Windows PCからUSBメディアを安全に削除する理由は何ですか？[複製]

急いでいるときは頻繁に、システムトレイの安全に削除するアイコンを右クリックしてこのルートから外すことなく、USBペンドライブまたはUSBケーブルをデスクトップPCまたはラップトップから外部ハードドライブから自動的に引き出します。これまでのところ、「急いでいる」たびに、面倒なことは何も起こりませんでした。

安全に削除するアイコンを右クリックする理由は何ですか？これが実行されない場合、USBメディアの情報を本当に失うことができますか？

編集

USBメディアがコンピューターから引き出された時点でまだ点滅している場合（非フラッシュではなく）、そのような情報を失う脆弱性は大幅に増加していますか？

はい、できます。使用中（読み取りまたは書き込み）にデバイスを取り外した場合の動作です。

USBドライブを接続すると、PCに自由にデータを書き込んだり読み取ったりすることができます。その一部はキャッシュされます。

キャッシュは、USBデバイスに情報をすぐに書き込まず、代わりにPCのメモリ（RAM）に保持することで発生します。この情報が書き込まれる前、または書き込まれている間にUSBドライブをPCから引っ張ると、ファイルが破損してしまいます。

ただし、WindowsでUSBデバイスのキャッシュは、特に有効にしたい場合を除き、自動的に無効になります。デバイスの書き込みや読み取りを行っていない場合、ほとんどの場合、[ハードウェアの安全な取り外し]ボタンをクリックする必要はありません。

それは単にあなたがあなた自身のファイルを破壊するのを防ぐ追加のレベルのセキュリティとしてあります。

これを行うと、ファイルが「正常に」閉じられ、データ、ポインター、およびファイルサイズインジケーターが保持されます。ディスクに書き込むとき、コンピュータは常にバッファを「フラッシュ」するわけではなく、データの一部のみが書き込まれている場合があります。適切な手順を使用すると、データとポインターが適切な状態にあることが保証されます。

ソース

2番目の理由は、書き込みコマンドの後、フラッシュドライブが〜0.25秒間安定した電力を必要とすることです。これは根本的な物理的な問題です。ランダムな要因により、書き込みによっては電気的な0.72状態で論理1ビットが残る場合があります。修正は簡単です。ほんの数回書き直してください。最終的にそれは固執します。

本当に運が悪ければ、ファイルシステムのテーブルに落ちている部分があり、たとえばディレクトリ全体が壊れています。

フラッシュドライブの内部で行われるすべてを理解している人はほとんどいません。セクタが1ステップで消去および上書きされるハードドライブとは異なり、フラッシュドライブは、消去サイクルを実行するよりもはるかに速く、空白の528バイトページにデータを書き込むことができます。さらに、各消去制御回路はかなりの量のシリコンを消費するため、フラッシュチップは通常、ページごとに個別の回路を持たず、代わりに「ブロック」ごとに1つを持ちます。これは、異なるデータがセクターに書き込まれるたびに、以前の空白の領域に書き込まれ、古いコピーが何らかの形で「期限切れ」としてマークされることを意味します。ある時点で、フラッシュは「ガベージコレクション」サイクルを実行し、ほとんどが古いページを含むブロックを識別します。そのブロックから古くないすべてのページをスペースのある別のブロックにコピーし、ブロックを消去します。そのような操作は非常に遅いため、一部のドライブは、可能な場合、他に何も実行されていないときに実行しようとします。通常、コンピューターは気にしないので、ドライブはそのようなクリーンアップを実行するときにコンピューターに通知しません。「落とし穴」は、コンピューターがドライブに電源が切れようとしていることを知らせない場合、そのようなクリーンアップを実行しても安全かどうかをドライブが認識できないことです。通常、コンピューターは気にしないからです。「落とし穴」は、コンピューターがドライブに電源が切れようとしていることを知らせない場合、そのようなクリーンアップを実行しても安全かどうかをドライブが認識できないことです。通常、コンピューターは気にしないからです。「落とし穴」は、コンピューターがドライブに電源が切れようとしていることを知らせない場合、そのようなクリーンアップを実行しても安全かどうかをドライブが認識できないことです。

