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メディア入門
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USBメモリについて

USBのイメージ画像

USBメモリとは

USBメモリは「USBフラッシュメモリ」などとも呼ばれ、PCのUSBポートに接続してデータの読み書きを行う外部記憶装置の一種です。USBメモリ普及当時は、USB A端子でPCと接続するタイプが殆どでしたが、スマートフォンやタブレットなどの普及に伴い、TYPE-C端子などの端子を持つUSBメモリも販売されるようになりました。パソコン内にドライブが必要なフロッピーディスクやCD-Rと比べて、USBポートに差し込むだけで使えるUSBはかつての媒体にとってかわるようにシェアを広げていきました。

データ保存には、フラッシュメモリが採用されています。技術の進化に伴い、記憶容量は増え、現在では2TBのものまで販売されています。フロッピーディスクやCD、DVDのようにドライブが要らないため、手軽に扱えることと、HDDなどのようにモーターの駆動部分がないため衝撃に強く、小型で持ち運びがしやすいといったメリットがあります。但し、データの長期保存には向かない点や、書き換えの回数に制限がある点などのデメリットもありますので、特性を踏まえた使い分けが必要になります。接続が容易な分、企業の情報漏洩や社内不正に利用されることが多いことや、ウィルスを媒介する可能性が高い点など問題も多く、使用の際はリテラシーに照らし合わせた使い方が求められます。

USBメモリの特徴について

USBメモリの構造と動作
USBメモリの内部構造
USBメモリの内部構造のイメージ画像
USBのケースを開けると、基板上にNAND型フラッシュメモリチップと動作を制御するコントロールチップが収められています。

USBポートがあるPCなら殆どの環境で使用できます。2000年半ばあたりから、SDカードと共に持ち歩きが出来る記録媒体の主力として用いられています。内部構造としては、主にNANDフラッシュメモリ(記憶素子)と、データの入出力や動作を制御するコントローラチップで構成されていて、これらは、内部の基板上に配置されています。デバイスマネージャで認識されないトラブルは、これらのチップの異常によるものが多いようです。NANDフラッシュメモリには、動作のために必要なファームウェアと保存したデータが収められています。万が一コントローラチップにトラブルが発生し、USBメモリが機能不全になっても、メモリチップの動作が可能なら、中のデータを取り出せる可能性は高いです。内部構造以外に、PCに直接差し込んで使うため、頻繁に抜き差しすることで次第にコネクタに負担がかかり、内部のパターンが剥げ接触不良になりUSBがPCに認識されなくなってしまうケースがあります。

USBメモリの意外な使い方

USBメモリは、世界的にはUSBフラッシュドライブという呼び方が一般的です。PCでは、リムーバブルディスクと表記されています。USBには「USBマスストレージクラス」という規格があります。家電ではマスストレージクラスが違うために使用できないということがありますが、PCに関しては今のところあまりありません。USBメモリは、単にPCに差し込みデータを保存するという使い道だけではありません。便利に使えるUSBメモリの用途をいくつかご紹介致します。

USBメモリの使い方1OSのブートデバイス
アクセス権限のイメージ画像
PCのBIOSがUSBブートに対応している時に、USBメモリをOSのブートデバイスとして使えます。

HDDの代わりにOSをUSBメモリにインストールし、それを起動に使う方法をブートデバイスと言います。PCのBIOSがUSBブートに対応している時にこの方法が使えます。UNIXやLinuxやmacOSは、USBメモリにOSをインストールすることができます。Windowsは特殊な方法でOSのコピーをUSBに入れてそこからブートすることもできますが、そのOSが入っているPCからしか起動できません。基本的にWindowsにおいては、ブートデバイスをサポートしていません。

また、これは非常にニッチな使い方になりますが、ドングルをPCにささないと、PCが動かないというUSBメモリを鍵がわりにする使い方もあります。管理・運用負荷の低減のためにUTMを導入する企業も増えてきていますが、小規模な企業の場合、社内PCの情報漏洩防止のためにこういったアナログな方法も便利に使われています。

USBメモリの使い方2音楽や動画ファイルの共有
動画ファイルや音楽ファイルをUSBに収めるイメージ画像
大容量のUSBメモリなら音楽ファイルや動画ファイルの一時保管場所として使用することができます。

