Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash, tipicamente di tipo NAND, contenuta al suo interno. Attualmente la capacità di memoria delle chiavi USB va da 512 megabyte in su. La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per alte capacità.
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 e di inclusione nel file system locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, Mac OS X e Linux.
Inizialmente la velocità di lettura/scrittura della memoria flash contenuta nella chiavette era molto bassa, "frenata" proprio 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 la più veloce versione 2.0, perfettamente retrocompatibile con la versione 1.1, e dotata di una banda passante di 480 Mbit/s.
È da precisare però che la velocità di scrittura non dipende solo dall'interfaccia utilizzata, ma anche dal tipo di memoria flash utilizzata, e dalla 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.
Grazie alle dimensioni ridotte, all'assenza di meccanismi mobili (al contrario degli hard disk comuni) che lo rende molto resistente, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua interoperabilità la chiavetta si sta configurando, accanto ai CD e ai DVD come unità preferita da un crescente numero di consumatori per il trasporto fisico di dati. Si tenga inoltre 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).
Pro e contro
Nello scaricamento e caricamento di dati la chiavetta USB è il supporto con il minore ingombro (sta in tasca) più veloce: supera in velocità di lettura e scrittura i CD-ROM e DVD-ROM, ma è più lento delle componenti interne del computer (memoria cache, RAM e Hard Disk). Attualmente sono in commercio chiavette USB da 64 GB e ne sono state testate altre da 128 GB.
Altro vantaggio è la sua versatilità, tutti i sistemi operativi moderni infatti non richiedono l'installazione di driver per riconoscere le chiavi USB.
Un aspetto negativo è il fatto che dopo un lungo periodo di utilizzo, la memoria presente nella chiavetta potrebbe perdere dati. Questo dipende dalla specifica memoria e dal suo grado di data retention. In questo caso basta formattare la chiavetta per riavere l'affidabilità originaria.