 512 GB から 1 TB の容量のものよりも頻繁に販売されるようになりました。[ 3 ] [ 4 ] 2017 年、Kingston Technology は 2 TB のフラッシュ ドライブの発売を発表しました。[ 28 ] 2018 年、SanDisk は、この種の製品の中で最小の 1 TB USB-C フラッシュ ドライブを発表しました。[ 29 ]
USBフラッシュドライブでは、デバイスの一方の端に標準A USBプラグが1つ取り付けられています。一部のフラッシュドライブには、マイクロUSBまたはUSB-Cプラグも備わっており、異なるデバイス間でのデータ転送を容易にします。[ 30 ]
筐体内部には小型のプリント基板があり、電源回路と少数の表面実装集積回路（IC）が搭載されています。通常、これらのICのうち1つはUSBコネクタとオンボードメモリ間のインターフェースを提供し、もう1つはフラッシュメモリです。ドライブは通常、ホストとの通信にUSBマスストレージデバイスクラスを使用します。 [ 31 ]
フラッシュメモリは、半導体デバイス製造技術の進歩により、低コスト、低消費電力、小型化を実現した、複数の旧来技術を組み合わせたものです。メモリの記憶領域は、以前のEPROMおよびEEPROM技術に基づいています。これらの技術は容量が限られており、読み書き速度が遅く、複雑な高電圧駆動回路が必要で、チップの内容全体を消去しないと書き換えることができませんでした。
ハードウェア設計者は後に、消去領域をより小さな「フィールド」に分割し、他のフィールドに影響を与えることなく個別に消去できるEEPROMを開発しました。特定のメモリ位置の内容を変更するには、フィールド全体をチップ外のバッファメモリにコピーし、フィールドを消去し、バッファ内のデータを必要に応じて変更し、同じフィールドに書き戻す必要がありました。これには相当なコンピュータのサポートが必要であり、PCベースのEEPROMフラッシュメモリシステムには、専用のマイクロプロセッサシステムが搭載されていることがよくありました。フラッシュドライブは、多かれ少なかれ、これを小型化したものです。
USBなどの高速シリアルデータインターフェースの開発により、シリアルアクセス方式の半導体メモリシステムが実用化され、同時に小型・高速・低消費電力のマイクロプロセッサシステムが開発されたことで、これを極めてコンパクトなシステムに組み込むことが可能になった。シリアルアクセスは、パラレルアクセスに比べてメモリチップへの電気接続がはるかに少なくて済むため、マルチギガバイトドライブの製造が容易になる。
コンピュータは現代にアクセスしますフラッシュメモリシステムはハードディスクドライブと非常によく似ており、コントローラシステムが情報の保存場所を完全に制御します。ただし、EEPROMの書き込みおよび消去プロセス自体は、前述の以前のシステムと非常によく似ています。
多くの低価格MP3プレーヤーは、標準的なフラッシュメモリ制御マイクロプロセッサにソフトウェアとバッテリーを追加することで、音楽再生デコーダとしても機能するように設計されている。これらのプレーヤーのほとんどは、あらゆる種類のファイルを保存できる一般的なフラッシュドライブとしても使用できる。
フラッシュドライブは通常、以下の5つの部分から構成されています。
一般的な装置には、以下のものも含まれる場合があります。
ほとんどのUSBフラッシュドライブの重量は30g （1オンス）未満です。[ 34 ]一部のメーカーは最小サイズ[ 35 ]と最大メモリ容量を競い合い、USBプラグ自体よりわずか数ミリメートル大きいだけのドライブを提供していますが[ 36 ] 、一部のメーカーは複雑な筐体を使用することで製品を差別化しています。これらの筐体はかさばることが多く、ドライブをUSBポートに接続しにくくしています。コンピュータ筐体のUSBポートコネクタは間隔が狭いことが多いため、フラッシュドライブをUSBポートに差し込むと、隣接するポートが塞がれる可能性があります。このようなデバイスには、別売りの延長ケーブルが付属している場合にのみUSBロゴが付いている場合があります。このようなケーブルはUSB互換ですが、USB規格には準拠していません。[ 37 ] [ 38 ]
USBフラッシュドライブは、腕時計、ペン、レーザーポインター、さらにはスイスアーミーナイフなど、一般的に持ち歩く他のアイテムに組み込まれています。また、おもちゃの車やレゴブロックなどの斬新なケースに取り付けられているものもあります。龍、猫、宇宙人の画像が描かれたUSBフラッシュドライブはアジアで非常に人気があります。[ 39 ] USBフラッシュドライブは小型で頑丈で安価であるため、ケース改造用の周辺機器としてますます人気が高まっています。
最新のスマートフォンやタブレットの多くは、USB On-The-Go（OTG）を介してUSBフラッシュドライブをサポートしており、ホストとして機能し、データの読み書きを直接行うことができます。OTG対応により、フラッシュドライブの用途はコンピュータ以外にも広がり、モバイルデバイスでのメディア転送やバックアップに役立っています。
ほとんどのフラッシュドライブは、FAT32またはexFATファイルシステムでフォーマット済みで出荷されます。FAT32ファイルシステムは広く普及しているため、USBをサポートするほぼすべてのホストデバイスでドライブにアクセスできます。また、標準的なFATメンテナンスユーティリティ（例：ScanDisk ）を使用して、破損したデータを修復または復元できます。ただし、フラッシュドライブはホストシステムからはUSB接続のハードドライブとして認識されるため、ホストオペレーティングシステムがサポートする任意のファイルシステムに再フォーマットできます。
