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曖昧さ回避

SSDとは、

  1. 半導体メモリを使用する補助記憶装置Solid State Drive」。「Solid State Disk」とも。本記事で記載。
  2. 作曲飯吉新公式サイトSHIN SOUND DESIGN)の略称。 → SHIN SOUND DESIGNexit
  3. アメリカプロレスラースコットスタイナーのプロレス技スタイナー・スクリュードライバー」の略称
  4. 映画スター・ウォーズ』に登場する宇宙 → スーパー・スター・デストロイヤー
  5. 世界の新着動画」の略(Sekai no Shinchaku Douga)。
  6. そんな装備で大丈夫か?」の略(Sonna Soubide Daijoubuka?)。
  7. 南スーダンSouth Sudan)のコード

概要

HDDと同じようにPCに搭載してプログラムデータを保存するデバイスで、HDD金属ディスクを回転させて磁気ヘッド情報読み書きするのに対し、SSDは半導体メモリフラッシュメモリ)に情報記録する。

簡単に言えば、「USBメモリを大容量化、高速化し、HDDと同じ扱いができるようにしたもの」である。

OS側からはHDDとして認識されるのでブートドライブPCの起動ドライブ)としても使用可である。

HDD較した場合、かつては「一度書き込むとほとんど上書き(書き換え)されることの少ないブートドライブ、もしくは衝撃の多いモバイルPC車載PCでの使用に特に適しており、それ以外には向かない」と言われていた時代もあったが、現在では高価である事以外のデメリットは小さくなってきている。特に、かつて盛んに言及された「書込み回数の上限により寿命が短いのではないか」という懸念はほぼ無視してよいレベルのものになった(後述)。大手メーカからデータセンターなど業務用の製品も出ているほどである。

HDDに対するSSDのパフォーマンスの高さは非常に魅的であり、今後より一層の普及が見込まれる。

HDDと比較した場合のメリット/デメリット

メリット

上記のメリットから外付けケースに突っ込んでUSBメモリの代わりとして扱う人も多くいる。

デメリット

  • 値段が高い。現状ではHDD(2円弱~/GB)よりもビットあたりの単価が数倍以上(5円弱~/GB)であり、大量のデータを保存する用途には向かない。但しなかなか値段の値段が下がらないHDDと対称的に2023年現在SSDの価格が急落しており1TB帯ではHDDと遜色ない価格(6000円前後)のものも散見される。

デメリット(解消済)

SSDの問題点

現在の大多数のSSDで使用されているメモリチップはNANDフラッシュメモリである。このフラッシュメモリ特性として、HDDDRAMと決定的に違うのは上書きが不可能であるという点である。つまり、上書きするためには「消去→書き込み」という手順を踏まなければならない。

なぜそれがHDDべての問題となるのか?

まず、HDDでもそうだが、普通データを消去しようとする場合、いちいち本当に消去していては時間がかかるため、内部的には「このデータはもう使わない不要なデータです」という印をつける作業しかしない。

そして次にその不要データが使っていた場所に新たなデータを書き込もうとするとき、HDDでは「使わないデータの上に上書きする」という一回の作業でよいが、SSDでは「データを本当に消去する→そこに書き込む」という手順になる。手順がひと手間増えるのだ。

さらに、多くのフラッシュメモリは「読み書きはページ単位、消去はブロック単位」という仕組みを取っている。例としてページサイズ2kBブロックサイズ256kBといったフラッシュメモリの1ページを上書きする場合、最悪のケースでは残りの254kB分のデータキャッシュし、1ブロックを消去、上書きするデータキャッシュしたデータを合わせた256kBを書き込むという手順が必要になる。これはわずか1bitデータを書き換えるのに127回の読み出し、1回の消去、128回の書き込みが発生することに他ならない。

加えてほとんどの製品で複数チップの並列アクセスによる高速化がなされており、例えば8チャンネル並列アクセスの場合、ページサイズは16kB、ブロックサイズ2MBといった扱いになり、ランダムライトに対する効率が低下する。

新品時はブロックに順次書き込むだけで済むが、使用を重ねるにつれてブロック消去時のデータ退避に伴うオーバーヘッドが顕在化する。ちなみにJMicron製 JMF601/602 系列のチップは、このオーバーヘッドの顕在化によるアクセス急増に対して不足が摘されており、これがプチフリーズの一因とされている。他のメーカーの製品でも、フリーズに至らずとも、使用を重ねていくと新品時よりも明らか速度が低下したと言う情報ユーザーの間からも挙がり、き容量によって速度が変化するとイベントにおいて Intel 関係者が言していた。

