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USBメモリの寿命・定命のチェック方法と寿命が来る回数

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ビジネススキル / 2018年02月01日
USBメモリの寿命・定命のチェック方法と寿命が来る回数

USBメモリとは

USBメモリとは、USBフラッシュドライブのことで、USB端子を介してコンピュータに接続しデータの読み書きを行う補助記憶装置で、半導体メモリを用いています。そして、別にリーダーライター装置を必要としないで単体で動作します。

USBメモリはUSB A端子でコンピュータと接続するタイプがほとんどですが、スマートフォン・タブレットコンピュータの普及によりmicro B端子をもつUSBメモリも出てきました。

USB規格

USB規格が存在していて、USB Mass Storage Class(USBマスストレージクラス)というコンピュータに接続するための仕様があって、この仕様に対応した機器とオペレーティングシステムならば、別にドライバをインストールしなくても、USBコネクタに接続すれば補助記憶装置としてUSBメモリを認識してくれます。

USBメモリのデータの記録部分にはフラッシュメモリが使われています。記憶容量も多くのサイズが販売されています。FD、MO、CD、DVDやBLDのように専用のドライブが不要でコンパクトであるためデータの持ち出しに便利な装置になっています。

USBの可搬性

USBメモリはコンパクトで大容量で、しかもHDDのようなモーター回転部などの駆動部がないので、衝撃に強く小型に作ることができますので、可搬性に優れています。寿命と可搬性を考えてUSB端子を保護するためのキャップが付いているものやUSB端子をスライドにより引き込めるキャップレスタイプがあります。

パソコンによってはUSB端子が裏面にあるなどの理由で、USB延長ケーブルを利用することも可能になっています。

USBメモリの寿命は永久か

じつは、USBメモリには寿命があり、それはUSBの規格からではなくて、フラッシュメモリという半導体メモリに寿命があるためです。SDカードも同じフラッシュメモリですので、こちらも寿命があります。

フラッシュメモリの寿命は、良い環境で使用しても10年程度と認識すべきです。フラッシュメモリはデータの書き換えを繰り返していくことで劣化が進みます。データ書き換えの頻度が多いほどUSBメモリの寿命は短くなっていきます。さらに、使わずに放置していてもデータの劣化が起こり、寿命を迎えデータの消失がおこります。

USBメモリでのデータ記録

USBメモリのフラッシュメモリは、データを電子で記録し絶縁体で包んで保持しています。絶縁体は使うことでの劣化と、経年劣化の両方が進んでいきます。絶縁体の劣化が進むと電子が漏れることで、電子によるデータが失われ寿命を迎えます。

したがって、USBメモリは寿命が短いのでHDDや光学デスクとは違いデータの長期保管には向かず、データの受け渡しに向いた記憶媒体であると理解してください。このように、書き換え回数に制限がありますので、同じ場所にデータを繰り返し書き込むこと防ぐ仕組みをUSBメモリは持っています。

USBメモリの端子他の耐久性

USBメモリの抜き差しを繰り返すと、USB端子とUSBメモリ側の端子が擦れて摩耗し、接触不良を起こす場合があります。大手のUSBメモリ製造メーカーでは、寿命を延ばすため1万回程度の抜き差しに耐えられる端子を採用してきています。

USBメモリはフラッシュメモリを内蔵した電子部品の集合体(精密機器)であることから、静電気他の高電圧により壊れてしまう場合や、データを失い場合がありますので可搬性は良いですが取り扱いには注意が必要です。また、水に濡れる他の物理的な故障にも気を付けるべきです。

USBメモリの転送速度

USBメモリにはデータ転送速度の制約もあります。USBメモリに多く使われるNAND型フラッシュメモリは、転送速度を上げるためにチップを複数搭載して並列化することで向上させています。なお、USBのインターフェースの転送速度の制約もあり、主流であるUSB2.0では20MB/S強となり、新しいUSB3.0ではより高速にデータ転送ができます。

USBメモリの記録方式

USBメモリ内のフラッシュメモリには、セルと呼ばれるデータを記録する素子が数多くあり、一つのセルにいくつの情報を記録するかで、3つの方式があります。1ビットの値を記録する方式がSLC方式、2ビットの値を記録する方式がMLC方式、3ビットの値を記録する方式がTLC方式です。

3つの方式は

SLCタイプはパソコンのSSDや高品質タイプUSBメモリに、中程度の価格帯のUSBメモリではMLCタイプが、低価格のUSBメモリではTLCタイプが使われています。なお、おのおのの方式により耐久力にも違いがあります。書き換え可能回数/データの保持期間はSLC方式が最も優れていて、次にMLC方式で、最も短いのがTLC方式です。

また、データ保持期間は使えば使うほど短くなってしまい、毎日書き換えているUSBメモリであるほど短くなります。TLC方式が使われていることが多い低価格のUSBメモリを使い込んでいる場合は、頼り切って長期保存するのは寿命を迎えてデータを損失する可能性が高いです。