フラッシュドライブはデフラグできます。デフラグしてもほとんどメリットがない（断片から断片へと移動する機械的なヘッドがないため）という意見が広く、また、デフラグすると不要な書き込みが多数発生するため、ドライブの寿命が短くなるという意見もあります。[ 40 ]しかし、一部の情報源[ 41 ]は、フラッシュドライブのデフラグによってパフォーマンスが向上する（主にクラスタ化されたデータのキャッシュが改善されるため）こと、およびフラッシュドライブへの追加の摩耗はそれほど大きくない可能性があると主張しています。
一部のファイルシステムは、単純なフラッシュメモリデバイスの寿命を延ばすために、メモリデバイス全体に使用を分散させ、特定の部分（ディレクトリなど）に使用を集中させないように設計されています。一部のUSBフラッシュドライブには、デバイスの寿命を延ばすためのこの「ウェアレベリング」機能がソフトウェアコントローラに組み込まれていますが、そうでないものもあるため、これらのファイルシステムのいずれかをインストールすることが必ずしも役立つとは限りません。[ 42 ]
セクターの長さはハードディスクドライブとの互換性を保つため512バイトで、最初のセクターにはマスターブートレコードとパーティションテーブルを含めることができます。そのため、USBフラッシュメモリはハードディスクドライブと同様にパーティション分割が可能です。
フラッシュドライブのメモリは、一般的にマルチレベルセル（MLC）ベースのメモリで設計されており、約3,000～5,000回のプログラム消去サイクルに適しています。[ 43 ]現在では、物理セクターあたり最大500回の書き込みサイクルを持つトリプルレベルセル（TLC）もよく使用されていますが、一部のハイエンドフラッシュドライブには、約30,000回の書き込みに適したシングルレベルセル（SLC）ベースのメモリが搭載されています。 [ 44 ]このようなフラッシュメモリからの読み出し回数には事実上制限がないため、使い古されたUSBドライブは、個々のセルの寿命を確保するために書き込み保護されている場合があります。
フラッシュメモリの耐久性を推定することは、 SLC / MLC / TLCメモリの種類、フラッシュメモリチップのサイズ、実際の使用パターンに依存するため、難しい課題です。そのため、USB フラッシュドライブの寿命は数日から数百年に及ぶ可能性があります。[ 45 ]
メモリ自体の耐久性に関わらず、USBコネクタのハードウェアは、約1,500回の挿入・取り外しサイクルにしか耐えられないと規定されている。[ 46 ]
偽造USBフラッシュドライブは、実際の容量よりも高い容量を謳って販売されることがあります。これらは通常、低容量のUSBドライブに、より大容量のドライブをエミュレートする改変されたフラッシュメモリコントローラファームウェアが搭載されています（例えば、2GB のドライブが64GBのドライブとして販売されている など）。コンピュータに接続すると、販売時の容量よりも大きいと表示されますが、データを書き込むと、書き込みが失敗したり、ドライブがフリーズしたり、既存のデータが上書きされたりします。偽造USBドライブをチェックして検出するソフトウェアツールが存在し、[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]場合によっては、これらのデバイスを修復して偽の容量情報を削除し、実際のストレージ容量を使用することも可能です。[ 50 ]
転送速度は、技術的には、使用するUSBのバージョン、USBコントローラデバイスがフラッシュメモリにデータを読み書きできる速度、およびハードウェアバスの速度という3つの要素のうち、最も遅いものによって決まります。特に、追加USBポートの場合はこのことが顕著になります。
USBフラッシュドライブは通常、読み書き速度をメガバイト/秒（MB/s）で表記します。読み込み速度は通常、書き込み速度よりも速いです。これらの速度は最適な条件下での値であり、実際の速度は通常これよりも遅くなります。特に、非常に大きなファイルを少数転送する場合よりも、小さなファイルを多数転送する場合（特に書き込み）、および同じデバイスに対して読み書きを混在させる場合などは、公称速度よりもはるかに遅くなる傾向があります。
多数の高性能USB 3.0ドライブの典型的な適切に実施されたレビューでは、大きなファイルを68 MB/sで読み込み、46 MB/sで書き込むことができるドライブでも、小さなファイルを多数読み込むと、それぞれ14 MB/sと0.3 MB/sしか出せませんでした。ストリーミングの読み取りと書き込みを組み合わせると、別のドライブの速度は、読み取りが92 MB/s、書き込みが70 MB/sでしたが、8 MB/sでした。これらの差はドライブによって大きく異なり、小さなファイルを大きなファイルよりも10%速く書き込めるドライブもあります。上記の例は、極端な例を示すために選ばれています。[ 51 ]
フラッシュドライブの最も一般的な用途は、文書、写真、ビデオなどの個人ファイルを持ち運び、保存することです。また、緊急時や災害対策として、医療情報をフラッシュドライブに保存する人もいます。