高品質のフラッシュドライブは、古いコピーが消去される前にデータの新しいコピーが常に完全に書き込まれるように設計されていますが、すべてのブロックではなく、各ブロックのどのコピーを最新のものと見なすべきかを常に把握できるように設計されていることに注意してくださいフラッシュドライブの設計は完璧です。電源障害の通知がない場合、データの損失または不整合に対して100％の証拠となるように設計されたアルゴリズムは、おそらくより緩やかな制約を満たす場合の少なくとも 2倍遅くなります。1つまたは2つのフラッシュ書き込み操作を完了するのに十分なエネルギーがあるときにトリップするハードウェアの電源障害通知を追加すると、時間のペナルティが軽減されますが、電源障害通知を100％信頼できるようにすることは難しい場合があり、すべての実装が完璧であるとは限りません。

Windows自体は、特定の設定（デフォルト設定）を使用する場合、ハードウェアの安全な取り外しオプションを使用する必要がないことを示しています。

迅速な削除とパフォーマンスの向上

Windowsでは、USBデバイスを最適化して、すばやく取り外したり、パフォーマンスを改善したりできます。既定では、WindowsはUSBデバイスを最適化してすばやく削除できるようにします。この設定には、デバイスマネージャーからアクセスできます。[スタート]メニューを開き、[デバイスマネージャー]と入力し、Enterキーを押して起動します。

デバイスマネージャーの[ディスクドライブ]セクションを展開し、デバイスを右クリックして[プロパティ]を選択します。

[プロパティ]ウィンドウで[ポリシー]タブを選択します。Windowsでは、ハードウェアの安全な取り外しの通知アイコンを使用せずにUSBデバイスを安全に取り外すことができると言われているので、USBデバイスを安全に取り外すことなく取り外すことができますよね？そんなに早くない。

データ破損の危険

上記のWindowsダイアログは誤解を招くものです。データが書き込まれている間（たとえば、ファイルをデバイスに移動しているとき、またはファイルを保存しているとき）にUSBデバイスのプラグを抜くと、データが破損する可能性があります。使用するオプションに関係なく、USBデバイスを抜く前にUSBデバイスが使用中でないことを確認する必要があります。一部のUSBスティックには、使用中に点滅するライトが付いている場合があります。

ただし、USBデバイスが使用中でないように見えても、まだ使用されている可能性があります。バックグラウンドのプログラムがドライブに書き込んでいる可能性があります。そのため、ドライブを取り外した場合、データが破損する可能性があります。USBスティックが使用中に見えない場合は、おそらくデータの破損を起こさずに取り外すことができますが、安全のために、ハードウェアの安全な取り外しオプションを使用することをお勧めします。デバイスをイジェクトすると、Windowsが安全に削除できることを通知します。これにより、すべてのプログラムが完了します。書き込みキャッシュ

[パフォーマンスの向上]オプションを選択すると、WindowsはデータをすぐにUSBデバイスに書き込む代わりにキャッシュします。これにより、デバイスのパフォーマンスが向上しますが、[ハードウェアの安全な取り外し]オプションを使用せずにUSBデバイスを取り外した場合、データ破損が発生する可能性が高くなります。キャッシュが有効になっている場合、WindowsはデータをすぐにUSBデバイスに書き込みません。データがデバイスに書き込まれたように見え、すべてのファイル進行ダイアログが閉じられても、データはシステムにキャッシュされるだけです。

デバイスを取り出すと、Windowsは書き込みキャッシュをディスクにフラッシュし、ドライブを安全に削除できることを通知する前に必要な変更がすべて行われるようにします。最終的に、使用するオプションに関係なく、ハードウェアの安全な取り外しアイコンを使用し、デバイスを取り外す前にデバイスを取り出す必要があります。[コンピューター]ウィンドウで右クリックして[取り出し]を選択することもできます。Windowsは、デバイスを安全に削除できることを通知し、データ破損の変更を排除します。

注： このアドバイスはWindowsだけに適用されるわけではありません。Linuxを使用している場合は、USBデバイスを取り外す前に、ファイルマネージャーで[取り出し]オプションを使用する必要があります。Mac OS Xでも同じことが言えます。

デバイスを安全に削除しないと、ファントムデバイスがWindowsに残ります。通常、これは差し迫った問題ではありませんが、数百のファントムデバイスを蓄積すると、問題が発生し始めます。

