



| コンピュータのメモリとデータストレージの種類 |
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| 不揮発性 |
USBフラッシュドライブ(UFD)(サムドライブ、メモリスティック、ペンドライブとも呼ばれる)[ 1 ] [注 1 ]は、フラッシュメモリとUSBインターフェースを統合した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30 g(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 [注 2 ])に及びました。[ 3 ] [ 4 ] 2024年の時点で、4 TB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した。[ 5 ]メモリチップの正確なタイプに応じて最大10万回の書き込み/消去サイクルを可能にするものもあり、通常の状況下では物理的に10年から100年(棚保管時間[注 3 ])持続すると考えられています。
USBフラッシュドライブの一般的な用途は、ストレージ、補助的なバックアップ、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、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発的な故障の可能性により、長期のデータアーカイブには適さない可能性があります。データ保持能力は、コントローラのファームウェア、内部データ冗長性、およびエラー訂正アルゴリズムによって左右されます。[ 6 ] [ 7 ]
2005 年頃までは、ほとんどのデスクトップ コンピュータとラップトップ コンピュータには 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 ポートが広く普及し、3.5 インチのフロッピー ディスク (「1.44 メガバイト」) に比べて USB ドライブの容量が大きくなったため、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や他の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 大容量ストレージ デバイス クラス標準を使用します。USB 2.0 をサポートする USB ドライブは、CD-RW や DVD-RW ドライブなどの大容量の光ディスク ドライブよりも多くのデータを保存し、より高速に転送でき、Xbox One、PlayStation 4、DVD プレーヤー、自動車エンターテイメント システムなどの他の多くのシステムや、スマートフォンやタブレット コンピューターなどの多くのハンドヘルド デバイス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 ファクターによりカードをデバイス内に突出させずに収納できるため、これらのデバイスに適しています。
フラッシュドライブは、回路素子と USB コネクタを搭載した小型の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で保護されており、ポケットやキーチェーンなどに入れて持ち運ぶことができます。アクセス時に点灯または点滅するI/O表示LEDを備えたものもあります。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、ドライブ本体に収納されている場合がありますが、保護されていない場合でも損傷する可能性は低いです。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タイプ A USB 接続を使用しますが、他のインターフェイスのドライブも存在します (例: micro-USB および USB-C ポート)。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源を取得します。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年代初頭に舛岡富士雄氏によって発明された浮遊ゲート半導体メモリの一種であるフラッシュメモリである。フラッシュメモリは、浮遊ゲートMOSFETトランジスタをメモリセルとして使用する。[ 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た。[ 10 ]
USBフラッシュドライブの発明者は複数名が主張している。1999年4月5日、イスラエルのM-Systems社のアミール・バン、ドブ・モラン、オロン・オグダンは、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PCフラッシュディスクのアーキテクチャ」と題する特許出願を提出した。[ 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シモン・シュムエリが、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申請し、2002年7月に中国政府から特許を取得しました。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日に特許を取得しました。Netacの特許はM-systemsとシンガポールの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は中国国内外で法廷闘争を続け、その見返りとして特許使用料とライセンス料を受け取っていました。同社はまた、USBメモリスティックに「書き込み禁止」機能と呼ばれる機能を発明しました。[ 14 ] [ 15 ]シンガポールのTrek 2000 Internationalは、USBフラッシュドライブを販売した最初の企業として知られており、商標は「ThumbDrive」です。同社はまた、このデバイスの最初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。同社はその後、他の4社を特許侵害で提訴しました。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は他の国々でも特許を取得しました。しかし、2005年にTrek 2000はUSBストレージデバイスの特許が英国で取り消されるという挫折を経験しました。[ 17 ]台湾のPhison社を共同設立したマレーシア人エンジニアのPua Khein-Seng氏は、2001年にUSBドライブのシステムオンチップ(SoC)設計を発明しました。これは、競合他社が使用する複数のチップではなく、単一のチップを使用するもので、[ 18 ] [ 19 ]フラッシュドライブのサイズと製造コストを削減します。[ 16 ]