フラッシュドライブがさまざまな環境（セキュリティが確保されているか否かを問わず）で広く普及するにつれ、データと情報のセキュリティは依然として重要な課題となっています。データセキュリティのニーズが高まるにつれ、生体認証と暗号化が標準になりつつあります。この点において、オンザフライ暗号化システムは、大量のデータを透過的に暗号化できるため、特に有用です。場合によっては、セキュアなUSBドライブは、ソフトウェアではなくハードウェアモジュールを使用してデータを強力に暗号化するハードウェアベースの暗号化メカニズムを使用することがあります。IEEE 1667は、USBドライブ用の汎用認証プラットフォームを作成しようとする試みです。これは、Windows 7およびWindows Vista（Service Pack 2とホットフィックス）でサポートされています。[ 52 ]
USB フラッシュ ドライブをアプリケーション キャリアとして使用する最近の開発は、Microsoftが開発したComputer Online Forensic Evidence Extractor (COFEE) アプリケーションを搭載することです。COFEE は、容疑者から押収したコンピュータ上のデジタル証拠を検索して抽出するように設計されたアプリケーション セットです。[ 53 ]フォレンジック ソフトウェアは、調査対象のコンピュータに保存されている情報をいかなる方法でも変更しないことが求められます。他のフォレンジック スイートはCD-ROMまたはDVD-ROMから実行されますが、実行元のメディアにデータを保存することはできません (ただし、外部ドライブやメモリ スティックなどの他の接続されたデバイスに書き込むことはできます)。
マザーボードのファームウェア（BIOSおよびUEFIを含む）は、USB フラッシュ ドライブを使用して更新できます。通常、新しいファームウェアをダウンロードして、更新対象のシステムに接続されたFAT16またはFAT32フォーマットの USB フラッシュ ドライブに配置し、システムのファームウェアの更新コンポーネント内で新しいファームウェア イメージへのパスを選択します。 [ 54 ]一部のマザーボードメーカーは、システムのファームウェア更新コンポーネントに入る必要なくこのような更新を許可しており、ファームウェアが破損したシステムを簡単に復旧できます。[ 55 ]
さらに、HPはUSBフロッピードライブキーを導入しました。これはフロッピードライブをエミュレートする機能を備えた通常のUSBフラッシュドライブで、USBフラッシュドライブの直接使用がサポートされていないシステムファームウェアの更新に使用できます。通常のUSBマスストレージデバイスまたはフロッピードライブエミュレーションの希望する動作モードは、デバイスの筐体にあるスイッチをスライドさせることで選択できます。[ 56 ] [ 57 ]
現在のほとんどのPCファームウェアはUSBドライブからの起動を許可しており、起動可能なフラッシュドライブからオペレーティングシステムを起動できます。このような構成はライブUSBとして知られています。[ 58 ]
当初のフラッシュメモリ設計では、推定寿命が非常に限られていました。フラッシュメモリセルの故障メカニズムは金属疲労モードに類似しており、デバイスの寿命中に多数の読み書きサイクルを受けた特定のセルへの新しいデータの書き込みを拒否することでデバイスが故障します。ライブUSBの早期故障は、書き込みロックスイッチを備えたフラッシュドライブをライブCDと同様のWORMデバイスとして使用することで回避できました。当初、この潜在的な故障モードにより、ライブUSBシステムの使用は、次のような特殊な用途または一時的なタスクに限定されていました。
2011年現在最新のフラッシュメモリ設計では、推定寿命がはるかに長くなっています。現在、いくつかのメーカーが5年以上の保証を提供しています。このような保証により、より多くの用途でデバイスの魅力が高まるはずです。デバイスの早期故障の可能性が低減されるため、フラッシュメモリデバイスは、従来磁気ディスクが必要だった用途でも使用を検討できるようになりました。フラッシュドライブは、時間の経過とともにストレージ容量が指数関数的に増加しています（ムーアの法則の成長曲線に従って）。2013年現在、1TBの容量を持つシングルパッケージデバイスが容易に入手可能であり[ 59 ]、16GBの容量を持つデバイスは非常に経済的です。この範囲のストレージ容量は、オペレーティングシステムソフトウェアとユーザーデータ用の空きスペースの両方に十分なスペースを提供するため、従来から十分なスペースを提供すると考えられてきました。
一部のオペレーティングシステムのインストーラーは、CDやDVDではなくフラッシュドライブに保存できます。これには、さまざまなLinuxディストリビューション、Windows 7以降のバージョン、macOSなどが含まれます。特に、Mac OS X 10.7は、 Mac App Storeまたはフラッシュドライブを通じてオンラインでのみ配布されています。Boot Campが搭載され、外付け光学ドライブがないMacBook Airの場合、フラッシュドライブを使用してUSBからWindowsまたはLinuxのインストールを実行できます。このプロセスは、 Universal USB InstallerやRufusなどのツールを使用して自動化できます。
