USB Stick

USB-Speicher-Stick mit Schlaufe und „unverlierbarer“ Schutzkappe

USB-Massenspeicher (engl. usb mass storage device) sind Geräte, die über den Universal Serial Bus (USB) kommunizieren und einen eingebauten Datenspeicher besitzen oder für Wechseldatenträger benutzt werden.

Häufige Verwendung finden sie in Form von USB-Speicher-Sticks, meist verkürzt USB-Sticks genannt. Durch ihre höhere Speicherkapazität und Zugriffsgeschwindigkeit sowie die einfachere Handhabung haben sie andere Massenspeicher mit ähnlichem Anwendungsprofil wie die Diskette, die CD-RW oder das Iomega Zip verdrängt. Speichersystem ist meist ein Flash-Speicher.

Zu den USB-Massenspeichern gehören aber nicht nur die USB-Sticks. Alle anderen Massenspeicher, die über USB an einen Computer angeschlossen werden, gehören ebenfalls dazu, wie etwa externe Festplatten, Diskettenlaufwerke oder Digitalkameras mit integriertem Speicher.

USB-Schnittstelle

USB-Massenspeicher gibt es für den USB-1.1-Bus und für den wesentlich schnelleren USB-2.0-Bus. USB-2.0-fähige Massenspeicher können theoretisch an einer USB-2.0-Schnittstelle Daten mit einer Übertragungsrate von bis zu 480 Mbit/s (60 MByte/s) speichern und auslesen, in der Praxis werden jedoch aufgrund des großen Protokoll-Overheads selten mehr als 240-280 MBit/s (30-35 MByte/s) erreicht. Der USB-2.0-Bus ist abwärtskompatibel zum USB-1.1-Bus, allerdings reduziert sich die Übertragungsrate auf die 12 Mbit/s (1,5 MByte/s) des USB-1.1-Bus.

Es existiert keine Verriegelung für USB-Geräte, so dass diese jederzeit vom Computer getrennt werden können. Geschieht das, während gerade Daten auf das Gerät geschrieben werden, kommt es ohne Vorwarnung zu Datenverlusten. Im Extremfall kann das Gerät durch den Latch-Up-Effekt elektrisch zerstört werden. Um das zu verhindern, kann dem Betriebssystem mitgeteilt werden, dass das Gerät entfernt werden soll. Nach Abschluss aller Schreiboperationen auf das Gerät erfolgt eine Rückmeldung, dass das Gerät nun entfernt werden kann.

Beim Design der vom USB-Standard definierten Stecker und Buchsen wurde dem Problem der Aufrechterhaltung der Energieversorgung beim Abziehen des Steckers bereits Rechnung getragen, indem die beiden äußeren Pins der Stecker, an denen die Versorgungsspannung anliegt, länger sind als die beiden mittleren, über die die Kommunikation abgewickelt wird.

Unterstützung durch Betriebssysteme

Moderne Betriebssysteme erkennen USB-Massenspeicher automatisch. Bei älteren Betriebssystemen, deren Entwicklung vor dem Jahr 2000 abgeschlossen wurde, ist es u. U. notwendig, vor der Verwendung entsprechende Treiber zu installieren. Bei Betriebssystemen, die den USB-Bus nicht unterstützen, ist ein USB-Gerät generell nur dann verfügbar, wenn zuerst ein Treiber für den Bus installiert wurde.

Die Behandlung der USB-Massenspeicher ist von Betriebssystem zu Betriebssystem unterschiedlich: Unter Windows erscheint nach dem Einstecken eines USB-Massenspeichers ein zusätzliches Laufwerk, dem der nächste freie Laufwerksbuchstabe zugeordnet wird.
Unter Mac OS wird ein USB-Stick als "Volume" (Laufwerk) aktiviert ("mounted"), abgemeldet wird er z. B. durch Ziehen auf den Papierkorb.
Unter Linux werden die meisten USB-Massenspeicher vom Kernelmodul usb-storage verwaltet, das die USB-Massenspeicher ins SCSI-Subsystem einbindet. USB-Massenspeicher erscheinen unter Linux also üblicherweise als SCSI-Device sda, sdb...

USB-Speicher-Stick

Beim USB-Speicher-Stick, auch englisch USB Flash Drive genannt, handelt es sich um ein Speichermedium in einem kompakten Gehäuse. Oft wird auch der Begriff USB Memory Stick verwendet – allerdings ist das ein geschützter Begriff der Firma Sony. Die Daten werden elektronisch auf einem Flash-Speicher gespeichert.