これらの発明者間の競合する主張により、USBフラッシュドライブをめぐる特許紛争は長年にわたり発生してきました。Trek 2000 InternationalとNetac Technologyは、いずれもUSBフラッシュドライブに関する自社の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疑問については、複数の主張が続いています。Netac Technologyは2004年12月7日に米国における基本著作権を取得しました。そして、この訴訟において、PNY社は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/秒)、メガビット/秒(Mbit/秒)、あるいは「180X」(180×150KiB/秒)といった光学ドライブの倍数で示される 。 [ 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30MB/秒の読み取り速度と、その半分程度の書き込み速度を謳っている。これは、オーバーヘッドを考慮した上で12Mbit/秒(1.5MB/秒)に制限されていた前世代のUSB 1.1の理論上の転送速度の約20倍に相当する。[ 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大きく影響される。[ 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480Mbps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35Mbpsになります 。同年、IntelはノートPCに第2世代USBを搭載し、その普及を促しました。[ 24 ]
2010年までに、これらのデバイスの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搭載されるまでに時間がかかりました。2010年まで、ノートパソコンの大半のモデルは依然としてUSB 2.0のみを搭載していました。[ 24 ]
2013年1月、ハイテク企業のキングストンは、1TBのストレージを搭載したフラッシュドライブをリリースしました。[ 26 ]読み取り/書き込み速度が約530MB/秒の最初のUSB 3.1タイプ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、8〜256GBの容量のフラッシュドライブが、512GB〜1TBの容量のフラッシュドライブよりも頻繁に販売されました。[ 3 ] [ 4 ] 2017年、キングストンテクノロジーは、2TBのフラッシュドライブのリリースを発表しました。[ 28 ] 2018年、サンディスクは、同種では最小の1TB USB-Cフラッシュドライブを発表しました。[ 29 ]
| 1 | USB標準A、「オス」プラグ |
|---|---|
| 2 | USBマスストレージコントローラデバイス |
| 3 | テストポイント |
| 4 | フラッシュメモリチップ |
| 5 | 水晶発振器 |
| 6 | LED(オプション) |
| 7 | 書き込み禁止スイッチ(オプション) |
| 8 | 2番目のフラッシュメモリチップ用のスペース |
USBフラッシュドライブでは、デバイスの片側には1つの標準A USBプラグが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プラグが追加で付いており、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収められており、そこには電源回路と少数の表面実装型集積回路(IC)が搭載されています。通常、これらのICの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、 USBマスストレージデバイスクラスを使用してホストと通信します。[ 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の技術を組み合わせたものです。このメモリストレージは、初期の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、読み出しと書き込みの両方が遅く、複雑な高電圧駆動回路を必要とし、チップの内容全体を消去した後にのみ書き換えが可能でした。
その後、ハードウェア設計者は消去領域をより小さな「フィールド」に分割し、他の領域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、まずフィールド全体を外部バッファメモリにコピーし、その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、同じフィールドに再度書き込む必要がありました。これには相当なコンピュータ処理が必要であり、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、いわば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ストレージを備えた半導体メモリシステムが実現可能となり、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も開発されたことで、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りました。シリアルアクセスでは、パラレルアクセスに比べてメモリチップの電気的接続がはるかに少なくなるため、数ギガバイトのドライブの製造が簡素化されました。
コンピューターは、ハードディスクドライブとほぼ同様に、現代のフラッシュメモリシステムにアクセスします。ハードディスクドライブでは、コントローラシステムが情報の実際の保存場所を完全に制御します。しかし、EEPROMの実際の書き込みと消去のプロセスは、前述の初期のシステムと非常に似ています。
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追加のソフトウェアとバッテリーを追加するだけで、音楽再生デコーダーとしても機能します。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するための従来のフラッシュドライブとしても使用できます。