ただし、Windows 7以降のバージョンをインストールする場合は、PCのファームウェアでハードディスクドライブエミュレーションが認識されるUSBフラッシュドライブを使用して起動することをお勧めします。このような機能を備えたUSBフラッシュドライブを製造しているのは、Transcend社のみです。
さらに、Windows XPをインストールする際には、最大2GBの容量制限を持つUSBフラッシュドライブを使用して 起動することをお勧めします。
Windows Vista以降のバージョンでは、 ReadyBoost機能により、フラッシュドライブ（ Windows Vistaの場合は4GBから）を使用してオペレーティングシステムのメモリを拡張できます。[ 60 ]
フラッシュドライブは、インストール不要でホストコンピュータ上で動作するアプリケーションを保管するために使用されます。原則として、あらゆるスタンドアロンアプリケーションをこの方法で使用できますが、多くのプログラムはデータや設定情報などをホストコンピュータのハードドライブやレジストリに保存します。
U3社は、ドライブメーカー（親会社であるSanDisk社をはじめとする）と協力し、 Microsoft Windows向けに設計されたアプリケーションのカスタムバージョンを専用のフラッシュドライブから提供しています。U3互換デバイスは、Windows搭載コンピュータに接続するとメニューが自動的に読み込まれるように設計されています。アプリケーションは、ホストマシンにデータを残さないよう、U3プラットフォーム向けに修正する必要があります。U3社はまた、自社プラットフォームに関心のある独立系ソフトウェアベンダー向けにソフトウェアフレームワークも提供しています。
Ceedoは、Windowsアプリケーションをドライブに搭載して実行するために、アプリケーション自体を変更する必要のない代替製品です。
同様に、VMware ThinApp （Windows用）やRUNZ（Linux用）などの他のアプリケーション仮想化ソリューションやポータブルアプリケーション作成ツールを使用すれば、インストールせずにフラッシュドライブからソフトウェアを実行できます。
2010年10月、Apple Inc.はMacBook Airの最新版を発売した。Airには光学ドライブが搭載されていなかったため、システムの復元ファイルは従来のインストールCDではなくUSBハードドライブに格納されていた。[ 61 ]
ポータブルソフトウェアのリストには、無料で利用でき、ホストコンピュータのドライブやレジストリに何も保存することなく、Windowsを実行しているコンピュータ上で実行できる、幅広い種類のポータブルアプリケーションが掲載されています。
付加価値再販業者の中には、中小企業向けターンキーソリューション（例：POSシステム）の一部としてフラッシュドライブを使用する企業が増えています。このドライブはバックアップ媒体として使用され、毎晩の業務終了時に挿入され、データベースのバックアップが保存されます。あるいは、ドライブを業務時間中挿入したままにしておき、データを定期的に更新することも可能です。いずれの場合も、夜間にはドライブを取り外し、社外に持ち出します。
フラッシュドライブにも欠点がある。紛失しやすく、不正なバックアップを容易に許してしまう。また、フラッシュドライブのもう一つの小さな欠点は、発売当時に製造されたハードディスクドライブの容量のわずか10分の1しかないことだ。
パスワードリセットディスクは、Windowsオペレーティングシステムの機能の一つです。ユーザーがパスワードリセットディスクを設定すると、そのディスクを設定したコンピューターのパスワードをリセットするために使用できます。
多くの企業が小型のソリッドステートデジタルオーディオプレーヤーを製造しており、基本的には音声出力とシンプルなユーザーインターフェースを備えたフラッシュドライブを製造している。例としては、Creative MuVo、Philips GoGear、初代iPod shuffleなどがある。これらのプレーヤーの中には、音楽プレーヤーであると同時に真のUSBフラッシュドライブであるものもあれば、汎用データストレージをサポートしていないものもある。デジタル音声や音声録音など、ストレージを必要とするその他のアプリケーションも、フラッシュドライブ機能と組み合わせることができる。[ 62 ]
小型プレーヤーの多くは、USBインターフェースから充電される内蔵型充電式バッテリーで駆動します。デジタルオーディオプレーヤーとして機能する高機能デバイスには、USBホストポート（通常はタイプAメス）が搭載されています。
デジタルオーディオファイルは、他のファイルと同様にコンピュータ間で転送でき、互換性のあるメディアプレーヤーで再生できます（ただし、 DRMで保護されたファイルには注意が必要です）。さらに、多くの家庭用ハイファイ機器やカーステレオのヘッドユニットにはUSBポートが搭載されています。これにより、さまざまな形式のメディアファイルが保存されたUSBフラッシュドライブを、その形式をサポートするデバイスで直接再生できます。一部の家庭用HDTV向け液晶モニターには専用のUSBポートが搭載されており、パソコンを使わずに音楽やビデオファイルを再生することも可能です。
