USBメモリ

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一般的なUSBメモリの内部

一般的なUSBメモリの内部

  1. USBコネクタ
  2. USBコントローラ
  3. テストポイント
  4. フラッシュメモリチップ
  5. 水晶振動子
  6. 発光ダイオード（アクセスランプ）
  7. ライトプロテクトスイッチ
  8. 二つ目のフラッシュメモリチップ（この写真では未実装）

USBメモリ（ユーエスビーメモリ、テンプレート:Lang-en）とは、Universal Serial Bus（USB）を用いてコンピュータに接続してデータの読み書きを行う半導体メモリを用いた補助記憶装置のうち、別途メモリーカードやリーダライタを必要とせずに単体で動作するものである。典型的な製品の大きさは、長さ数センチメートル、幅と厚さはUSB A端子より若干大きい程度である。

USBメモリの普及当初はUSB A端子にてコンピュータと接続するタイプが多かったが、スマートフォンやタブレットコンピュータの普及に伴いmicro B端子をもつUSBメモリも販売されるようになってきた。

概要

USB規格には、USB Mass Storage Class（USBマスストレージクラス）という補助記憶装置を接続するための仕様があり、このクラスに対応した機器及びオペレーティングシステム（OS）であれば、特別なドライバを改めてインストールすることなく、装置をUSBコネクタに接続することで直ちに補助記憶装置として認識することができる。この仕組みを用いたのが、USBメモリである。

データの記録にはフラッシュメモリが使われており、記憶容量は2013年現在、数MBから数TBまでさまざまである。フロッピーディスクやMO、CD、DVDの様に専用のドライブ装置を必要としないため利便性が高い、モーター回転部などの駆動部がないため衝撃に強い、小型で可搬性に優れる、という特徴を持つ。

2004年前後から急激にシェアを伸ばし、SDメモリーカードとともに持ち歩ける大容量フラッシュメモリの主力として用いられている。補助記憶装置としての機能面で製品の差別化を図ることが難しいため、データの読み書き速度を向上させた製品や、セキュリティ確保のために指紋認証機能を備えた製品、デザインに趣向を凝らした製品が登場している。近年では食品やキャラクターなどをかたどったデザインのUSBメモリが数多く登場し、話題になることも少なくない。またUSB端子を保護するためのキャップが付いている製品も多いが、近年ではキャップの代わりにUSB端子をスライドさせるキャップレスタイプも登場している。

パソコンのデザインや、その設置場所・設置方法によっては手を伸ばしやすい位置にUSBポートを装備していないこともあるため、使いやすさを確保するために延長ケーブルが付属する場合もある。

  • PC Mass storage device USB flash drives.jpg

    さまざまな USB メモリ

  • Sushi USB Memory (1066586).jpg

    寿司型 USB メモリ

  • Minimini USBMemory.JPG

    超小型 USB メモリ

メモリ容量

対応環境

USB Mass Storage Classが実装された OS は多く普及し、インストール台数ベースでは対応したOSが多くなった。情報家電やゲーム機などでもサポートしている。また、多くのOSや機器ではFATファイルシステムをサポートしており、異なるOSや機種の間でデータの交換が可能である。USB 2.0環境の普及、近年のフラッシュメモリの大容量化、低価格化に伴い、データを持ち運ぶ補助記憶装置としてフロッピーディスクを代替して広く普及した。