フラッシュ ドライブには通常、次の 5 つの部分があります。
一般的なデバイスには次のものも含まれます:


USBフラッシュドライブの重量は、ほとんどが30g(1オンス)未満です。[ 34 ]一部のメーカーは、最小サイズと最大メモリを競い合い、[ 35 ] USBプラグ自体より数ミリ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、かさばり、ドライブをUSBポートに接続しにくい複雑なハウジングを使用して製品を差別化しています。コンピュータハウジングの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ポートに接続すると、隣接するポートがブロックされる可能性があります。このようなデバイスは、別売りの延長ケーブルとともに販売されている場合にのみUSBロゴを付けることがあります。このようなケーブルはUSB互換ですが、USB標準に準拠していません。[ 37 ] [ 38 ]
USBフラッシュドライブは、時計、ペン、レーザーポインター、スイスアーミーナイフなど、日常的に持ち歩くアイテムに内蔵されているものや、おもちゃの車やレゴブロックなどの珍しいケースに取り付けられているものもあります。ドラゴン、猫、エイリアンなどの絵柄が付いた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丈夫で安価なため、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。
最近の多くのスマートフォンやタブレットは、USB On-The-Go (OTG)経由でUSBフラッシュドライブをサポートしており、ホストとして動作し、直接データの読み書きが可能です。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ー以外にも広がり、モバイルデバイスでのメディア転送やバックアップにも便利になりました。
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から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:スキャンディスク)を使用して、破損したデータを修復または取得することもできます。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でサポートされてい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が可能です。デフラグにはほとんどメリットがなく(フラグメントからフラグメントへと移動する機械的なヘッドがないため)、不要な書き込みを多く行うことでドライブの寿命を縮めるという意見が広くあります。[ 40 ]しかし、一部の情報源によると[ 41 ]、フラッシュドライブのデフラグによりパフォーマンスが向上する可能性があり(主にクラスター化されたデータのキャッシュが改善されるため)、フラッシュドライブの追加の摩耗はそれほど大きくない可能性があるとのことです。
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、特定の部分(例えばディレクトリ)に使用を集中させることなく、メモリデバイス全体に使用を分散するように設計されています。USBフラッシュドライブの中には、デバイスの寿命を延ばすためにソフトウェアコントローラにこの「ウェアレベリング」機能が組み込まれているものもありますが、そうでないものもあります。そのため、これらのファイルシステムをインストールしても必ずしも役立つとは限りません。[ 42 ]
ハードディスクドライブとの互換性のため、セクターは512バイト長で、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できます。
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回のプログラムと消去のサイクルに耐えます。[ 43 ]今日では、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。一方、一部のハイエンドフラッシュドライブには、約30,000回の書き込みに耐える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取り回数には事実上制限がないため、使い古した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の推定は、 SLC / MLC / TLCメモリの種類、フラッシュメモリチップのサイズ、そして実際の使用パターンに依存する難しい課題です。結果として、USBフラッシュドライブの寿命は数日から数百年までと幅広い可能性があります。[ 45 ]
メモリ自体の耐久性とは関係なく、USBコネクタのハードウェアは約1,500回の挿抜サイクルにしか耐えられないように指定されています。[ 46 ]
偽造USBフラッシュドライブは、実際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、フラッシュメモリコントローラのファームウェアを改変し、大容量ドライブをエミュレートした低容量USBドライブです(例えば、2GBのドライブが64GB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、販売時に表示される大容量として表示されますが、実際にデータを書き込むと、書き込みが失敗するか、ドライブがフリーズするか、既存のデータが上書きされます。偽造USBドライブをチェック・検出するための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理して虚偽の容量情報を削除し、実際のストレージ容量を利用できるようにすることも可能です。[ 50 ]
転送速度は、技術的には、使用されている USB のバージョン、USB コントローラ デバイスがフラッシュ メモリに対して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(特にアドオン USB ポートの場合) の 3 つの要素のうち最も遅い要素によって決まります。
USBフラッシュドライブの読み取り速度と書き込み速度は通常、メガバイト/秒(MB/s)で表記されます。通常は読み取り速度の方が速くなります。これらの速度は最適な条件下でのものであり、実際の速度は通常これよりも遅くなります。特に、少数の非常に大きなファイルではなく多数の小さなファイルを転送(特に書き込み)する場合、および同じデバイスで読み取りと書き込みを混在させる場合、速度が宣伝よりもはるかに低くなることがよくあります。