ちなみにOSから論理フォーマットすることはフラッシュメモリチップの消去には繋がらず、これに対する解決法とはならない。根本的な解決策としては「Secure Erase」コマンドが挙げられ、これを行うことで SSD 上の全物理ブロックが消去され、新品時の速度を取り戻す事ができる。ただし「Secure Erase」コマンドは、搭載するコントローラチップが対応していなければ使用できず、使用するにもSSD製品メーカー提供しているメンテナンスユーティリティソフトを使用せねばならないなど敷居が高い。

そして新たな解決策として、「Trimコマンド開発された。

更に最近の製品ではき容量に余裕のある場合に一部の領域をSLC領域展開してアクセス速度を上げたりDRAMを載せたりシステムメモリの一部をSSDのキャッシュに割当てて速度低下を防いでいる。

Trimコマンド

Trim」とは「余計な部分を刈り取って整える」という意味であり、その名のごとく「こまめに不要なブロックを消去して整える」機であると思えばよい。

ユーザー削除したりOSアプリケーションが不要と見なして削除したデータは上記の通り「不要なデータ」という印がつけられるだけなのだが、その印がつけられた不要データOS動的にバックグラウンドで消去していく機である。これによって新たに書き込む際の処理が軽減され、またSecure Eraseコマンドなどを使用せずとも物理ブロック解放される。

上記「デメリット」の項で触れたように、WindowsではWindows 7から、MacintoshではOS X v10.7 LionからTrimコマンドを正式サポートMacintoshMAC OS X v10.6.7から、一部機種では対応していたらしい)しており、これ以後SSDの機低下は大きく軽減された。

ただし幾つか注意点もある。まずOSとSSDの双方が対応している必要があるので、SSD製品自体が古すぎる場合はOSが対応していても意味がない。

また、Macintoshでの注意点としては、2014年現在OS XApple純正SSD以外のSSDではTrimコマンドサポートしてくれない。換装した社外品SSDでTrimコマンドを有効化したい場合、Trim Enablerというサードパーティソフトウェアを使用する必要がある。

主な接続規格

SATA3

HDDの接続規格と同じ物である。2.5インチサイズのSSDを電ケーブルSATAケーブルで繋ぐ。シーケンシャル速度は規格上600MB/s出るが大体550MB/sの物が多い。

後述するM.2とべて価格は安めだが、速度はM.2ほど速くない。

古いPCのSSD換装や大容量のSSD向けといった感じ(最大で8TBの製品もある)。

ものすごく古いSSD(2000年代後半あたり)ではSATA2のもあるが中古でもど入手できないので省略

M.2

実質SSD専用の接続端子規格。細長いガム位の小ささのSSDをケーブルレスで接続でき、最近ではノートPCPS5でも採用されている

その小ささの割に2023年現在4TBまでの容量の製品が発売されている。

SATA接続の物とPCIe接続がある(ノートPCPS5PCIe接続)。

SATA(M.2)

こちらのインターフェース規格の物は先述の2.5インチSATAと同じ600MB/sくらいが上限 

こちらは明期の古い規格なので全体的に割高 これを選ぶくらいなら2.5インチのを選んだほうがマシ

PCIe(M.2)

2012年辺りから出てきたインターフェース規格。

Gen3.0の物でシーケンシャル3200MB/s出る。SATA接続の物の6倍の速度である。

Gen4.0だとX570マザーボード環境シーケンシャル6400MB/s~6500MB/sの速度が出る。(SATA接続の物の10倍以上の速度である。)

Gen5だとシーケンシャル10000MB/sをえるそうな(爆熱すぎてファンが必須で音らしい)。

発熱については昔は爆熱製品が多く気を使ったがGen3.0は最近の製品は控えめでノーヒートシンクで運用できるようになった。

Gen4.0については3500MB/sくらいの製品もGen3.0と似たりよったり。6400MB/s~6500MB/sの速度が出るやつはヒートシンクが必要かも・・・。Gen5.0は言わずもがな

なおOSレスポンスランダム速度で決まるので製品を選ぶ時はそちらで決めよう。

なおPS5PCと違い下位互換いのでGen3.0のSSDは認識しないのでGen4.0の物を用意しよう(速度がほぼGen3.0に毛が生えた程度なのにGen4.0対応のSSDがあるのもこの為)。