明確化のための編集： ファントムデバイスとは、要するに、ドライバーはインストールされているがUSBポートに接続されていないデバイスです。Windowsはインストールされたデバイスを追跡しますが、デバイスが「安全に削除」されていないため、ドライバーはそのUSBポートにまだロードされています。これにより、フラッシュドライブを接続するときに新しいドライブ文字を割り当てることから、ビデオゲームが存在しないコントローラーを検出することまで、さまざまな問題が発生する可能性があります。Windowsからデバイスを安全に削除すると、データが書き込まれないようにするだけでなく、WindowsにそのUSBポートからドライバーをアンロードするように指示します。ドライブをすぐに取り外すと、データが破損するだけでなく、Windowsが実際にうまく処理できないファントムデバイスを作成するリスクもあります。

デフォルトでは、Windowsはデバイスマネージャーにファントムデバイスを表示しません。そのため、ほとんどの人はこの概念に慣れていません。これらのデバイスを見つけるには、管理者としてコマンドプロンプトを手動で実行し、と入力しset devmgr_show_nonpresent_devices=1ます。これにより、デバイスマネージャーは現在のセッションのファントムデバイスを表示できます。

ファントムデバイスが多すぎて、すべてを手作業で簡単に削除できない可能性があります。 GhostBusterは、ファントムデバイスを簡単に表示および削除するために設計された軽量のGUIです。

リファレンス：https : //windowssecrets.com/newsletter/how-to-prevent-and-remove-phantom-devices/

一般に、コンピューターがUSBドライブに書き込みを行っている場合、安全に取り外すことなく引き出すと、ファイルシステムが破損する危険があります。

FAT32

次に、Windowsのデフォルト設定を使用してFAT32ディスクがある場合、Windowsは書き込みをキャッシュしないため、書き込み中でないときにドライブをヤンクできます。

ただし、書き込みキャッシュを有効にすることでFAT32のパフォーマンスを向上させることができます。ただし、ドライブを安全に取り外す必要があります。そうしないと、すべてのデータがディスクに書き込まれません。

NTFS

NTFSはジャーナリングファイルシステムであるため、ドライブをヤンクしてファイルシステムを破壊することはできません。ただし、その場合、ファイルを失うか破損します。

少なくともNTFSの観点からは、サプライズを削除しても破損することはありません。ファイルシステムのデータ構造は、ドライブをコンピューターから取り出したときに関係なく、そのまま残ります（または、少なくとも変更ジャーナルから修復できます）。そのため、ファイルシステムの観点からは、答えは「先に進み、いつでもドライブを引っ張ってください！」です。

NTFSはジャーナリングファイルシステムであるため、ファイルの追跡に使用される内部データ構造を自動修復できるため、ドライブ自体の論理的な一貫性が維持されます。ファイルは最終サイズに正しく設定されており、そのディレクトリエントリは適切にリンクされています。しかし、ファイルに書き込んだデータは？できなかった。

NTFSは堅牢で、突然の取り外しから回復できますが、その堅牢性は、失われたデータの内部整合性にまでは及びません。

- レイモンド・チェン

USBフラッシュドライブを「安全に」取り出すときに、取り外しても安全であると言われるまでに数秒かかることがあります。この間、ディスクはアクティビティライトを点滅させ続けますか？

私はこれを頻繁に見ますが、それだけで、偶然にデータをヤンクしたときにデータが失われることはないように見えても、ディスクをヤンクするリスクを負わないのに十分です。

何が起こっているかについてのもう少しの背景：

ディスク破損の可能性。

他の人はすでにそれらをかなりよく説明しています、特にスーパーキャットによるものはフラッシュドライブにとって非常に重要です。

考えられるプログラムの問題。

これは、ディスク上でファイルを開いているプログラムが、ファイルに突然アクセスできなくなった場合に対処する準備が十分に整っていない場所です。これらのプログラムは、開発された程度に応じて、クラッシュまたはフリーズする可能性があります。

したがって、「ハードウェアの安全な取り外し」コマンドを使用すると、オペレーティングシステムでプロセスを開始し、これらのプログラムにディスクを解放するように要求します。すべてのプログラムが解放されたら、ディスクを安全に切断できることが通知されます。

ただし、ディスクを解放しない実行中のプログラムがある場合は、そのことも通知されます。その後、そのプログラムを閉じて、ディスクの使用を停止し、ディスク上の両方のデータ破損を防ぐオプションがありますコンピューター上のプログラムの問題。