多数の高性能USB 3.0ドライブを対象とした、適切に実施された典型的なレビューでは、大容量ファイルの読み込み速度が68MB/秒、書き込み速度が46MB/秒であるドライブが、多数の小容量ファイルでは14MB/秒、0.3MB/秒にとどまりました。ストリーミング読み込みと書き込みを合わせた速度では、読み込み速度が92MB/秒、書き込み速度が70MB/秒である別のドライブは、8MB/秒にまで低下しました。これらの差はドライブごとに大きく異なり、中には大容量ファイルよりも小容量ファイルの書き込み速度が10%速いドライブもありました。これらの例は極端な例を示しているに過ぎません。[ 51 ]
フラッシュドライブの最も一般的な用途は、文書、写真、動画などの個人ファイルの転送と保存です。また、緊急時や災害時の備えとして、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様々な環境(セキュリティ保護の有無にかかわらず)で広く普及する中、データと情報のセキュリティは依然として重要な課題です。データセキュリティのニーズが高まるにつれ、生体認証と暗号化は標準になりつつあります。特に、大量のデータを透過的に暗号化できるオンザフライ暗号化システムは、この点で特に有用です。場合によっては、セキュアUSBドライブは、強力なデータ暗号化のためにソフトウェアではなくハードウェアモジュールを使用するハードウェアベースの暗号化メカニズムを採用しています。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するための試みです。Windows 7およびWindows Vista(Service Pack 2とホットフィックス適用)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、マイクロソフトが開発したComputer Online Forensic Evidence Extractor(COFEE)アプリケーションを運ぶことです。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ため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一切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、外付けドライブやメモリスティックなどの他の接続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アップデートできます。通常、新しいファームウェアは、アップデート対象のシステムに接続されたFAT16またはFAT32形式のUSBフラッシュドライブにダウンロードされ、そこに保存されます。そして、システムのファームウェアアップデート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が選択されます。 [ 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アップデートコンポーネントにアクセスすることなくこのようなアップデートを可能にしており、破損したファームウェアを持つ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発表しました。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を直接使用できないシステムファームウェアのアップデートに使用できます。デバイス本体のスイッチをスライドさせることで、通常のUSBマスストレージデバイスとして、またはフロッピードライブエミュレーションとして動作させるモードを選択できます。[ 56 ] [ 57 ]
現在のPCファームウェアのほとんどは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することができます。このような構成はLive USBと呼ばれます。[ 58 ]
初期のフラッシュメモリ設計では、推定寿命は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、デバイスの寿命を通じて多くの読み書きサイクルを経た特定のセルに新しいデータが書き込まれなくなることで故障が発生します。「ライブUSB」の早期故障は、書き込みロックスイッチ付きのフラッシュドライブをライブCDと同様にWORMデバイスとして使用することで回避できます。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、以下のような特殊な用途や一時的なタスクに限定されていました。
2011年現在、新しいフラッシュメモリの設計では、推定寿命が大幅に延長されています。現在、いくつかのメーカーは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、デバイスはより多くのアプリケーションにとってより魅力的なものとなるはずです。デバイスの早期故障の可能性を低減することにより、フラッシュメモリデバイスは、通常磁気ディスクが必要とされていた場所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のストレージ容量はまた、時間の経過とともに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領域の両方に十分なスペースが確保されているため、従来は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 の代わりに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が含まれます。特に、Mac OS X 10.7は、オンライン、Mac App Store、またはフラッシュドライブでのみ配布されます。Boot Campがインストールされ、外付け光学式ドライブがないMacBook Airでは、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機能が検出され、そこから起動できるUSBフラッシュドライブの使用をお勧めします。トランセンドは、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唯一のメーカーです。