Auf einem USB-Speicher-Stick gespeicherte Daten bleiben nach Herstellerangaben bis zu zehn Jahre lang erhalten. Die Speicherzellen der Sticks sind von Verschleiß betroffen. Lesen kann das Betriebssystem zwar theoretisch unbegrenzt, Hersteller garantieren jedoch nur 100.000 Schreibzyklen pro Speicherzelle,^[1] bis die Lebensdauer des Sticks erschöpft ist. Deshalb sorgt die Controller-Elektronik dafür, dass häufig benutzte Speicherstellen, z. B. die FAT (Daten-Zuordnungstabelle), physikalisch auf immer wieder wechselnden Bereichen zu liegen kommen. Bei mobilen Anwendungen wie etwa OpenOffice.org Portable sind die Schreibzugriffe gleichermaßen optimiert.^[2]

Die ersten Sticks kamen im Jahr 2000 mit einer Speicherkapazität von 8 MB auf den Markt. Mittlerweile gibt es Produkte mit einer Kapazität von bis zu 128 GB ^[3] mit 31,5 MB/s Lese- und 15 MB/s Schreibgeschwindigkeit (Stand: Januar 2009)^[4] – und auch wasserdichte Modelle. Gelegentlich ist portable Software vorinstalliert, z. B. zur Datenverschlüsselung auf dem Stick. 2007 wurden weltweit etwa 120 Millionen USB-Sticks verkauft.^[5]

USB-Stick mit geöffneter Schutzkappe

Innenansicht: Flashspeicherchip (links) / Controllerchip (rechts)

Icon eines USB-Speicher-Sticks

Miniaturausführung eines 8GB-USB-Speicher-Sticks (ca. 31×13×3,5 mm)

Speichersticks sind generell ein Problem in Firmen, da sie sich der Kontrolle und Wartung durch die Systemadministratoren entziehen. Dies betrifft nicht nur Lizenz- und Updateprobleme mobiler Software, sondern auch den Datenaustausch mit Computern außerhalb der Firma, wodurch potentielle Schadsoftware eingeschleust werden kann oder Daten unkontrolliert aus der Firma gegeben werden können. In vielen Unternehmen ist der Einsatz mobiler Datenträger deshalb verboten oder auf spezielle Anwendungsgebiete beschränkt. Das United States Strategic Command hat im November 2008 in einer Direktive den Einsatz von persönlichen USB-Sticks und weiterer tragbarer Speichermedien im eigenen Computernetzwerk verboten, um es vor Computerwurm-Angriffen zu schützen. ^[6]

Windows Vista bringt eine Readyboost genannte Funktion mit, die einen kleinen Teil der Festplatte auf dem Stick zwischenspeichert („caching“), um die langen Latenzen (Zugriffszeiten) der Platte zu umgehen. Nur bei kleinen und zufälligen Datenzugriffen ist der Stick schneller, ansonsten erfolgt der Zugriff von der Festplatte. Geeignet sind nur schnelle Sticks. Wichtig ist hier neben dem Durchsatz vor allem die geringe Latenz beim Zugriff. Tests ergaben keine signifikanten Geschwindigkeitsvorteile^[7] (siehe auch Solid State Drive).

Manipulierte Controllerchips

Da es recht einfach ist, über manipulierte Controllerchips falsche Größenangaben an Betriebssysteme zu melden, kommt es immer wieder zu Fällen, bei denen USB-Sticks mit geringerer Speicherkapazität als angegeben in den Warenkreislauf gelangen.^[8] Dadurch kann es zu Datenverlusten kommen, die vom Anwender erst beim Auslesen der Daten bemerkt werden.

Kombinationen

LAKS Memory 64 MB

USB-Audio-Player (iPod shuffle) an einem 12″-Powerbook

Einige USB-Massenspeicher kombinieren mehrere Funktionen in einem. Oft ist die Grundfunktion der Massenspeicher, es gibt aber auch beispielsweise USB-Massenspeicher, die sich innerhalb einer Uhr oder eines Schweizer Taschenmessers befinden, oder Geräte mit eingebautem MP3-Player, Diktiergerät, Radio oder Digitalkamera. Eine bisher einmalige Verwendungsmöglichkeit fand die Punkband WIZO, die ihre Stick-EP ausschließlich auf einem USB-Stick veröffentlichte.

Einzelnachweise

1. ↑ Artikel von techwriter.de
2. ↑ Beschreibung von Modifikationen der Programme von „Portableapps“
3. ↑ http://geizhals.at/a383708.html
4. ↑ (Beispiel-Exemplar)
5. ↑ n-tv.de, „Steck ihn rein - Ein kleines Jubiläum“, 27. Mai 2008
6. ↑ http://www.gulli.com/news/us-milit-r-wegen-wurm-attacke-2008-11-21/
7. ↑ c't Juli 2007
8. ↑ „Datenverluste durch manipulierte USB-Sticks“ HEISE-Newsticker 21.12.2007 mit Link zu einem Testprogramm zur Feststellung von Speicherzuordnungsfehlern

Siehe auch

• U3
• Media Transfer Protocol

Weblinks