Windowsシリーズ
Windows MeやWindows 2000以降で標準で対応する。Windows 98では単体で対応していないが、USBメモリを製造するメーカーが提供する専用のドライバをインストールすることによって使用可能な場合もある。尚、Windows 95ではUSBを扱えるOSR2以降のバージョンであっても、Windows 98と違い、専用ドライバが用意されることはまず無かった。USBをサポートしない初期バージョンを含むWindows 95や、Windows NT、もしくはUSBインターフェースを持たないPDA等の環境においてUSBメモリにアクセスするには、ネットワーク共有を介す方法や、かつて挑戦者から発売されていたUSBマスストレージデバイスをコンパクトフラッシュとして変換するアダプタ[1]を使ってPCカードATAデバイスとして認識させる方法があった。またアイ・オー・データ機器では一部の同社製USBインターフェースについて特殊なSCSIドライバを用意していた時期があり、Windows 95やNT4.0からでも一部のUSBマスストレージ機器（ただし同社製のみ）を扱えるようにしていた[2]。
Macintosh
Mac OS 8.6でアップルが提供しているUSB Mass Storage Support 1.3.5 をインストールすることで利用可能となり、Mac OS 9以降で標準で利用可能である。
UNIXやLinux
最近の版のUNIX系OS（例：FreeBSD、Solarisほか）やLinuxの最近の版でも対応し、USBメモリをブロックデバイスとして用いる事が出来る。FATファイルシステムやNTFSファイルシステムをマウントできる他、UNIXやLinuxのファイルシステム（例：UFSやext2ほか）を構築して記憶領域として使用できる。
尚、NTFSファイルシステムについては、条件によっては読み出しのみに限定されることがある。
情報家電・ゲーム機
USB端子を備えたミニコンポやAVアンプなどの音響機器、カーオーディオやカーナビゲーションシステム、DVDプレイヤーやデジタルフォトフレーム等でもUSBメモリ内のファイルを再生可能なものがある。
ゲーム機のPlayStation 3も画像・音声・動画ファイルの再生やコピーに対応するほか、Xbox 360においてもセーブデータ記録領域として利用が可能である。

用途

2004年前後から急激に普及をみせ、SDメモリーカードとともに持ち歩ける大容量フラッシュメモリの主力として用いられている。データを保存する用途に加えて下記のような使われ方がある。

OSのブートデバイス
HDDの代わりにUSBメモリを起動ディスクとして、そこにOSをインストールして用いる方法である。PCのBIOSがUSBブートに対応している場合にこの方法を使える。UNIXやLinux等はUSBにOSをインストールすることができる。
Windowsは公式にはUSBへのインストールをサポートしていないが、サードパーティーの提供するソフトウェア[3]を使用することで、WindowsがインストールされたパソコンのOSをUSBメモリにコピーしたり、Windows XPやWindows VistaのインストールディスクからUSBメモリにOSをインストールし、そこからブートできるようになる。ただしこの場合使用が可能なのはインストールしたパソコンのみで[4]、他のPCに挿しても起動できない。
アプリケーションのインストール
OpenOffice.org Portable（オフィス）、Firefox Portable（ブラウザ）などのアプリケーションをUSBメモリにインストールし、HDDに影響を及ぼすことなく実行できる。
ライブファイルシステムのインストール
KNOPPIXなどのライブファイルシステムをUSBメモリにインストールして使用する。
パソコンのハードディスクに変更を加えずに、オペレーティングシステムを起動できるライブファイルシステムの特徴に加え、書き込み可能な点を活かして個人情報・環境・データを記憶しておくことで、どのPCにおいても、その環境に影響を与えることなく、自分の使い慣れた利用環境で作業することができる。
ソフトウェアの頒布媒体
商用アプリケーションを頒布する媒体として、CD等の光学ディスクではなくUSBメモリを用いる。
光学ドライブを搭載しないネットブックなどが普及したことで、アプリケーションソフトウェアを販売する媒体として用いられる様になった。2006年頃には既にこの頒布方法が始まっており[5]、ソースネクストが2008年9月からUSBメモリにソフトウェアを収録して販売する「Uメモ」シリーズを発売して以降、普及を見せている。光学ドライブが不要なほか、光学ディスクを媒体とするのに較べて店頭の陳列スペースを取らない、USBメモリの空き容量をユーザーが活用できる、ダウンロード販売と比較してネット環境が制約されるユーザーにも提供できる特長がある。反面、光学ディスクやダウンロード販売に比べてコストは高くなる。
キャッシュメモリ
USB2.0以降のインターフェースを持つ高速USBメモリの記憶領域をHDDに対するキャッシュメモリとして使用し、HDDのデータの一部をUSBメモリに格納してHDDアクセスを高速化することが可能である。ReadyBoost機能を搭載したWindows Vista以後のOSで、所定の転送速度よりも高いパフォーマンスを発揮できると判定されると使用できる。また、ReadyBoostを搭載していないOSでも同様の機能を付与するサードパーティー製ソフトも発売されている。
ドングル
ソフトウェアのアクティベーションの手段として用いられるドングルと呼ばれるデバイスの代わりにUSBメモリを用いる。アクティベーションに必要な情報を保存しておいたり、USBメモリのID情報（製品型番、製造番号など）をアクティベーション情報に用いる。