なお、Windows XPをインストールする場合は、起動時に最大 2 GB のストレージ制限を持つ USB フラッシュ ドライブを使用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以上)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、ホストコンピュータ上でインストール不要で動作するアプリケーションを運ぶために使用されます。スタンドアロンアプリケーションであれば、原理的には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(親会社であるサンディスクをはじめとする)と提携し、 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対応デバイスは、Windows搭載のコンピュータに接続すると、自動的にメニューが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、U3プラットフォーム向けに、ホストマシンにデータを残さないように変更する必要があります。U3社はまた、自社のプラットフォームに関心を持つ 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持ち込んで実行するために変更する必要がない代替製品です。
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 クリエーターを使用すると、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、アップル社はMacBook Airの最新バージョンをリリースした。このモデルで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 ソフトウェアの一覧には、すべて無料で、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せずに Windows を実行しているコンピュータで実行できるさまざまなポータブル アプリケーションが掲載されています。
一部の付加価値再販業者は、中小企業向けターンキーソリューション(POSシステムなど)の一部としてフラッシュドライブを活用しています。このドライブはバックアップメディアとして使用され、毎晩営業終了時にドライブが挿入され、データベースのバックアップがドライブに保存されます。また、営業時間中はドライブを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、ドライブは夜間に取り外され、オフサイトに持ち運ばれます。
フラッシュドライブにも欠点があります。紛失しやすく、不正なバックアップが容易です。また、フラッシュドライブのそれほど大きな欠点ではないのは、流通当時に製造されたハードドライブの10分の1の容量しかないことです。
パスワード リセット ディスクは、Windows オペレーティング システムの機能です。ユーザーがパスワード リセット ディスクを作成すると、そのディスクを使用して、そのディスクが作成されたコンピューターのパスワードをリセットできます。

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、基本的にはサウンド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ます。例としては、Creative MuVo、Philips GoGear、そして初代iPod shuffleなどが挙げられます。これらのプレーヤーの中には、音楽プレーヤーとしてだけでなく、真のUSBフラッシュドライブとしても機能するものもあれば、汎用的なデータストレージをサポートしていないものもあります。デジタル音声録音やサウンド録音など、ストレージを必要とする他のアプリケーションも、フラッシュドライブの機能と組み合わせることができます。[ 62 ]
小型のプレーヤーの多くは、USBインターフェースから充電できる内蔵充電式バッテリーで動作します。デジタルオーディオプレーヤーとして機能するより高級なデバイスには、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(DRMロックされたファイルについては注意が必要です)。さらに、多くの家庭用Hi-Fiオーディオ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、様々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、その形式に対応したデバイスで直接再生できます。一部の家庭用HDTV視聴用LCD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ファイルや動画ファイルを再生することもできます。
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ドライブのみでStick EPをリリースした時だと考えられている。このEPには5つの高ビットレートMP3に加え、ビデオ、画像、歌詞、ギターのタブ譜も収録されていた。[ 63 ]その後、ナイン・インチ・ネイルズやカイリー・ミノーグ[ 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資料をリリースしている。英国で初めてリリースされたUSBアルバムは、Kiss Networkが2007年4月にリリースしたコンピレーションアルバム『 Kiss Does... Rave』である。 [ 65 ]

安価なフラッシュドライブの普及により、特に技術系やコンピュータ業界(例えば、テクノロジー展示会)において、プロモーションやマーケティング目的での利用が可能になりました。フラッシュドライブは無料で配布されたり、卸売価格よりも安く販売されたり、他の製品に特典として同梱されたりすることがあります。
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カスタム刻印されています。ドライブは空の場合もありますが、グラフィック、ドキュメント、ウェブリンク、Flashアニメーションなどのマルチメディア、無料またはデモ用の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が設定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、ウェブサイト、記事、および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 ]この方法でソフトウェアを自動実行する機能はすべてのコンピュータで機能するわけではなく、通常、セキュリティを重視するユーザーはこれを無効にします。
