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SSDとは?

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現在、自作PCの組み方の前に、パソコンを構成するパーツを解説しています。
既に「CPU」「マザーボード」「メモリ」「HDD」を解説させていただきました。
まだ読まれていない方は是非読んでみてください。
今回解説させていただくのは「SSD」です。
この「SSD」は「HDD」と同じようにデータを保存する記憶装置です。
SSDというのは何なのか、パソコンの中でどういう役割を果たしているのか、
ハードディスクと何が違うのかをわかりやすく紹介したいと思います。

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SSD

SSDとはSolid State Drive(ソリッド・ステート・ドライブ)の略です。
基本的にはSSDと略して呼ばれたり、表記されます。
現在の一般的なSSDはフラッシュメモリを使用したFlash SSDで、これが一般的なSSDです。
SSDと略されている場合はこの「Flash SSD」の事を指しています。

このSSDも「HDD」と同じく、知っている方が多いのではないでしょうか。
現在のノートパソコンには大体入っていると思うので、ノートパソコンを持っている方の大多数が知っているかもしれません。
ただSSDというのが何か、詳細に知っている人はあまりいないかも。

簡単に言うと、USBメモリのすごい版です。※正確には違いますが・・・
記憶装置として半導体メモリ(NAND型フラッシュメモリ)を使用しているストレージです。

SSDの容量

SSDもHDDと同じようにデータを保存する機器なので、保存容量が重要です。
単位もメモリやHDDと同じく、「GB」や「TB」です。
1000MBで1GB、1000GBで1TBです。

一般的なのは64GB/128GB/256GBというモデルです。容量の種類はHDDに比べると豊富です。
さらに500GBや1TBという大容量のモデルも発売されています。

HDDとSSDの違い

SSDはHDDと同じデータを保存する機器ですが、構造も処理の仕方も性質も違います。
HDDは磁性体を塗布または蒸着した円盤をモーターで高速回転して、磁気ヘッドを使って、データを読み込み・書き込むという、物理的な移動が必要なので、目的の場所まで移動する時間や回転する時間がかかりますが、
SSDはフラッシュメモリにデータを保存するので、円盤を回転させたり、ヘッドを動かす必要がなく、アクセスまでの時間が速くなり、HDDに比べるとデータの読み込み・書き込みが高速になります。

さらに他にもHDDに比べて優れている点がSSDには多くあります。
それなら全てのストレージをSSDにすれば良いと思われますが、実はそうは言い切れません。
逆に、HDDに負けている部分もあります。
そういったところをまとめて紹介します。

SSDがHDDに比べて良い点

SSDはHDDに比べると速い・高速

SSDと聞くと最初に思い浮かぶのがこの「高速」という部分です。
OSをインストールするストレージをHDDからSSDに変更するとパソコンの起動時間が短くなったり、普段の動作がキビキビするようになります。
これはSSDは物理的に稼働する部品がないので、高速になっているからです。

ストレージの速さを説明する時には、「シーケンシャルアクセス」と「ランダムアクセス」というデータのアクセス方法を紹介しないといけません。
HDDやSSDのパッケージとかWebサイトによく、シーケンシャルリード・シーケンシャルライト、ランダムリード・ランダムライトという記載がありませんか?
これらはストレージの速さを表す指標です。
解説すると長くなりますので、別の項目で説明したいと思います。

結論としてはSSDはシーケンシャルアクセス性能とランダムアクセス性能が共にHDDよりも優れているから高速になっています。

SSDはHDDに比べると省電力・低発熱

速さの時に説明した時と同じく、SSDにはHDDのようにディスクを回転させたりせず、物理的に動くパーツがないので消費電力が少なくなります。
また同じように、物理的に動く部品が無いのでHDDに比べて発熱も押さえられています。

消費電力については実際の製品のスペックなどを見比べてみてください!SSDの省電力性に驚くと思います。

SSDはHDDに比べると動作音がないので静か

HDDって、動いている最中「ガリガリ」とか「ウィーン」とか音がしますよね。
あれはヘッドを移動させたり、ディスクを回転している音です。静かな環境だったら気になったりする人もいると思います。
SSDは中に物理的に動くパーツがないので、ほぼ無音です。

SSDはHDDに比べると振動・衝撃に強い

HDDは内部でヘッドやディスクが高速で動いているので、衝撃や振動に弱く、故障の危険もありますが、
SSDは内部に物理的に動くパーツがないので、衝撃に強いですし、振動も気にせずに使えます。