欠点

USBメモリは、その原理あるいは性質上、情報を長期に渡って保存したり、書き換え頻度の高い用途での使用には適さない記録媒体である。

書き換え回数の制約
使われているフラッシュメモリはその原理上、消去や書き込みの際に絶縁体となる酸化膜を電子が貫通して酸化膜を劣化させるので、書き換え回数に制限がある。フラッシュメモリ、特にUSBメモリや安価なFlash SSDで使用されるマルチレベルセル（MLC）タイプの 素子の書き換え上限回数は、ハードディスクのそれに対して遠く及ばない。そのため、書き込み操作の頻度が高いと、早期に寿命を迎え正常に読み書きできなくなる（フラッシュメモリの記事も参照）。これを回避するために、内部で同じ場所に繰り返し書き込むことを避ける処理が行われ（ウェアレベリング）、書き込むデータ量が同じであるならば、大容量の製品を使った方が、長く持つ。
保存期間の制約
同じくフラッシュメモリのデータ保持期間には制限がある。書き込みを繰り返したメモリほど酸化膜が劣化してデータの保持期間が短い。
コネクタの制約
USBメモリの抜き差しを繰り返すと、ゲーム機器などのROMカセットと同様に、USBポートとメモリ側の端子は摩耗したり、ポート側にガタが生じる場合がある。最近は、USBメモリを利用した、パスワード管理機能を利用する場合もあり、当然ログオンなどをするたびに抜き差しするため、大手パソコンメーカーは、一部のポートに1万回は抜き差しに耐えられるポートを採用する傾向にある。
電子部品の制約
データ記録用のフラッシュメモリを含め、製品そのものが電子部品の集合体（精密機器）であることから、異常な高電圧がかかった場合や、静電気または落雷の影響など電気的な要因により容易に故障し、保存した情報を喪失する場合がある。たとえフラッシュメモリそのものは故障していない場合であっても、高電圧の印加や水没などで周辺回路が故障すれば使用不能に陥いる。また、小型化のために高密度で実装し基板のパターンも細かく、故障した部品を交換するのは困難である。
ファイルシステムの制約
共通のファイルシステムとして使用されているFAT32では1ファイルの長さが4GBに制限される。空き容量があっても4GB以上のサイズを持つ大きなファイルは書き込めない。なお、大容量の製品ではexFATを利用することでファイル長が16EiBまで利用可能になるが、この場合はWindows環境で利用できるほか、exFATのライセンスを得たデジカメなどの電子機器で利用できる。あるいはNTFSでフォーマットしなおせばWindows環境や、NTFSをマウントできるOSで利用できる。その他にも、UNIXやLinuxのファイルシステム（UFSやext2など）でフォーマットして使用する事もできる。
データ転送速度の制約
USBメモリに広く使われるNAND型フラッシュメモリは1セル当たり2bitないし3bitのマルチレベルセル（MLC）で、1セル当たり1bitのシングルレベルセル（SLC）より書き換え回数や転送速度が制約されるが、転送速度についてはチップを複数搭載して並列化することで向上させることが可能である。一方USBのインターフェースの転送速度の制約も受ける。2011年時点で主流であるUSB2.0ではおよそ20MB/s強である。USB3.0ではより高速に転送できる。

危険性

情報漏洩

USBメモリは小型で持ち運びが容易であり、便利な記憶装置であると同時に紛失や盗難の危険性が高く、顧客の個人情報漏洩など、保存しておいた機密情報の漏洩に繋がりやすい。それを防止するセキュリティ対策が施されている製品もある。