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ハイスコア、スクリーンショット、ダンスエディット、コンボなどをセッション中に転送します。ソフトウェアリビジョン21(R21)以降、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マシンであればどこでも再生できます。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と互換性がある必要があります。
アーケード ゲームPump it Up NX2およびPump it Up NXAでは、特別に製造されたフラッシュ ドライブが、ロック解除された曲の「保存ファイル」として、またゲームの WorldMax セクションと Brain Shower セクションの進行に使用されます。
アーケードゲーム「Dance Dance Revolution X」では、ソニーのPlayStation 2との連携機能を実現するために、コナミが専用のUSBフラッシュドライブを製造しました。ただし、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できます。
フラッシュドライブは消費電力が少なく、壊れやすい可動部品がなく、ほとんどの容量において小型軽量です。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、ほこりの影響を受けません。これらの特性により、データを様々な場所へ持ち運んだり、いつでも手元に置いておくのに最適です。
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、高密度にデータを保存できます。2009年半ばには、DVD(54枚)やBlu-rayディスク(10枚)よりも何倍も多くのデータを保存できる256GBドライブが発売されました。[ 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OSはデバイスドライバをインストールすることなく、読み書きが可能です。フラッシュドライブは、ホストOSに対してシンプルなブロック構造の論理ユニットを提供し、基盤となる様々なフラッシュメモリデバイスの個々の複雑な実装の詳細を隠蔽します。OSは任意のファイルシステムまたは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ーはフラッシュドライブから 起動できます。
防水設計の丈夫なゴムまたは金属ケースを備えた、特別に製造されたフラッシュドライブがあり、「事実上壊れない」とされています。これらのフラッシュドライブは、水に浸しても、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は、電流を流す前に完全に乾燥させると、将来的に問題なく動作することが知られています。チャンネル5のガジェットショーでは、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、様々な酸性液体に浸し、ジープで轢き、モルタルで壁に打ち付けました。コンピュータードライブから失われたデータの復旧を専門とする会社は、このドライブのすべてのデータを復旧することに成功しました。[ 69 ]光学式または磁気式技術を用い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ほとんど重なりません。テープは大容量の場合、ギガバイトあたりのコストは非常に低いものの、個々のドライブとメディアは高価です。メディアは非常に大容量で転送速度も非常に速いですが、データはシーケンシャルに保存されるため、ランダムアクセスには非常に時間がかかります。現在、多くの企業では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、数百TBを超える大容量のバックアップには、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搭載されることはほとんどなく、通常の用途では時代遅れとなっていますが、必要に応じて内蔵ドライブや外付け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接続やフロッピーディスクからの起動ができ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場合によく使用される手段であり、 BIOSチップなどのファームウェアを変更するために使用されることもあります。古いヤマハのミュージックキーボードのようなリムーバブルストレージを備えたデバイスもフロッピーディスクに依存しており、処理にはコンピュータが必要です。新しいデバイスはUSBフラッシュドライブをサポートしています。
フロッピー ディスク ハードウェア エミュレーターは、フロッピー ディスク ドライブの内部接続と物理的属性を効果的に利用して、USB フラッシュ ドライブがソリッド ステート形式でフロッピー ディスクのストレージ スペースをエミュレートし、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 イメージに分割できるデバイスを利用します。
書き込み可能および再書き込み可能な様々な形式のCDとDVDは、2008年現在、ほとんどのコンピューター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は一度しか書き込みできませんが、RWは最大約1,000回の消去/書き込みサイクルが可能です。一方、最新のNANDベースのフラッシュドライブは、500,000回以上の消去/書き込みサイクルに耐える場合が多くあります。DVD -RAMディスクは、書き換え回数の多いデータストレージに最適な光ディスクです。