アーティストはUSBフラッシュドライブを販売または配布しており、最初の例は2004年にドイツのパンクバンドWizoがUSBドライブとしてのみStick EPをリリースした時だと考えられている。5つの高ビットレートMP3に加えて、ビデオ、写真、歌詞、ギタータブ譜も含まれていた。[ 63 ]その後、Nine Inch NailsやKylie Minogue [ 64 ]などのアーティストがUSBフラッシュドライブで音楽やプロモーション素材をリリースしている。英国でリリースされた最初のUSBアルバムは、2007年4月にKiss NetworkからリリースされたコンピレーションアルバムKiss Does... Raveである。[ 65 ]
安価なUSBメモリが普及したことで、特に技術系やコンピュータ業界（例えば、テクノロジー関連の展示会など）において、販促やマーケティング目的で利用されるようになった。無料で配布したり、卸売価格よりも安く販売したり、他の購入商品にボーナスとして同梱したりすることがある。
通常、このようなドライブには広告の一環として、企業のロゴが刻印されます。ドライブは空の場合もあれば、グラフィック、ドキュメント、ウェブリンク、Flashアニメーションやその他のマルチメディア、無料またはデモ用ソフトウェアがプリロードされている場合もあります。プリロードされたドライブの中には読み取り専用のものもあれば、読み取り専用とユーザー書き込み可能なセグメントの両方で構成されているものもあります。このようなデュアルパーティションドライブは高価です。[ 66 ]
フラッシュドライブは、Microsoft Windows の自動実行機能を使用して、ドライブを挿入するとすぐに保存されているプレゼンテーション、Web サイト、記事、その他のソフトウェアを自動的に起動するように設定できます。 [ 67 ]このようにソフトウェアを自動実行することはすべてのコンピュータで機能するわけではなく、セキュリティを重視するユーザーによって通常は無効にされています。
アーケードゲーム『In the Groove』、そしてより一般的には『In The Groove 2』では、フラッシュドライブを使用して、セッション間でハイスコア、スクリーンショット、ダンス編集、コンボなどを転送します。ソフトウェアリビジョン21（R21）以降では、プレイヤーはカスタムソングを保存し、この機能が有効になっている任意のマシンで再生することもできます。フラッシュドライブの使用は一般的ですが、ドライブはLinux互換である必要があります。
アーケードゲーム『Pump it Up NX2』と『Pump it Up NXA』では、特別に製造されたフラッシュドライブが、アンロックされた楽曲の「セーブファイル」として、またゲームのWorldMaxセクションとBrain Showerセクションの進行状況を保存するために使用されます。
アーケードゲーム『ダンスダンスレボリューションX』では、ソニーのPlayStation 2版とのリンク機能のために、コナミが専用のUSBフラッシュドライブを製作した。しかし、このアーケードゲームでは、どのUSBフラッシュドライブでも使用可能だ。
フラッシュドライブは消費電力が少なく、可動部品がなく、ほとんどの容量で小型軽量です。フラッシュドライブに保存されたデータは、機械的衝撃、磁場、傷、埃の影響を受けません。これらの特性により、フラッシュドライブはデータの持ち運びや、データの即時アクセスに適しています。
フラッシュドライブは、多くのリムーバブルメディアと比較して、データを高密度に保存できます。2009年半ばには、256GBのドライブが発売され、 DVD（54枚のDVD）やBlu-rayディスク （10枚のBD）よりもはるかに多くのデータを保存できるようになりました。[ 68 ]
フラッシュドライブはUSBマスストレージデバイスクラスを実装しているため、ほとんどの最新のオペレーティングシステムはデバイスドライバをインストールすることなく、フラッシュドライブへの読み書きが可能です。フラッシュドライブは、ホストオペレーティングシステムに対してシンプルなブロック構造の論理ユニットとして認識され、基盤となる様々なフラッシュメモリデバイスの複雑な実装の詳細を隠蔽します。オペレーティングシステムは、任意のファイルシステムやブロックアドレス指定方式を使用できます。一部のコンピュータは、フラッシュドライブから起動することも可能です。
防水性があり「事実上壊れない」ように設計された丈夫なゴムまたは金属製のケースを備えた特別に製造されたフラッシュドライブが入手可能です。これらのフラッシュドライブは、水に浸した後、さらには洗濯機で洗ってもメモリを保持します。このようなフラッシュドライブを電流を流す前に完全に乾燥させると、将来問題のない動作ドライブになることが知られています。チャンネル ファイブのガジェット ショーは、これらのフラッシュドライブの 1 つをプロパンで加熱し、ドライアイスで凍らせ、さまざまな酸性液体に浸し、ジープで踏みつけ、迫撃砲で壁に撃ちました。コンピュータ ドライブから失われたデータを復元することを専門とする会社が、ドライブ上のすべてのデータを復元することに成功しました。[ 69 ]光学または磁気技術を使用してテストされた他のリムーバブル ストレージ デバイス上のすべてのデータは破壊されました。
現在のデータテープカートリッジの用途は、フラッシュドライブの用途とはほとんど重複しません。テープの場合、大容量データであればギガバイトあたりのコストは非常に低いものの、個々のドライブやメディアは高価です。メディアは容量が大きく転送速度も非常に速いですが、データをシーケンシャルに保存するため、ランダムアクセスは非常に低速です。現在ではほとんどの企業にとってディスクベースのバックアップが主要な選択肢となっていますが、最悪の事態に備えてデータをオフサイトに持ち出す場合や、非常に大容量（数百テラバイト以上）のデータの場合は、テープバックアップが依然として人気です。LTOテープを参照してください。