暗号化ソフトの提供
暗号化ソフトを、CD-ROMの形で添付したり、WEB上のサポートページを介してダウンロードさせたり、USBメモリの記憶領域内に置いて提供する。
デバイスのロック
デバイスのロック機能をあらかじめUSBメモリに組み込んだ製品もある。接続時に認証（パスワードの入力など）をパスしないと、内部の情報にアクセスできない仕掛けとなっている（IEEE 1667）。また、指紋認証を利用した製品も出ている。
揮発性フォルダ
記憶領域の一部に揮発性フォルダを設置する。この中に保存したデータは、一定期間、あるいは一定回数使用時に、自動的に消去する。

コンピュータ・ウイルス

USBメモリを介したウイルスの伝播が問題となる。WindowsにおいてUSBメモリのアイコンをダブルクリックしたり、あるいは自動実行が設定されているパソコンにUSBメモリを挿入した場合、USBメモリのルートフォルダに置かれた "autorun.inf" が参照され、特定のアプリケーションが実行される。この仕組みが悪用され、USBメモリを媒介として感染するコンピュータウイルスが2008年頃から爆発的に流行している[6][7]。これらのウイルスは主に「オートラン（AUTORUN）」と総称される。

尚、Windows 7では、オートランウイルスの感染を防ぐため、"autorun.inf"の一部の機能が無効化される対策がとられている。Windows XP、Windows Vistaについても、マイクロソフトが対策パッチを公開しており、現在ではオートランウイルスの感染数は減少傾向にある[8]。

このオートランによるウイルスの伝播や前項のセキュリティ問題などを警戒し、USBメモリーを利用できない設定にしている会社や公的機関も多いテンプレート:要出典。

歴史

  • イスラエルのM-Systems社を1989年に立ち上げたDov MoranがUSBフラッシュメモリを発明する[9]。
  • 2000年6月 - シンガポールのTrek2000 International社のThumb DriveというUSBメモリが日本で初めてのUSBメモリとして発売される。容量は16MB、32MB、64MB。当時普及していたWindows 98はマスストレージドライバを標準実装しておらず、ドライバを別途インストールする必要があったことから出先でのデータ交換（フロッピーディスクの代替）には向かなかった[10]。

ステルスUSB

北朝鮮の税関検査を情報を捉えるレーダー網にたとえ、検査時にデータ量を0バイトで表示し、設定した一定の時間の経過後自動的にコンテンツが活性化するUSBメモリの呼称。韓国メディアが取り上げた。北朝鮮を脱出したITの専門家らが2010年2月に開発し、以来韓国ドラマ映像や自由民主主義に関する内容を入れて北朝鮮に送っていた[11]。

脚注

テンプレート:Reflist

関連項目

テンプレート:Sister

テンプレート:メモリーカード

テンプレート:Basic computer components テンプレート:補助記憶装置

テンプレート:ディスクイメージ
  1. ↑ テンプレート:Cite web
  2. ↑ テンプレート:Cite web
  3. ↑ 例えば「BOOT革命 / USB Memory」など。
  4. ↑ [1]
  5. ↑ テンプレート:Cite web
  6. ↑ 2008年上半期はUSBメモリ経由の感染が蔓延、トレンドマイクロ - INTERNET Watch、2008年7月3日
  7. ↑ 情報処理推進機構『情報セキュリティ：ウイルス・不正アクセス届出状況について（2007年6月分および上半期）』第07-13-108号、2007年7月3日、にて注意喚起
  8. ↑ Autorun型マルウェアの感染が減少、「対策の効果あり」とMicrosoft - ITmedia エンタープライズ
  9. ↑ Modu Announces Phone Jackets | Gadget Lab | Wired.com Not surprising: Modu founder Dov Moran has a pretty good track record. He invented the USB flash drive.
  10. ↑ USBにダイレクト接続が可能なガム型ドライブ「ThumbDrive」 - AKIBA PC Hotline!
  11. ↑ 税関くぐり抜けるステルスUSB、北朝鮮で拡散中 - 聯合ニュース 2011年2月23日
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