光学式ストレージデバイスは、ハードドライブに次いで大容量データを保存する最も安価な方法の一つです。フラッシュメモリベースのデバイスよりも速度が遅くなります。標準の120mm光ディスクはフラッシュメモリよりも大きく、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が大きい80mm記録型ミニCDやミニDVDなど、より小型の光学メディアも存在します。これらの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動作す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 テーブルや仮想アロケーション テーブルなどの書き換え可能なディスクをサポートする機能があり、ディスクの表面全体に使用を分散して寿命を最大限に延ばしますが、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使用できますが、作成されるディスクはユニバーサルに読み取り可能ではありません ( UDF標準に基づいていますが)。マウントレーニア標準では、古いファイル システムをその上で実行し、それらの標準の欠陥管理を行うことで CD-RW メディアのこの欠点に対処していますが、CD/DVD バーナ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。今日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 以前や 2.6.2 より前の Linux カーネルなどの多くの古いオペレーティング システムもマウントレーニアをサポートしていません (新しいバージョンはサポートしています)。 CD/DVDは、大量の情報を安価に記録する優れた手段であり、ほとんどのスタンドアロンプレーヤーで読み取り可能という利点がありますが、大量の情報に継続的に小さな変更を加えることは困難です。フラッシュドライブは、この点が光学メディアに対する大きな利点です。

フラッシュメモリカード(例:セキュアデジタルカード)は、様々なフォーマットと容量で提供されており、多くの消費者向けデバイス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を使用できる一方で、メモリカードリーダーは標準装備されていないのが一般的です(特にデスクトップPCの場合)。多くの一般的なフォーマットを読み取れる安価なカードリーダーはありますが、そのため、ポータブル機器は1つではなく2つ(カードとリーダー)必要になります。
一部のメーカーは、「両方の長所を兼ね備えた」ソリューションを目指し、USBフラッシュドライブに近いサイズと形状のカードリーダーを製造しています(例:Kingston MobileLite [ 70 ] 、 SanDisk MobileMate [ 71 ])。これらのリーダーは、メモリカードの特定の形式(SD、microSD、メモリスティックなど)に限定されており、カードを完全に覆うことが多いため、フラッシュドライブと同等ではないにしても、それに近い耐久性と携帯性を備えています。ミニリーダーとメモリカードを組み合わせたコストは、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くなりますが、リーダー + カードソリューションは、使用の柔軟性が向上し、事実上「無制限」の容量を提供します。SDカードは広く普及しており、2011年頃には規模の経済により、USB SDカードリーダーのコストが追加されても、 SDカードの価格は同等の容量のUSBフラッシュドライブよりも安くなりました。
メモリ カードのもう 1 つの利点は、多くの消費者向けデバイス (デジタル カメラ、ポータブル ミュージック プレーヤーなど) では USB フラッシュ ドライブを使用できない (デバイスに USB ポートがあっても) のに対し、デバイスで使用されるメモリ カードはカード リーダーを使用して PC で読み取ることができることです。
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、安価になりました。現在、外付けハードディスクドライブ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、大容量の製品も提供されています。一部のハードドライブは、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書き込みと読み取り)の場合、ほとんどのハードドライブは現在のNANDフラッシュメモリよりもはるかに高い持続データレートを提供できますが、機械的なレイテンシはハードドライブのパフォーマンスに深刻な影響を与えます。
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、短時間の落下)や振動による損傷を受けやすく、高地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、強力な磁場にさらされると脆弱です。全体の質量で見ると、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、ハードディスクはストレージ単位あたりの重量が軽い場合があります。フラッシュドライブと同様に、ハードディスクもファイルの断片化が発生し、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、低コストで低パフォーマンスのフラッシュ メモリを使用して構築されるため、全体的なパフォーマンスは低くなります。
オーディオテープカセットや大容量フロッピーディスク(例:Imation SuperDisk)、そしてIomega ZipドライブやJazドライブといったリムーバブル磁気メディアを搭載したその他のドライブは、現在ではほぼ廃止され、ほとんど使用されていません。現在市場には、テープとディスクの両方に対応したこれらのレガシードライブ(SCSI1/SCSI2、SASI、光磁気、Ricoh ZIP、Jaz、IBM3590/Fujitsu 3490E、Bernoulliなど)を、最先端のコンパクトフラッシュストレージデバイス(CF2SCSI)でエミュレートする製品が存在します。
USBフラッシュドライブは携帯性に優れたメディアであるため、紛失や盗難に遭いやすいです。すべてのUSBフラッシュドライブは、サードパーティ製のディスク暗号化ソフトウェアを使用してコンテンツを暗号化できます。これらのソフトウェアは、多くの場合、インストールなしでUSBドライブから直接実行できます(例:FreeOTFE)。ただし、BitLockerなど一部のソフトウェアでは、実行するすべてのコンピューターでユーザーに管理者権限が必要です。
アーカイブソフトウェアは、暗号化されたZIPまたはRARファイルを作成することで同様の結果を得ることができます。[ 72 ] [ 73 ]