フロッピーディスクドライブは現代のコンピュータにはほとんど搭載されておらず、通常の用途では時代遅れとなっていますが、必要に応じて内蔵型や外付け型ドライブを搭載することは可能です。フロッピーディスクは、USBポートやフロッピーディスクからの起動機能を持たない非常に古いコンピュータとの間でデータを転送する際の有効な手段となる場合があり、例えばBIOSチップのファームウェアを変更する際にも使用されることがあります。ヤマハの古い音楽キーボードなど、取り外し可能なストレージを備えた機器もフロッピーディスクに依存しており、フロッピーディスクを処理するにはコンピュータが必要です。最新の機器はUSBフラッシュドライブに対応しています。
フロッピーディスクのハードウェアエミュレータが存在し、フロッピーディスクドライブの内部接続と物理的特性を効果的に利用して、USBフラッシュドライブがフロッピーディスクの記憶領域をソリッドステート形式でエミュレートするデバイスを利用し、個別のデータチャネルを使用して複数の個別の仮想フロッピーディスクイメージに分割することができます。
CDやDVDには様々な書き込み・書き換え可能な形式があり、これらは2008年時点で大多数のコンピュータでサポートされているポータブルストレージメディアです。CD-R、DVD-R、DVD+Rは1回しか書き込みできませんが、RWタイプは約1,000回の消去/書き込みサイクルに耐え、最新のNANDフラッシュドライブは50万回以上の消去/書き込みサイクルに耐えることができます。DVD -RAMディスクは、頻繁な書き換えを伴うデータストレージに最も適した光ディスクです。
光ディスクは、ハードディスクドライブに次いで最も安価な大容量データ保存方法の一つです。ただし、フラッシュメモリに比べると速度は劣ります。標準的な120mm 光ディスクはフラッシュドライブよりも大きく、破損しやすいという欠点があります。クレジットカードと同じサイズの名刺サイズのCD -Rや、やや使い勝手は劣るものの容量の大きい80mm 記録型MiniCDやMini DVDなど、より小型の光ディスクも存在します。小型ディスクは標準サイズよりも高価で、すべてのドライブで使用できるわけではありません。
ユニバーサルディスクフォーマット（UDF）バージョン1.50以降には、スペアリングテーブルや仮想割り当てテーブルなど、書き換え可能なディスクをサポートする機能があり、ディスク表面全体に使用を分散させて寿命を最大化しますが、多くの古いオペレーティングシステムはこのフォーマットをサポートしていません。DirectCDやInCDなどのパケット書き込みユーティリティは利用可能ですが、生成されるディスクは（UDF標準に基づいているものの）普遍的に読み取り可能ではありません。マウントレーニア規格は、CD-RWメディアのこの欠点を、その上に古いファイルシステムを実行し、それらの規格の欠陥管理を行うことで解決しますが、CD/DVDライターとオペレーティングシステムの両方からのサポートが必要です。現在製造されている多くのドライブはマウントレーニアをサポートしておらず、Windows XP以前のバージョンやLinuxカーネル2.6.2より古いバージョンなど、多くの古いオペレーティングシステムもサポートしていません（後のバージョンはサポートしています）。基本的に、CD/DVDは大量の情報を安価に記録するのに適した方法であり、ほとんどのスタンドアロンプレーヤーで読み取り可能であるという利点がありますが、大量の情報に対して継続的に小さな変更を加えるのには不向きです。フラッシュドライブがこのような機能を備えていることが、光ディスクメディアに対する最大の利点である。
フラッシュメモリカード（例えば、Secure Digitalカード）は、さまざまなフォーマットと容量で提供されており、多くの民生機器で使用されています。しかし、ほぼすべてのPCにはUSBポートが搭載されており、USBフラッシュドライブの使用は可能ですが、メモリカードリーダーは標準装備として付属していることは一般的ではありません（特にデスクトップコンピュータでは）。多くの一般的なフォーマットに対応した安価なカードリーダーも販売されていますが、これを使うと携帯機器が2つ（カードとリーダー）必要になり、1つでは済まないという問題があります。
「両方の良いところ取り」を目指したメーカーの中には、USB フラッシュ ドライブとほぼ同じサイズと形状のカード リーダーを製造しているところもある (例: Kingston MobileLite [ 70 ] 、 SanDisk MobileMate [ 71 ] )。これらのリーダーは、特定のメモリー カード フォーマット (SD、microSD、またはメモリー スティックなど) に限定されており、多くの場合カードを完全に覆うため、フラッシュ ドライブと同等かそれに近い耐久性と携帯性を備えている。ミニ リーダーとメモリー カードの合計コストは、通常、同等の容量の USB フラッシュ ドライブよりもわずかに高いが、リーダー + カード ソリューションは、使用の柔軟性が高まり、事実上「無制限」の容量を提供する。SDカードの普及により、2011 年頃には規模の経済により、USB SD カード リーダーの追加コストを含めても、同等の容量の USB フラッシュ ドライブよりも価格が安くなっている。