キャッシングとディスク破損の背景

ファイルを保存するディスクは、インデックス付きのライブラリのように機能します。課題は、インデックスに含まれるブック（ファイル）と同期を保つ必要があることです。ディスク上のファイルを追加/削除すると、そのインデックス（ディレクトリ）も更新する必要があります。これはすべていくつかのステップで行われ、その途中でディスクを引き抜くと、ディスク構造が破損します（それらを特定して修復するには、「chkdisk」などのツールが役立ちます）。

ただし、ディレクトリを常に最新の状態に保つには、多くの書き込みと時間が必要です。したがって、ディスクに100個のファイルを書き込む場合、オペレーティングシステム（Windowsなど）は各ファイルを書き込んでから（多くの場合同じ）ディレクトリを更新しませんが、最初に100個のファイルのデータをディスクに書き込むことでこの操作を最適化します、その後、更新されたディレクトリを一度に書き込みます。

このような最適化により、ファイルのコピー（および削除）がはるかに高速になり、最新のオペレーティングシステムは、ディレクトリの更新を可能な限り遅延させて、コンピューターをさらに高速化する傾向があります。

つまり、オペレーティングシステムはローカルメモリ（RAMまたは内部ハードディスク、通常はUSB接続よりも高速です）にのみ正しいディレクトリを保持します。これは、他の人が言うキャッシングです：より高速なアクセスのためにデータを別の場所に保持します。

しかし、コンピューター全体に電源障害がある場合はどうでしょうか？まあ、それでも、電源を入れ直したらすぐに回復する方法があります。たとえば、「ジャーナリング」を使用して、ディレクトリをそのまま保持します。もちろん、電源が回復してもディレクトリがキャッシュされたディスクがまだ存在する場合にのみ機能します。これは通常のケースなので、ここで心配する必要はありません。

ただし、ディスクを単に削除し、オペレーティングシステムがキャッシュされたディレクトリをディスクに書き戻さないようにすると、これらのすべての保護機能が機能しなくなります。

したがって、ディスクを削除することをオペレーティングシステム（および実行するプログラム）に通知します。このプロセスは「アンマウント」とも呼ばれ、キャッシュされたすべてのデータをディスクに書き込んでから、それ以上のアクセスを停止します。

フラッシュはゼロを書き込むことはできません。ブロック全体を消去できます（ゼロに設定）。ほとんどのフラッシュメディアはウェアレベリングを使用するため、「削除対象」リストにブロックを追加するだけで、代わりに別のブロックを使用します。USBメディアのコントローラーは、他に何もする必要がないときはいつでも「削除対象」リストのブロックの消去を開始します。ブロックの消去中に電源を接続すると、ブロックが未定義の状態になる可能性があります。

Windows PCからUSBメディアを安全に削除する理由は何ですか？

この機能は、リムーバブルメディア用です。つまり、USB、FireWireなどを介して接続されているメディアは、いつでも切断できます。

要求されたとおりにすべてのデータを書き込むためにドライブにアクセスすると、ドライブにより多くの負荷がかかり、パフォーマンスが低下し、摩耗が増加します。パフォーマンスを向上させ、消耗を減らすために、Windowsはデータをキャッシュして、一度に大量のデータを書き込むことができます。旅行をやりがいのあるものにするのに十分な用事があるまで、町の反対側への旅行を遅らせるようなものです。

キャッシュの問題は、書き込み要求が行われてからWindowsがキャッシュをディスクに「フラッシュ」する（実際に書き込みを実行する）までの間にドライブが抜かれた場合、そのデータが書き込まれないことです。これにより、データが失われ、場合によっては破損することさえあります。

リムーバブルボリュームを「イジェクト」することにより、Windowsにキャッシュをフラッシュし、待機しているデータを書き込むように指示します。これにより、ドライブを安全に取り外すことができます。

急いでいるときは頻繁に、システムトレイの安全に削除するアイコンを右クリックしてこのルートから外すことなく、USBペンドライブまたはUSBケーブルをデスクトップPCまたはラップトップから外部ハードドライブから自動的に引き出します。これまでのところ、「急いでいる」たびに、面倒なことは何も起こりませんでした。

それは主に、Microsoftが愚かではないからです（ここで議論しないでください）。彼らは、人々が余分な仕事をすることを好まないことを知っています。したがって、リムーバブルメディアを初めてシステムに接続するとき、Windowsがそのためのドライバーをインストールするとき、設定の一部は「リムーバブルメディア」を「クイックリムーバル」に設定することです。

では、デバイスマネージャでポリシーのタブのプロパティ、ドライブの種類に応じて、ドライブのためのダイアログ、あなたは迅速な除去またはより良い性能のいずれかのドライブを設定したり、書き込みキャッシュを有効または無効にすることもできます。

