如何讓 USB 隨身碟資料損毀的風險降到最低？

這裡討論一般的隨身碟該如何使用，才能使隨身碟中資料損毀的風險降到最低，讓隨身碟中的重要資料更有保障。

圖片來源：How-To Geek

隨身碟是現在幾乎每個人都會使用的科技產品，雖然他的價格低廉，但是隨身碟一旦損毀，儲存在裡面的資料有就會跟著消失，這是很令人頭痛的問題。

以目前市面上的 USB 隨身碟來說，都是屬於快閃記憶體（flash memory），這種記憶體在讀取與寫入的次數上有一定的限制，依據所使用儲存技術不同，壽命也不一樣，目前的快閃記憶體儲存技術分為兩種：SLC（Single-Level Cell，單層式儲存技術）與MLC（Multi-Level Cell，多層式儲存技術），下面這個表是兩種技術的比較：

	SLC	MLC
儲存位元與狀態	一個記憶單元只儲存一個位元（bit）	一個記憶單元可儲存兩個位元（bit）以上
資料儲存量（Page/Block）	較小（2KB/128KB）	較大（512B/32KB 或 2KB/256KB）
資料寫入速度	較快（9MB/s）	較慢（1.5MB/s）
使用壽命	10 萬次讀寫	1 萬次讀寫
生產成本	高	低（約為 SLC 的四分之一）

所以其實隨身碟正常來說，讀寫次數到達一定的量之後就可能會壞掉，這是目前硬體技術上的限制，是無法避免的，但是我們還是可以做一些其他的保護措施，讓資料損毀的風險降低。

基本措施

一般常使用的檔案系統（例如 FAT32 或 NTFS 等）都只能單純的儲存檔案而已，沒有任何資料驗證的功能，如果使用這樣的檔案系統儲存很重要的檔案時，就要自己做好備份的工作，必要時使用 checksum（例如 MD5/SHA1 雜湊）來驗證資料的正確性與完整性，若是資料真的出問題，再使用備份檔案來回覆。

另一方面，不管使用哪一種檔案系統，當你在拔除 USB 隨身碟之前，請先在電腦中選擇退出隨身碟，當電腦顯示可以拔除的訊息之後，再將隨身碟拔除，這樣可以確保在拔除隨身碟時，所有檔案的讀取與寫入都已經完成了，也讓緩衝器（buffer）中的資料可以完全寫入磁碟。如果你沒有正常退出就將隨身碟拔除，就有可能會造成檔案損毀。

聽起來很消極，不過一般來說，你能夠做的事情大概就只有這些了。然而，如果你是 Linux 的重度使用者，而且又對於資料的正確性與完整性非常在意，那你可能可以使用一些特別的檔案系統。

ZFS 檔案系統

上面提到，一般我們所使用的檔案系統都很陽春，沒有資料驗證與回覆的功能，檔案壞了就是壞了，如果你想要一個比較強韌（robust）的檔案系統，那可以考慮 ZFS。

ZFS 是一個比較強韌的檔案系統，它支援自動檢查資料正確性的功能（zfs scrub），透過 checksum 或是 SHA-256 的方式，在配合資料儲存的 redundancy 機制，如果資料經過驗證是正確的，則即可正常讀取，但如果發現資料出問題時，它就會自動使用備份檔案回覆原本的資料，這樣可以確保資料的正確性與完整性。

雖然 ZFS 的功能強大，但是他的相容性就比一般的檔案系統低很多，只能在 Linux 系統中使用，若在 Windows 與 Mac OS X 中使用就有些問題。

除了相容性問題之外，ZFS 也會影響隨身碟的壽命，因為 ZFS 用在一般的快閃記憶體隨身碟上的時候，除了檔案本身之外，它還會額外儲存一些資訊（如 checksum 等），這會造成隨身碟讀寫的資料量增加，所以也會直接影響隨身碟的壽命。另外因為他在檔案存取時都會計算 checksum，在存取效能上也會造成一定的影響。

ZFS 可能只是用於少數特殊需求的人，對於一般人而言，隨身碟的效能通常是第一優先考量，在這樣的情況下就不是很適合使用 ZFS，直接使用一般的檔案系統（如 exFAT 等）就可以了，而且這樣相容性也會比較好。

耗損平均技術（Wear Leveling）

有沒有哪一種隨身碟是比較不會壞掉的呢？

上面我們說到 SLC 的快閃記憶體會比 MLC 耐用，除此之外，還有一個技術也會影響隨身碟的壽命，那就是耗損平均技術（wear leveling）。

基本上 USB 隨身碟中最常看到用於延長使用壽命的技術就是耗損平均技術，它是快閃記憶體（NAND flash）上的一種抹平技術。

快閃記憶體的區塊有抺寫次數的限制，針對同一個單一區塊，進行重複抺除、寫入，將會造成讀取速度變慢，甚至損壞而無法使用，而耗損平均技術目的在於平均使用快閃記憶體中的每個儲存區塊，以避免某些「特定」儲存區塊因過度使用而形成壞區塊，透過這樣的技術可以延長快閃記憶體的使用壽命。

在有些購物網站中會列出支援耗損平均技術的隨身碟，如果想選擇這類的隨身碟，可以透過這些網站來找尋適合自己使用的隨身碟。

總結

以現在的技術而言，其實 USB 隨身碟很難永久使用，目前所有的 USB 隨身碟都有讀寫次數的限制，也就是說當讀寫次數累積達到它的上限時，它就差不多會壞掉了，最根本的方式就是定期備份隨身碟中的資料，並配合檢查碼來驗證資料的正確性。

當然如果要在 USB 隨身碟中使用有資料驗證與回覆功能的檔案系統也是可行的方案，但是這樣的檔案系統通常無法在 Linux 系統以外的作業系統中使用，而且這樣的檔案系統也會增加隨身碟本身的讀寫次數，減低隨身碟的壽命，在存取效能上也會比一般的檔案系統差。

這裡所敘述的各種方式，都各有利弊，你必須在可攜性、資料完整性與存取效能之間做考量，選擇適合自己的方式。

參考資料：superuser