SSDはHDDに比べると軽量・小型

HDDはヘッドやディスク、冷却するための金属など、内蔵する部品が多いので、
それに比べると、SSDはそういった部品がないので軽くなります。

デスクトップパソコンに搭載されているHDDは3.5インチが主ですが、SSDは2.5インチが主です。
HDDにも2.5インチの製品はありますが、同じ大きさでも重さはSSDの方が軽くなっています。
またSSDにはmSATA(Mini SATA)というサイズもあります。
mSATAは2.5インチに比べて長さや高さが半分くらいになっています。
実際に販売されている東芝のHG5dシリーズのmSATA SSDのサイズは”50.95 mm x 30.0 mm x 3.95 mm”です。
HG5dシリーズの厚さ7.0mmの2.5インチSSDのサイズは”100.0 mm x 69.85 mm x 7.0 mm”なので、かなり小さいことがわかってもらえると思います。
下のリンク先で、2.5インチとmSATAのSSDが並べられている写真があります。

サイズは東芝製SSD「HG5d」シリーズのスペックシートから引用しました。リンク先はPDFファイルです。
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/storage/pdf/SSD_HG5d%20Series_brochure130426.pdf

サイズ・規格については色々種類があるので、改めて詳細に解説予定です。

SSDがHDDに比べて負けている点

SSDはHDDに比べると価格が高い

私が思うにこれがSSDの一番のネックな部分だと思います。
容量あたりの単価がHDDに比べるとSSDはかなり高いのです!
今後どんどんSSDの容量単価もHDDに近づくと思いますが、縮まるにはもっと時間がかかると思います。

2014年1月時点でのHDDとSSDの容量単価比較

HDDでは東芝の容量3TB HDDの「DT01ABA300V」の価格が10,980円。
1GBあたりの価格に計算すると、3.66円です。

SSDではA-DATAの容量512GB SSDの「ASX900S3-512GM-C」の価格が33,500円。
1GBあたりの価格を計算すると、65.42円です。

約18倍もの差があります。圧倒的です。
この時点ではHDDは価格が沸騰しているので、HDDがもっと安かった時にはもっと価格差がありました。

SSDはHDDに比べると最大容量が少ない

HDDの最大容量は現在4TBですが、SSDの最大容量は現在1TBです。4倍の差があります。
いつぐらいに容量4TBのSSDが登場するかはわかりません。

SSDはHDDに比べると書き換え制限があるので寿命が心配

まず、SSDはHDDのように内部に物理的に動く部品がないので、物理的な故障は非常に少ないと思われます。
SSDが登場した時期を知っている人はSSDの寿命を心配している人がいました。
しかし、現在販売されているSSDのほとんどがHDDよりも長寿命と言われています。※例外もあるかもしれません。
ではなぜ、SSD登場時にそういう風にSSDの寿命を心配する必要があったかについて解説します。

SSDには「書き換え回数の上限」というのがあります。
HDDはデータの上書きが可能ですが、SSDはデータの上書きができませんので、
データを書き込む際に、一度古いデータを消去してから書き込むという、書き換えを行います。
※このデータを消去することを「ガベージコレクション」と言います。
その回数に上限があるんです。
その「書き換え回数の上限」に関しては製品(フラッシュのタイプやコントローラ)によって違いますが、
現在は色々な技術があったりしますし、一般的な使い方をしている場合は数年で壊れたりする心配はありません。
※中の部品の不具合は除きます。チップが破損したりして、故障報告があったりするそうです。
一般的でない使い方とは、24時間大容量のデータを書き込み続けるというような事です。

なので安心してSSDを使いましょう。この速さを知ったらもうシステムはSSDからHDDには戻れません!
HDDは容量単価が安いのでデータ保存には最適ですよ!