メモリーカードのもう一つの利点は、多くの民生機器（デジタルカメラ、ポータブル音楽プレーヤーなど）は（たとえ機器にUSBポートがあっても）USBフラッシュドライブを使用できないのに対し、これらの機器で使用されるメモリーカードはカードリーダーを備えたPCで読み取ることができる点です。
特にUSBの登場により、外付けハードディスクは広く普及し、価格も手頃になりました。現在、外付けハードディスクはフラッシュドライブよりもギガバイトあたりの価格が安く、より大容量のものが入手可能です。一部のハードディスクは、USB 2.0よりも高速な代替インターフェース（Thunderbolt、FireWire 、 eSATAなど）をサポートしています。連続したセクターの書き込みと読み取り（例えば、断片化されていないファイルから）の場合、ほとんどのハードディスクは現在のNANDフラッシュメモリよりもはるかに高い持続的なデータ転送速度を提供できますが、機械的な遅延がハードディスクのパフォーマンスに大きく影響します。
ソリッドステートメモリとは異なり、ハードドライブは衝撃（例えば、ちょっとした落下）や振動による損傷を受けやすく、高所での使用には制限があり、筐体で保護されているとはいえ、強い磁場にさらされると脆弱です。全体の質量で言えば、ハードドライブは通常フラッシュドライブよりも大きく重いですが、ストレージ容量あたりの重量はハードドライブの方が軽い場合もあります。フラッシュドライブと同様に、ハードドライブもファイルの断片化の影響を受けやすく、アクセス速度が低下する可能性があります。
外付けソリッドステートドライブと比較すると、USBフラッシュドライブは通常、より低コストで性能の低いフラッシュメモリを使用して製造されているため、全体的なパフォーマンスが低くなります。
Audio tape cassettes and high-capacity floppy disks (e.g., ImationSuperDisk), and other forms of drives with removable magnetic media, such as the Iomega Zip drive and Jaz drives, are now largely obsolete and rarely used. There are products in today's market that will emulate these legacy drives for both tape and disk (SCSI1/SCSI2, SASI, Magneto optic, Ricoh ZIP, Jaz, IBM3590/ Fujitsu 3490E and Bernoulli for example) in state-of-the-art Compact Flash storage devices – CF2SCSI.
As highly portable media, USB flash drives are easily lost or stolen. All USB flash drives can have their contents encrypted using third-party disk encryption software, which can often be run directly from the USB drive without installation (for example, FreeOTFE), although some, such as BitLocker, require the user to have administrative rights on every computer it is run on.
Archiving software can achieve a similar result by creating encrypted ZIP or RAR files.[72][73]
Some USB flash drive solutions incorporate hardware-based copy protection directly into the drive's design,[74] eliminating the need for third-party software. Unlike software-based encryption systems, which can often be bypassed or removed, hardware solutions embed the protection into the drive at the controller level, making the content read-only and non-duplicable while still being viewable. This approach offers a higher level of security and reliability, particularly for distributing files such as videos, PDFs, and software, though it may come at a higher cost than conventional, software-only methods.