USBメモリ規格

USBメモリの転送速度ですが、USB規格には現在は大きく分けて2.0と3.0のバージョンがあります。USB2.0の転送速度は480Mbpsで、USB3.0の転送速度は5Gbps (5120Mbps)の理論値を持っています。そのためUSB2.0の480Mbpsは60MB/sの転送量となり、USB3.0の5Gbps (5120Mbps)は640MB/sの転送量となっています。

USBメモリの寿命

USBメモリに使われているフラッシュメモリは、電荷を保持しデータを保存するために、絶縁機能を持つ酸化膜を用いています。書き込み時や消去時には、酸化膜を電子がとおりますが、順次、酸化膜が劣化していきます。最終的には酸化膜が損傷し、絶縁できなくなりータを保持できなくなります。そのため、フラッシュメモリの書き込み回数には寿命と制限があります。

1日に多くのファイルを作り、または変更した場合、USBメモリの書き換え回数が多いので、データ書き換えの上限に達して寿命を迎えるのが早いことになります。また、製造上のばらつきもあるために、同じUSBメモリであっても一概に同じ期間使えるとは限りません。

少ない使用回数であってもUSBメモリにしかデータをおいていないのは危険ですので、USBメモリのバックアップは確実にとることをおすすめします。できれば複数の記録媒体にバックアップすることがよいです。

外付けの記憶媒体

外付けの記憶媒体には各種あり、それぞれ目的を変えて使うことをおすすめします。今回紹介しているUSBメモリは寿命の長さには問題があるので、データの受け渡しや一時運搬が向いていますが、データの長い期間の保存には向いていません。

データを比較的長く保存するのに向いているのは、光学記録媒体であるCDやDVD他になります。HDDは光学記録媒体とUSBメモリの中間的な使われ方になります。

USBメモリの寿命のチェック方法・診断・測定方法

USBメモリ他のフラッシュメモリには、HDDのSMART規格のような自己診断機能の規格が無いので寿命チェックは難しい状況です。

HDDのSMART規格とは、Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (セルフモニタリング・アナリシス・アンド・リポーティング・テクノロジー)のことで、ハードディスクドライブの障害を早期に発見して、故障の予測を目的として寿命の判断用に策定されています。

もちろんすべての故障を予測はできませんが、各種検査項目を随時自己診断して数値化していますので、その数値を知ることで、使用しているHDDの経年劣化他の状況を知ることができます。ただし、メーカーにより数値の算出基準が違うためOSではこの数値を利用していないため、専用のソフトウエアを使用して寿命の判断をすることになります。

USBメモリでの特徴は

USBメモリでは、フラッシュメモリ上の各ブロック単位で、書き込みをUSBメモリ内のコントローラーが管理して、平均的に使われる仕組みが取り入れられています。この仕組みを持っていない古い製品では、煩雑に書き込まれるフラッシュメモリ内の先頭付近のブロックが使われ過ぎ、そこの消耗が進み寿命を迎えて早めに書き込みができなくなることがあります。

USBメモリの寿命のチェック方法

USBメモリで使われているフラッシュメモリには、標準化された自己診断機能がないため、寿命チェックは難しいのですが、ソフトウエアにより発生しているエラーの情報を得ることはできます。

フリーウエアのCheck Flashでは、USBメモリであるフラッシュメモリのエラーをチェックし、調子が悪くなった場合にはメモリの修復を行うこともできるソフトウエアです。ただし、チェックに時間かかるので、時間のある場合にしか使えませんし、あくまで参考にしかなりません。

USBメモリの寿命の診断

この、USBメモリのエラー診断をしてくれるCheck Flashは、USBメモリのエラーチェックを行える数少ないフリーソフトです。HDDやSSDに対するエラーチェックには数多くのフリーソフトが発表され使うことができますが、USBメモリに対してエラーチェックができるのはこのソフトウエアくらいです。

しかも、Check Flashはインストールしないでも使えます。使用に当たり管理者権限も必要ないし、ソフトウエアの大きさも小さいのでUSBメモリに入れて持ち運んで使うことが可能です。

そのソフトウエアのサイズは約800KBしかないですが、各種機能を持っていてテスト回数の指定、簡易テスト・完全テストの切り替え他エラーチェックソフトとしてよくできています。日本語表示にそのままで対応していて、設定項目ごとの説明文も日本語で表示されるので、簡単に使用できます。

USBメモリの寿命の測定方法

先ほどのUSBメモリのエラー診断をしてくれるCheck Flashを使用して、USBメモリ内のエラーの個所が多く見られるようになった場合には、寿命がいつかはわかりませんが使用できなくなる可能性が高まっています。また、保存したデータが呼び出せなくなるほか、USBメモリを抜き差ししても認識がしにくくなる時は同じく寿命が終わる可能性が高くなっています。

このような症状がみられだした場合には、そのUSBメモリは寿命が終わり、大事なデータが失われてしまう可能性が高いのでデータのバックアップを光学式記録媒体やHDDに取り、使用しないようにしましょう。USBメモリの寿命をはっきり知ることはできませんが、前出の症状がみられる場合はそろそろ寿命が終わる可能性が高いので気を付けましょう。

