Una chiave USB (anche chiavetta USB, penna USB, unità flash USB^[1] o in lingua inglese USB flash drive, o pen drive) è una memoria di massa portatile che si collega al computer mediante la porta USB.

I dati sono memorizzati in una memoria flash, tipicamente di tipo NAND, contenuta al suo interno. La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per alte capacità. Molti modelli dispongono di un occhiello per permetterne l'aggancio all'anello di un comune portachiavi.

Storia

Le chiavi USB ad alta velocità hanno beneficiato, sin dalla loro prima apparizione (nell'anno 1999) di incrementi costanti e significativi sia in velocità di lettura/scrittura, che in spazio di archiviazione, mentre il costo unitario per byte stoccato è in continua diminuzione.

La prima chiave ad alta velocità giunta sul mercato è stata prodotta nel gennaio 2000 dalla Trek Technology di Singapore: il modello si chiamava ThumbDrive e offriva 8 megabyte di spazio.^[2]

Al Consumer Electronics Show di Las Vegas 2017 la Kingston Technology ha presentato una chiave che grazie alla capacità di 2 terabyte equivale alla più capiente attualmente disponibile sul mercato. Si tratta del modello Kingston DataTraveler Ultimate Generation Terabyte (GT), che sfrutta lo standard USB 3.1 Gen 1, capace di raggiungere una velocità massima teorica in scrittura di 160 MB/s e in lettura di 240 MB/s.^[3][4]

Caratteristiche

Grazie alle dimensioni ridotte, all'assenza di inaffidabili meccanismi mobili, alle crescenti dimensioni della memoria e alla sua interoperabilità, la chiavetta si è affermata, superando i CD e i DVD, come unità preferita per il trasporto fisico di dati. Si tenga però in considerazione il fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato, seppur molto alto (oltre 100.000 cicli di scrittura).

Molte marche di chiavette USB hanno in catalogo le versioni dotate di piccola levetta laterale che (quando azionata) impedisce la scrittura sul dispositivo.

Nello scaricamento e caricamento di dati la chiavetta USB è il supporto con il minore ingombro ed il più veloce; la porta USB è inoltre in grado di alimentare elettricamente le periferiche a basso consumo come le chiavette, senza necessità di una autonoma fonte d'energia, e ne permette il collegamento/scollegamento senza spegnere il computer (limitandosi a seguire la procedura "Rimozione sicura dell'hardware"^[5] da sistema operativo).

Funzionamento

Il protocollo per il trasferimento dei dati dal computer alla chiavetta, e viceversa, è un protocollo standard denominato USB Mass Storage protocol. Tale standardizzazione ha incoraggiato l'inclusione dei driver di supporto nel file system locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, macOS e GNU/Linux.

Inizialmente la velocità di lettura/scrittura della memoria flash contenuta nella chiavette era molto bassa, "frenata" dalla ridotta banda passante dell'interfaccia USB, che nella sua versione originale, la 1.1, è di 12 Mbit/s. Recentemente invece quasi tutte le chiavette di nuova costruzione utilizzano le più veloci versioni 2.0 o 3.0, perfettamente retrocompatibili con la versione 1.1, e dotate di una banda passante rispettivamente di 480 Mbit/s e di 4,8 Gbit/s.

È da precisare però che la velocità non dipende solo dall'interfaccia, ma anche dal tipo di memoria flash utilizzata, e dall'eventuale presenza di microchip dedicati all'interno della chiavetta stessa. Esistono a questo proposito in commercio alcune chiavette che contengono un piccolo microprocessore dedicato ad ottimizzare il processo di lettura/scrittura sulla memoria flash. Ovviamente la maggiore complessità di queste soluzioni relegano per il momento questi "bolidi" ad un mercato professionale di fascia alta con esigenze specifiche.