SSDの転送速度

SSDは速い、速いと言われていますが、実際どれほど速いのか、HDDと違いがあるのか知っている人ってそんなにいないと思います。
ただ転送速度を見ても、何の数値を表しているか分からないと、見てもどういったものか分からないと思います。
シーケンシャルリード・シーケンシャルライト、ランダムリード・ランダムライトという指標の事や、
最新SSDの転送速度については別ページで紹介したいと思います。

SSDの種類・分類

SSDはタイプやサイズ、接続インターフェイスで分類されています。
SSDを選ぶ時の基準であるいくつかの項目を紹介します。

「SLC」「MLC」「TLC」

SSDに使用されているNAND型フラッシュメモリには保存方法に種類によりいくつかタイプがあります。
現在「SLC」「MLC」「TLC」という3種類があります。

SLC

「SLC」とはSLC型(Single Level Cell)の事です。
1つの記憶素子(メモリセル)に1ビット・2値のデータを保持します。
書き込み速度と書き換え可能な上限回数が多いですが、容量あたりの価格が高いです。

MLC

「MLC」とはMLC型(Multi Level Cell)の事です。
1つの記憶素子(メモリセル)に2ビット・4値のデータを保持します。
書き換え可能な上限回数はSLCに劣りますが、1つのメモリセルの容量は倍増するので、その分容量あたりの価格が安くなります。

TLC

「TLC」とはTLC型(Triple Level Cell)の事です。
1つの記憶素子(メモリセル)に3ビット・8値のデータを保持します。
MLC以上に容量あたりの価格が安くなりますが、書き換え可能な上限回数もさらに劣ります。

それぞれを採用しているSSDや詳細については別ページで紹介します。

SSDのサイズ

HDDはデスクトップパソコンでは3.5インチが主流ですが、SSDの場合は2.5インチが主流です。
ノートパソコンに搭載されているSSDはHDDと同じく、主に2.5インチと1.8インチです。
他にもmSATA(Mini SATA)やM.2、PCIeなどがあります。
しかしこれらはサイズというよりは正式には接続規格の事です。

これらについても、実際の製品とともに詳細について別ページで紹介します。

SSDの接続規格・接続インターフェース

HDDと同じく、SSDにも接続規格・接続インターフェースには種類があります。
基本的には同じなので、詳細は「HDD」のページの「接続規格・接続インターフェース」をご参照ください。

現在主に使われているのは「SATA 3.0(6Gb/s)」「SATA 2.0(3Gb/s)」の2つです。
最新で高速なSSDを使うからには最新の接続インターフェースを使う必要があります。
500MB/sの実力のあるSSDを「SATA 2.0(3Gb/s)」に接続しても、「SATA 2.0(3Gb/s)」は上限が300MB/sなので、それ以下の実力しか発揮できない事態になります。
なので、SSDの接続インターフェースには気を付けましょう。

他にも、サイズの項目で言ったようにmSATA(Mini SATA)やM.2、PCIeというものもあります。

キャッシュ

SSD内部に搭載されているメモリの事です。
HDDの時に紹介しましたが、まったく同じものです。
現行のSSDではほとんど搭載されていると思います。キャッシュの大容量化もされてきました。
HDDのキャッシュ容量は64MBが一般的ですが、SSDのキャッシュ容量は512MBや768MB、さらには1GBのものもあります。
しかも特殊な例ではなく、結構な数のSSDで512MBくらすのキャッシュが搭載されています。

キャッシュの詳細は「HDD」のページの「キャッシュ」をご参照ください。

コントローラー

コントローラーチップとも呼ばれます。
「SSDの性能を決めるのはコントローラー」と言っても過言ではないかもしれません。
「コントローラーって何?」と思われる方がほとんどだと思います。
SSDのコントローラーはフラッシュメモリーを行き交うデータを制御する本当に重要なパーツです。
コントローラーはいくつかのメーカーが製造しています。
メーカーによって特徴や機能が違います。
主に「Intel」「東芝」「SandForce」「Marvell」「Indilinx」「JMicron」「Samsung」などがあります。
それぞれのコントローラーを採用しているSSDやコントローラーチップ製造メーカー毎の特徴や機能については別ページで紹介します。

SSDのメーカー

SSDはたくさんのメーカーが発売しています。
主に「ADATA」「CFD」「Crucial」「CORSAIR」「Intel」「Kingston」「OCZ」「PLEXTOR」「Samsung」「Seagate」「東芝」「Transcend」などです。
人気メーカーはIntel、東芝、Crucial、Samsungなどですね。

メーカーによって性能や特徴が違ったりします。
メーカー毎のSSDやその特徴や性能については別ページで紹介します。

SSDの速さを生かす環境・SSDの劣化を防ぐための注意点

速いSSDを購入しても、使う環境が整っていなければ十分に性能を発揮できなかったり、SSDの寿命を縮めてしまう危険性もあります。
性能をフルに発揮するにはマザーボードとの接続端子に注意する必要があります。
現在の最新接続インターフェースであるSATA 3.0(6Gb/s)と接続しないといけません。