A minority of flash drives support biometricfingerprinting to confirm the user's identity. As of mid-2005, this was an expensive alternative to standard password protection offered on many new USB flash storage devices. Most fingerprint scanning drives rely upon the host operating system to validate the fingerprint via a software driver, often restricting the drive to Microsoft Windows computers. However, there are USB drives with fingerprint scanners which use controllers that allow access to protected data without any authentication.[75]
一部のメーカーは、フラッシュドライブの形で物理的な認証トークンを提供しています。これらは、暗号化キーを格納したり、より一般的にはターゲットマシン上のセキュリティソフトウェアと通信したりすることで、機密性の高いシステムへのアクセスを制御するために使用されます。このシステムは、フラッシュドライブが接続されている時以外はターゲットマシンが動作しないように設計されています。これらの「PCロック」デバイスの中には、他のマシンに接続した際に通常のフラッシュドライブとして機能するものもあります。
すべてのフラッシュメモリデバイスと同様に、フラッシュドライブは、ドライブが故障する前に保持できる書き込みと消去のサイクル数が限られています。[ 76 ] [ 77 ]アプリケーションソフトウェアやオペレーティングシステムを実行するためにフラッシュドライブを使用する場合は、この点を考慮する必要があります。これと容量制限に対処するために、一部の開発者は、フラッシュドライブから実行するように設計されたオペレーティングシステムの特別なバージョン（Live USBのLinuxなど）[ 78 ]や一般的なアプリケーション（ Mozilla Firefoxなど）を作成しました。これらは通常、サイズが最適化され、一時ファイルや中間ファイルをフラッシュドライブに一時的に保存するのではなく、コンピュータのメイン RAM に配置するように構成されています。
USB ドライブは、外部回転式ドライブ (ハード ドライブ、光ディスク ドライブ、フロッピー ドライブ) と同じように、つまりその技術を知らないまま使用すると、突然故障する可能性が高くなります。回転式ドライブは瞬時に故障することもありますが、故障が近づいていることを示す何らかの兆候 (ノイズ、動作の遅延) を示すことが多く、多くの場合、完全に故障する前にデータを削除できるほどの十分な事前警告があります。USB ドライブは、故障の事前警告をほとんど、またはまったく示しません。さらに、フラッシュ ドライブの寿命を延ばすために内部ウェア レベリングが適用されている場合、メモリの一部でも故障が発生すると、ドライブの残りの部分を使用することが困難または不可能になる場合があります。これは、不良セクタを永久的に使用しないようにマークできる磁気メディアとは異なります。[ 79 ]
ほとんどのUSBフラッシュドライブには書き込み保護機構が搭載されていません。この機能は、ドライブ本体の筐体にあるスイッチで、ホストコンピュータがドライブ上のデータを書き込んだり変更したりするのを防ぐもので、現在ではあまり一般的ではなくなりました。例えば、書き込み保護機能があれば、USBフラッシュドライブ自体をウイルスに感染させるリスクなしに、ウイルスに感染したホストコンピュータを修復するのに適したデバイスになります。SDカードとは異なり、USBフラッシュドライブの書き込み保護機能（搭載されている場合）はドライブ回路に接続されており、ホストではなくドライブ自体によって処理されます（SDカードでは、書き込み保護用の切り欠きの処理はオプションです）。
フラッシュドライブは物理的に小さいため、紛失しやすいという欠点があります。特に機密データが含まれている場合は、この問題が深刻になります（データセキュリティを参照）。そのため、一部のメーカーはドライブに暗号化ハードウェアを追加していますが、あらゆる大容量記憶媒体と併用できるソフトウェア暗号化システムでも同様の効果が得られます。ほとんどのドライブはキーホルダーやストラップに取り付けることができます。USBプラグは通常、格納式か、取り外し可能な保護キャップが付いています。
USBキラーは、USBフラッシュドライブに似た外観を持ち、USBポートの電源ピンを使用してコンデンサを高電圧まで充電し、その後データピンを通してその電圧を放電する回路です。この独立したデバイスは、接続されているホストハードウェアを瞬時に永久的に損傷または破壊することができます。[ 80 ]
映画やその他の関連コンテンツを含む「手作り」のUSBドライブも報告されている。[ 81 ]
半導体企業は、フラッシュドライブの様々な機能を単一のチップに統合することで、部品点数とパッケージ全体のコストを削減し、フラッシュドライブの部品コストを低減する取り組みを行ってきた。
市場に出回るフラッシュドライブの容量は継続的に増加している。高速性は現代のフラッシュドライブの標準となっている。256 GBを超える容量は、2009年にはすでに市場に出回っていた。[ 68 ]
Lexarは、様々な種類のフラッシュメモリカードを置き換えることを目的としたコンパクトなUSBフラッシュドライブであるUSB FlashCardを導入しようと試みた。Pretecも同様のカードを導入したが、これもUSBポートに差し込むことができ、Lexarモデルのわずか4分の1の厚さである。[ 82 ] 2008年まで、SanDiskはSD Plusと呼ばれる製品を製造していた。これはUSBコネクタ付きのSecureDigitalカードであった。[ 83 ]
サンディスクは、主に学生による利用を想定し、著作権で保護されたコンテンツのフラッシュドライブへの保存と使用を管理するために、2005年に買収したFlashCPと呼ばれるデジタル著作権管理技術を導入した。
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