PCやスマホに音楽や動画のファイルを入れていると、容量が圧迫されてしまうことがあります。そういった場合はUSBメモリにデータを移行すると、PCやスマホの空き容量が増えます。一曲5分程度とすると、8GBのUSBメモリなら1600曲程度を収めることができます。家で視聴している音楽や動画を会社や友人宅で視聴したい場合にも持ち運びが便利です。

車で音楽を聴く際にもUSBメモリを使うことができます。CDがよく売れていた時代には、車に内蔵されたHDDが対応していましたが、PCと連動しやすいUSBメモリのほうが使い方として無駄がないようです。音楽や動画は、インターネット経由でダウンロードすることが多いため、USBメモリに保存するのは、利便性が高い方法だと言えます。

USBメモリの使い方3複合機での使い方
複合機に直接USBメモリをさしてプリントしたり、スキャン画像をUSMメモリに保存するイメージ画像
最近の複合機でスロットがついているものなら、PCを介さずUSBメモリから直接プリントアウトしたり、複合機でスキャンしたデータをスロットにさしているUSBメモリに保存したりできます。

USBメモリのデータを複合機で使用し、プリントアウトできます。比較的新しい複合機が会社にあるようでしたら、USBメモリのデータを直接複合機にさして印刷する方法を試してみて下さい。最近の複合機(コピー機)には、USBメモリやSDカードなどの外部メモリを挿入できるスロットが搭載されていて、直接USBメモリから印刷ができます。複合機が対応する外部メモリは、メーカーや機種によって違いますが、USBメモリは大抵の機種で対応しています。外出先で頂いたデータを持参したUSBメモリに入れ、帰社したらPCにいちいち保存しなくても、そのまま複合機で印刷して見せることができるので時間短縮になります。また、コンビニの複合機でもUSBメモリからの印刷が可能です。出先で書類の不備に気が付いた時など、持ち運んでいるUSBメモリにそのデータが入っていたら、慌てず騒がずコンビニに駆け込めば、万事OKです。但し、コンビニでプリントアウトしたいときに対応できるのは、PDF形式のデータだけですので、注意して下さい。軽くて持ち運びに便利なUSBメモリですが、気軽に持ち運べるということは、万が一紛失した時に情報漏洩するリスクが高いということです。そのため、最近では、紛失時の情報漏洩のリスクを避けるため、ロック付きのUSBメモリが多く売られています。また、印刷だけでなく、複合機でスキャンしたデータを、スロットに差し込んでいるUSBメモリに直接保存することも可能です。

USBメモリの弱点
USBメモリの特性と弱点
USBをビジネスレベルで使用するイメージ画像
USBメモリは手軽に使える補助記憶媒体ですが、書き換えが得意ではないなどの弱点がいくつかあります。特性を理解した上でのご使用をおすすめします。

USBメモリは、低価格化、大容量化が進み、ビジネスユース以外にもゲーム機にも使われるほど普及していますが、揮発性があり一定の年月が経過すると、徐々にUSBメモリ内のデータが失われていくことを知らないユーザーも少なくないようです。NAND型フラッシュメモリを搭載しているUSBメモリは、記憶領域の一部に揮発性フォルダを設置していて、この中に保存したデータは、一定期間或いは一定回数の使用により、自動的に消滅します。NAND型フラッシュメモリにデータを読み書きする際、絶縁体を電子が通り抜けることにより、使用するごとに劣化が起こります。USBメモリが寿命にさしかかると、急に使えなくなるなどして、そのデータのバックアップがなければ、ビジネスユースの場合、致命的なダメージが生じてきます。

また、USBメモリは、ウィルスを媒介してしまう危険性が高いという弱点があります。小さく軽い媒体で容量の多いデータを持ち運べるので大変利便性が高いUSBメモリですが、セキュリティ上の観点やウィルス伝播のリスクを考慮し、使用を禁じている企業もあります。USBメモリの弱点には、主に以下のようなものがあります。