書き込みキャッシュを有効にするか、より良いパフォーマンスを選択すると、Windowsは書き込み要求をキューに入れるため、パフォーマンスが向上し、磨耗が減りますが、データ損失の可能性も高まり、ボリュームを削除する前に排出する必要があります。書き込みキャッシュを無効にするか、クイックリムーバルを選択すると、Windowsはすべてをディスクにすぐに書き込みます。これにより、パフォーマンスが低下し、摩耗が増加しますが、ドライブを簡単に引き出すことができます。

Windowsではリムーバブルメディアがクイックリムーバルにデフォルト設定されているため、ほとんどの人は、最初にイジェクトせずにプラグを抜くだけで問題が発生することはほとんどありません。

以下のスクリーンショットは、さまざまなメディアのデフォルトのドライブポリシーを示しています。注目すべき興味深い点はほとんどありません。

内蔵ハードドライブは、書き込みキャッシュを使用するように設定されています（図1）。ドライブは永続的なフィクスチャであると想定されているため、これは理にかなっています。したがって、通常は、書き込み要求とキャッシュのフラッシュの間の短い期間にドライブが使用できなくなることはありません。

USBフラッシュドライブは、クイックリムーバル用に設定されています（図2）。これも簡単に削除できるので便利です。

USBメモリーカードは、クイックリムーバル用に構成されています（図3）。これは、USBフラッシュドライブ（または他のUSBドライブ）と本質的に変わらないため、論理的です。興味深いのは、内部メモリカードリーダーもクイックリムーバルに設定されていることです（図4）。リーダー自体はラップトップに組み込まれているため、常に存在しますが、カードを取り外すことができるため、デフォルトでクイックリムーバルになります。（これはフロッピードライブでも同じです。ドライブ内のディスクを取り外すことができるため、キャッシュはありません。）

さらに興味深いのは、外付けUSBハードドライブ（図5）と、少し回転するハードドライブを搭載したiPod mini（図6）です。これらはフラッシュドライブではなく実際のハードドライブですが、リムーバブルであるため、デフォルトではクイックリムーバルになっています。この場合も、データがディスクに書き込まれる前にプラグを抜くことができるため、これは理にかなっています。

これが実行されない場合、USBメディアの情報を本当に失うことはできますか？

USBメディアがコンピューターから引き出されたときにまだ点滅している場合（非フラッシュではなく）、そのような情報を失う脆弱性は大幅に増加していますか？

はい。問題は、ドライブがクイックリムーバルに設定されていても、すぐにプラグを抜くことが安全にならないことです。Windowsが書き込みをすぐに実行するからといって、書き込みがすぐに発生するわけではありません。

フラッシュドライブやメモリカードなどのほとんどのリムーバブルメディアは、ハードドライブよりもはるかに低速です。そのため、Windows は要求された直後に書き込みを開始しますが、通常、データが実際に書き込まれるまでに少し時間がかかります。書き込み/コピー/など。書き込みの進行状況を示すダイアログボックスが消え、ドライブがまだしばらく書き込みを行っている可能性があります。ドライブに独自のドライブアクティビティLEDがある場合、これを確認できます。メディアをすぐに取り外すことは安全ではありません。LEDを見て、点滅が完全に停止するのを待ちます。

さらに安全にするために、Syncなどのプログラムを使用してWindowsにキャッシュをフラッシュすることができます。基本的に、安全に取り出す機能を使用する場合とまったく同じですが、リムーバブルドライブの特定のドライブ文字でデスクトップを実行するショートカットをデスクトップに作成すると、少し便利になります。約5〜10秒節約できますが、これはそれほど大きな音ではありませんが、HCIでは大きな障壁です。さらに良いのは、キャッシュをフラッシュするだけで、実際にドライブを排出しないことです。そのため、ドライブを忘れてしまったことを突然思い出した場合でも、ドライブはマウントされたまま使用できます。キャッシュをフラッシュして、キーストロークで安全にプラグを抜くことができるように、ホットキーを割り当てることもできるため、これはさらに便利です。

図1：内部HDDポリシー

図2：USBフラッシュドライブポリシー

図3：内部メモリカードリーダーポリシー

図4：USBメモリカードリーダーポリシー

図5：外付けHDDポリシー

図6：iPod（ミニ）HDD