USBメモリの寿命がくる回数は

USBメモリに使われているフラッシュメモリの記録方式により、おおむねのデータ書き換え可能回数、つまり寿命が来る回数があります。

今販売されているUSBメモリの内部のNAND型フラッシュメモリの記録方式は、フラッシュメモリのNAND素子の単位のセルに、1bit保持させるSLC式、そして2bit保持させるMLC方式があります。さらにセルに3bit保持させるTLC方式があります。

3つの方式のSLT・MLC・TLCの頭文字は、1bti・2bit・3bitを意味するSingle・Multi・Threeの頭文字になっています。そしてSLC・MLC・TLCの方式の差は、データの書き込み速度と容量と寿命に違いがあります。

各方式の差は

1セル当たりのデータを保持できる量がTLC > MLC > SLCの順となりますので、容量は最も大きいのがTLCで最も小さいのがSLCになります。しかし、1セル当たりのデータを割り振るには加える電荷の量を細かく調整しなければならないので、書き込み速度はSLC > MLC > TLCと逆の順になります。

寿命や価格は

寿命については、繰り返しデータを書き込み読み込みすると劣化が進みますので、単純に1セル当たりのデータ量が少ないほうが、電荷量のずれが少ないため寿命が延びますので、SLC > MLC > TLCの順になります。したがって、SLC方式が一番長い寿命を持つフラッシュメモリになります。

そして販売される価格差は、SLC > MLC > TLCの順になっていて、SLC記憶方式のフラッシュメモリの方が高価になっています。一番安いUSBメモリが一番寿命の短いTLC方式のフラッシュメモリを用いていることが多いので、安いメモリの方が早く壊れる一因になっています。

種類による書き換え可能回数など

寿命の長い方式はSLC > MLC > TLCの順になっていて、記録方式による書き換え可能回数の目安はSLC方式のフラッシュメモリが10万回程度、MLC方式のフラッシュメモリが3000~1万回程度。TLC方式のフラッシュメモリが500回程度とされています。書き換え可能回数の少ない寿命の短いTLC方式は安いUSBメモリに使われていますが、明記されていませんので注意が必要です。

書き換え可能回数の目安から、各方式のフラッシュメモリの寿命は、SLC方式のフラッシュメモリが10年程度、MLC方式のフラッシュメモリが5年程度、TLC方式のフラッシュメモリが1年程度となります。安いUSBメモリがTLC方式のフラッシュメモリで作られていると1年以内に寿命が来てデータが失われてしまう恐れがあります。

寿命が長いおすすめのUSBメモリ

寿命が長いおすすめのUSBメモリは、したがってSLC記憶方式のフラッシュメモリでできているUSBメモリです。また、USBメモリは、まんべんなく各セルにデータ書き込みを割り振る機能を持っていることから、容量の大きいものの方が各セルへの書き込み回数が減ることになるので、寿命が長くなりますのでおすすめです。

現在は大容量タイプのUSBメモリも安価になっていますので、寿命の長さを考慮して、できるだけ大容量のUSBメモリを購入の際には選ぶべきです。

通電した時のUSBメモリの寿命

微弱な電流で記録されるのがUSBメモリに使われているフラッシュメモリです、そこに過大な通電がされることは好ましいわけがありません。特に怖いのが静電気で、瞬間的に高電流が流れる結果として、USBメモリの制御チップや周辺回路、そしてメモリ自体が破壊されてしまいます。

人間の身体に帯電しやすい静電気は、寒い時期の空気が乾いたときにおこりやすく注意が必要です。回避するためにはパソコンやUSBメモリに触れる前に、他の金属製品や窓枠に触り、体に帯電した静電気を放電することを習慣化した方が良いです。

USBメモリの寿命から復旧させる方法

USBメモリはフラッシュメモリで構成されているため、構造上、寿命が来たUSBメモリを元に戻すことはできません。かろうじて内部に保存したデータを復旧することは可能です。データを失うことが多くあるために、データ復旧専門業者もありますからお金はかかりますが大事なデータであれば、依頼することも考えましょう。

自分でデータ復旧するのであれば、専用のソフトウエアを利用することになります。販売されているソフトウエアもありますし、フリーウエアもあるますので業者に依頼する前に試しても良いでしょう。

USBメモリの寿命がくると蒸発するのか

USBメモリの内部のフラッシュメモリは、弱い電荷を与えることでセル内にデータを書き込みし、絶縁体により電荷が保持されることでデータが保存されています。絶縁体の劣化が進むとデータ保持のための電荷が抜けでいきますので、データが失われてしまいます。寿命が終わったUSBメモリから、あたかもデータが蒸発する現象が起こってしまいます。

USBメモリは長期のデータ保存には向かない

USBメモリはデータを長期するのに向いていません。内部のフラッシュメモリに電荷を与えて保持することで、電子データが保存されていますので、絶縁状況が悪くなるだけでUSBメモリに保存したデータが失われてしまいます。

USBメモリの使われているフラッシュメモリの記録方式により保存期間は変わりますが、長くても10年程度しかデータの保存ができません。長期のデータ保存には光学式記録媒体かHDDを使用し、常にUSBメモリはバックアップしていた方がよいです。