書き換え回数と保存期間の制限
USBメモリに使用されているフラッシュメモリには、保存期間の制限があります。データの消去や書き込みの際に絶縁体になる酸化膜を電子が通るため、回数が増えるほど酸化膜が劣化し、書き換えができなくなってきます。特にMLC(マルチレベルセル)方式のフラッシュメモリの書き換え回数の上限はあまり多くありません。そのため、書き換える頻度が高いとそれだけ早期にUSBメモリの寿命を迎えることとなり、徐々にデータの消失が起こってきます。これを回避するためにメモリ内部ではウェアレベリングという同じ場所にデータを保存することを避ける処理が行われます。ビジネスレベルでの使用の際は、多少コスト的に高価でもSLC(シングルレベルセル)方式のメディアを使用することをおすすめします。
コネクタの摩耗
USBメモリには、PCなどのデバイスと接続する役割のコネクタという箇所があります。頻繁にUSBメモリの抜き差しを繰り返すと、USBポートもそうですが、USBメモリ側の端子も徐々に摩耗していきます。セキュリティの観点から、USBメモリを使ってPCを起動する企業などもあり、その場合ログオンのたびに抜き差しするためPCメーカーは抜き差しに関して耐久性のある丈夫なUSBポートを搭載する傾向にあります。
電子部品の弱点
データを記録するフラッシュメモリを含め、USBメモリは電子部品の集合体なので、異常な電圧がかかった場合や、雷・静電気などの電気的な要因で故障し、保存してあるデータが無くなる場合があります。フラッシュメモリが故障していなくても、水没や高電圧が加えられることで周辺回路が故障すれば使えなくなります。また、小型化のために高密度で実装してあるので、故障した部品を修理することは困難です。
ファイルシステムの制約
USBメモリはすでにフォーマットした状態で売られていますので、あまり気にしたことがないと思いますが、USBメモリのファイルシステムにはFAT32、NTFS、exFATなどがあります。FAT32では1ファイルが最大4GBまでとされていて、ディスク容量に関わらず4GB以上のファイルは保存できません。exFATというファイルシステムを使用すると、16EiBまでの容量のファイルを書き込めます。また、NTFSでフォーマットしなおせば、NTFSをマウントできるOSやWindows環境で使えます。(UNIXやLinuxのファイルシステムでフォーマットして使用することもできます。)基本的にはリムーバブルメディア向けのファイルシステムではありません。
転送速度
USBメモリに使用されているNAND型フラッシュメモリの記憶方式はMLC(マルチレベルセル)で、SLC(シングルレベルセル)に比べ転送速度が遅いので、複数のチップを並べることで高速化を図っています。USB3.0では若干高速になりましたが、USBのインターフェースの転送速度の影響もあります。
SLC (シングルレベルセル)
シングルレベルセルは、それぞれのセルに1ビットの消去と書き込みが行われます。消費電力が少なく、転送速度も速く、値段が高い分、優れた耐久性があります。データを記憶する素子の使用回数が少ないので、マルチレベルセルの約10倍の読み書きに耐えられます。最も寿命が長く信頼性がある記憶保存方式です。寿命の長さや信頼性の高さによって、クリティカルなデータの取り扱いに向いています。
MLC (マルチレベルセル)
マルチレベルセルは、データのビット数に合わせて記憶素子に含まれるデータ量を変える技術が採用されていて、一つのセルに3ビット以上のデータを記憶します。マルチレベルセルでは、記憶データ量を細かく管理するので、各セルの寿命が短くなり、平均で1万回程度の読み書きで寿命に達すると言われていて耐久性は劣ります。シングルレベルセルと比較すると、転送のスピードは遅く消費電力も高いのですが、製造コストが低く価格が安価なので、一般的な使用に適しています。ビジネスユースには、シングルレベルセルの方が適しています。
情報漏洩
USBメモリは小型で軽く、PCのUSBポートに差し込むだけでドライブとして認識されるので大変便利ですが、紛失や盗難のリスクが高く、取り扱いには注意が必要です。顧客の個人情報や新製品の開発情報など、機密性が高いデータを保存して持ち歩く場合はUSBメモリにロックをかけるなど、セキュリティ対策を施す必要があります。製品によっては、指紋認証を利用したものやパスワードを入れないとUSBメモリ内のデータにアクセスできないように設定されているものなどがあります。また、USBメモリ内のデータを暗号化して、他者に読み取られないようにする機能を装備したセキュリティUSBメモリも各社から発売されています。データを自動で暗号化して記録してくれるので、情報漏洩の危険性が軽減します。
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