一部のUSBフラッシュドライブソリューションでは、ハードウェアベースのコピープロテクションをドライブの設計に直接組み込んでおり、[ 74 ]サードパーティ製ソフトウェアが不要です。ソフトウェアベースの暗号化システムはバイパスや削除が可能な場合が多いのに対し、ハードウェアソリューションでは、コントローラレベルで保護をドライブに組み込むため、コンテンツは読み取り専用で複製不可能でありながら、閲覧は可能です。このアプローチは、特にビデオ、PDF、ソフトウェアなどのファイルの配布において、より高いレベルのセキュリティと信頼性を提供しますが、従来のソフトウェアのみによる方法よりもコストが高くなる可能性があります。
少数のフラッシュドライブは、ユーザーの本人確認のために生体認証指紋認証をサポートしています。2005年半ばの時点では、これは多くの新しいUSBフラッシュストレージデバイスに搭載されている標準的なパスワード保護に代わる、高価な代替手段でした。ほとんどの指紋認証ドライブは、ホストオペレーティングシステムがソフトウェアドライバを介して指紋を検証することに依存しており、多くの場合、 Microsoft Windowsコンピュータでのみ利用可能です。しかし、指紋スキャナを搭載したUSBドライブの中には、コントローラを使用して認証なしで保護されたデータにアクセスできるものもあります。[ 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、暗号鍵を格納したり、より一般的には、対象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、機密システムへのアクセスを制御するために使用されます。システムは、フラッシュドライブデバイスが接続されていない限り、対象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、他のマシンに接続すると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までに書き込みと消去のサイクルを限られた回数しか維持できません。[ 76 ] [ 77 ]フラッシュドライブを使用してアプリケーションソフトウェアまたはオペレーティングシステムを実行する場合は、この点を考慮する必要があります。 この問題とスペースの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バージョン(Live USBのLinuxなど)[ 78 ]または一般的なアプリケーション( Mozilla Firefoxなど)を開発しました。 これらは通常、サイズが最適化されており、一時ファイルまたは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、コンピューターのメインRAMに配置するように構成されています。
外付け回転ドライブ(ハードドライブ、光学ドライブ、フロッピードライブ)と同じように使用した場合、つまりその技術を知らない場合、USBドライブの故障は突然起こる可能性が高くなります。回転ドライブは瞬時に故障することもあります。しかし、故障の兆候(異音、速度低下)がより頻繁に現れ、多くの場合、故障前にデータを削除できるほど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、あるいは全く与えません。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の使用が困難または不可能になる可能性があります。これは、不良セクタが永久に使用不可としてマークされ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。この機能は徐々に普及しなくなっていますが、ドライブ本体の筐体にスイッチが設けられており、ホストコンピュータによるドライブへのデータの書き込みや変更を防止します。例えば、書き込み保護機能が搭載されているデバイスは、USBフラッシュドライブ自体への感染リスクを負うことなく、ウイルスに感染したホストコンピュータの修復に適しています。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(利用可能な場合)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、書き込み保護ノッチ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型であるため、紛失しやすいという欠点があります。特に、機密データ(データセキュリティの項参照)を保存している場合、この問題は深刻化します。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搭載していますが、大容量ストレージメディアと組み合わせて使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、引き込み式か、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していますが、USBポートの電源ピンを用いてコンデンサに高電圧を充電し、その電圧をデータピンを通して放電する回路です。このスタンドアロンデバイスは、接続されたホストハードウェアを瞬時に、かつ恒久的に損傷または破壊する可能性があります。[ 80 ]
映画やその他の関連コンテンツが入った「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 ドライブのさまざまな機能を 1 つのチップに統合し、部品数と全体的なパッケージ コストを削減することで、フラッシュ ドライブのコンポーネントのコストを削減する取り組みを行ってきました。
市場におけるフラッシュドライブの容量は継続的に増加しています。高速性は現代のフラッシュドライブの標準となっています。256GBを超える容量のものは、2009年には既に市場に出回っていました。[ 68 ]
レキサーは、様々なフラッシュメモリカードに代わるコンパクトなUSBフラッシュドライブとなるUSBフラッシュカードの導入を試みた。プレテックも同様のカードを導入したが、これもUSBポートに接続可能で、厚さはレキサーモデルの4分の1しかない。[ 82 ]サンディスクは2008年まで、USBコネクタを備えたセキュアデジタルカードであるSD Plusという製品を製造していた。[ 83 ]
サンディスクは、主に学生向けに、フラッシュドライブ上の著作権保護された素材の保存と使用を制御するために、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ました。