次に、OSというのにも注意が必要です。
MicrosoftではWindows 7以降ではSSDを「SSD」と認識し、「SSD」のためにいろいろな処理を行ってくれます。
自動デフラグ、スーパーフェッチ、ブートプリフェッチ、アプリケーション起動プリフェッチ、ReadyBoost、ReadyDriveの無効など。
これらはすべて書き換えを必要とするので、これらを無効にしてくれるとSSDの劣化を防げます。
また「Trimコマンド」という機能もあります。
XPやVistaでもSSDを使うともちろん速くなりますし、恩恵もありますが、
SSDの劣化を防ぐためにはユーザーが工夫する手間が必要になります。
そういった面倒くさい事をしなくて済むためには、Windows 7以降のSSDに最適化されたOSを使ってください。
SSDをうまく使うための注意点に関しては別のページで改めて紹介します。

SSDに関する機能・用語

.
SSDにもHDDと同じようにいくつか専門の機能や用語があります。
知っていれば役に他つものもあると思いますのでご紹介します。

TRIMコマンド

これはSSDの速度低下を防ぐための機能です。
前述の通りSSDはHDDのようにデータの上書きができないので、データがある場所に書き込みをする場合、消去しないといけないので時間がかかります。
しかしTrimコマンドが有効だと、あらかじめ消去しても良い場所をOSにあらかじめ通知して、データを書き込む際にその場所を回避します。
そしてタイミングよく消去して、データを書き込む際に消去をしなければいけないという状態を除外する機能です。
この機能のおかげで、データの書き換え回数をSSD全体で平均化でき、劣化を防ぐことができます。
Windows 7以降で実装されています。

IOPS

Input Output Per Secondの略でランダムアクセス性能を表す値です。
IOPSとはストレージがある条件下で1秒間に処理できる回数の事です。
条件での数値なので、IOPSが使われる場合はその条件も記載される事が多いです。

ランダムアクセスについては別ページで紹介します。

MTBF

日本語で平均故障間隔の事で、信頼性の指標です。
つまり、連続稼動できる時間の平均的な時間(故障するまでの平均的な使用時間)です。
このMTBFはSSDのパッケージや製品情報ページに表示されている事も多いと思います。

MTBFですが、100万時間以上になっていることも多いです。
これは100年以上も故障しないという事です。さすがに100年壊れないというのはおかしいと思われませんか?
実はMTBFというのは偶発的な故障に関して通用する指標なのです。
SSDが書き換え寿命など関係なく、正常に動く限り、平均的にこの時間は故障しないとのこと。
つまり条件が設定されたあまり意味のない数値かも。書き換え回数の上限という寿命とは関係ないものです。
なのでこのMTBFは気にしなくて良いと思います。

プチフリ

プチフリーズの略です。
プチフリとは動作が一時的に止まり、フリーズした状況が発生する事です。
これは主にJMicronのコントローラ―「JMF602」を搭載したSSDで発生した現象です。
原因はキャッシュを搭載していないことです。

と言っても、これらはSSDが登場した初期に起こった現象で、現在はまったく心配いらないと思います。
なぜかと言うと、現在発売されているSSDのほとんどがキャッシュを搭載していますし、
さらにSSD(コントローラー)自体も進化し、キャッシュが搭載されてなくてもプチフリが発生しないようになっています。

ただ環境によっては、SandForce製コントローラーを搭載したSSDでもプチフリが発生したりするそうです。
詳細については調査してご紹介します。

SSDの選び方

今までSSDの事を紹介しましたが、実際にどのSSDを購入すればいいのか迷う方も多いと思います。
環境などによって最適なSSDというものもあると思います。

どんなSSDを買えばよいのか参考になるページを後日作成予定です。

SSDの増設・SSDの交換方法

SSDを購入しても、パソコンのケースを開けて交換するのには抵抗がある人も多いと思います。
なので、どうすれば増設・交換できるのかを後日紹介するページを作成します。

総括

個人的にはアップグレードすれば一番効果があり、一番実感できるPCパーツである「SSD」を紹介しました。
SSDは一般的になったのは結構最近なので、これからも新たな機能や製品が登場すると思います。
まだまだHDDに比べると価格は高いですが、快適なPCライフには欠かせないのがこの「SSD」です。
このページだけでは「SSD」の事を伝えきれていないので、さらに別のページで各々の項目を詳細に解説予定です。

説明を追加したり、見やすくするために加筆・修正予定です。

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