USB-Massenspeicher

USB-Massenspeicher (engl. usb mass storage device) sind Geräte, die über den Universal Serial Bus (USB) kommunizieren und einen eingebauten Datenspeicher besitzen. Häufige Verwendung finden sie in Form von USB-Speicher-Sticks, welche meist verkürzt USB-Sticks genannt werden. Sie haben durch ihre höhere Speicherkapazität und Zugriffsgeschwindigkeit sowie die einfachere Handhabung 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 oder Digitalkameras.

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 speichern und auslesen. Der USB-2.0-Bus ist abwärtskompatibel zum USB-1.1-Bus, allerdings reduziert sich die Übertragungsrate auf die 12 Mbit/s des USB-1.1-Bus. Es existiert keine Verriegelung für USB-Geräte, so dass diese jederzeit vom Computer getrennt werden können. Wird ein USB-Massenspeicher vom Computer getrennt, 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 dies zu verhindern, kann dem Betriebssystem mitgeteilt werden, dass das Gerät entfernt werden soll. Nach Abschluss aller Schreiboperationen auf das Gerät erfolgt vom Betriebssystem 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 welchen 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 Linux werden die meisten USB-Massenspeicher vom Kernelmodul usb-storage verwaltet, welches 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 USB Memory Stick verwendet – allerdings ist dies 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 sind bei mobilen Anwendungen wie etwa OpenOffice.org Portable die Schreibzugriffe optimiert.[2] Die ersten Sticks kamen 2000 mit einer Speicherkapazität von 8 MB auf den Markt. Mittlerweile gibt es Produkte mit einer Kapazität von bis zu 128 GB mit 30 MB/s Lese- und 20 MB/s Schreibgeschwindigkeit (Stand: August 2008)[3] – und auch wasserdichte Modelle. Gelegentlich ist portable Software vorinstalliert, z. B. zur Datenverschlüsselung des USB-Sticks. 2007 wurden weltweit etwa 120 Millionen USB-Sticks verkauft.[4] Speichersticks sind generell in Firmen ein Problem, da sie sich der Kontrolle und der 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 in die Firma gebracht 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. 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[5] (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.[6] Dadurch kann es zu Datenverlusten kommen, die vom Anwender erst beim Auslesen der Daten bemerkt werden.

Kombinationen 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.
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