PCIe接続なのでスロットかったり足りなくなったらPCIeスロットに変換ボードを差して接続しよう。

この他IDE接続やPCIeスロット、U.2接続の物もあるが一般的な物ではないので省略

関連の製品

RAMディスク
SSDが通常使用しているフラッシュメモリではなく、PCメインメモリに使われるSDRAMスタック搭載し、不揮発化するバックアップを備えている。いわゆる「RAMディスク」をHDDのように扱う製品だが、コストパフォーマンスは非常に悪く(当時の価格で8000円/GB)、ごくごく一部のマニアの探欲を満たす製品でしかなかった。
ハイブリッドHDD
SSDは情報量1ビット当りの値段がHDDよりも数倍高い。この難点を回避しつつSSDの利点である高速性も得るために、「SSDとHDDのいいとこどり」のような製品も開発された。それが「ハイブリッドHDD」である。
基本はHDDなのだが、キャッシュ用にフラッシュメモリを搭載することで、SSD程ではないものの確実にHDDよりレスポンスを得られることができる。ただし、SSDの持つ「壊れにくい」という利点は薄まる(HDDへのアクセス回数が低減されるため、いくらかの寿命延長効果はあるかもしれない)。
ちなみに、小容量のSSDと大容量HDDの両方を積んで、ほぼ同様の事を行うこともある(というかむしろ、こちらの方が登場は先であった)。この2種両方を積む手法と上記のハイブリッドHDDを合わせて、「ハイブリッドディスク」もしくは「デュアルドライブ」と総称することもあるようだ。
これらの理由から、SSD搭載パソコンの多くはHDDも積むことで「OSプログラムファイルはSSDに、保存ファイルHDD」と使い分けることが推奨されている。
なお、「ハイブリッドHDD」とはパソコンメーカーパソコン流通業界、ユーザーなどが使用する通称であり、製造メーカーはそれぞれ別の正式名称を定めている場合もある。例えば東芝は「SSHD(ソリッドステートハイブリッドドライブ)」としている。
2020年代に入るとSSDの価格低下に伴いあまり見かけなくなった。

関連動画

 

関連項目

脚注

  1. *Intel・SamsungなどのSSDがどれぐらいの寿命なのか長期間の耐久テストで判明 - GIGAZINEexit 2014年6月のレポート。代表的な数社から販売されている人気SSD製品の耐久テストの結果、最も寿命が短かった製品でも700TBまで耐えた。これは毎日10GBの書き換えを行っても約190年持つ計算。「寿命が特に短い」とされるTLCタイプの製品では100TBくらいから少しずつ不良セクタが多くなりはじめるが最終的には900TBまで使用できている。

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170 ななしのよっしん
2022/10/12(水) 15:03:45 ID: r8FaMy0sDi
5年前は1TBSSDなんて数万が当たり前だったはずが今や一万円切るのが出ているのは本当に驚くね
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171 ななしのよっしん
2022/10/15(土) 03:10:19 ID: yOZPhtIf9b
BTOでもオプションHDDくなってSSDだけになってきたな
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172 ななしのよっしん
2022/11/04(金) 22:16:15 ID: GJDG0jOhi9
円安でストレージ系の部品が軒並み上がってて
全然手を付けられない…
メモリは別にすぐ必要ではないが
SSDは年内には欲しかっただけに
輸入品が高い円安だけはホントに何とかならないだろうか…
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173 ななしのよっしん
2022/11/23(水) 15:20:39 ID: rb3KsWnD6B
なんだ、M.2の話は一切書いてないのか・・・
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174 ななしのよっしん
2023/03/05(日) 20:28:45 ID: YAONnVk4ol
円安でも半導体がどっこも在庫抱えてるからおめやすい価格だと思うけど
サムスンチキンレース馬鹿みたいに量産してるからSSDは今後半年は買い時では?円安は解消するか分からんし
価格コム見たら今年入ってから円安関係なしにかなり下がってる
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175 ななしのよっしん
2023/06/12(月) 20:24:34 ID: qISPf20y8X
SSD破壊的耐久試験④ついに壊れた!WesternDigital Green
うどんの機材部屋
3.5万 回視聴
1 日前
https://www.youtube.com/watch?v=gz7StW10pEIexit
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176 ななしのよっしん
2023/07/26(水) 18:27:39 ID: yOZPhtIf9b
PC買うときか作るときはDドライブSSDだな
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177 ななしのよっしん
2023/10/03(火) 15:03:40 ID: Vlw6sdXJyA
>>170
今はそのお値段で2TBSSDが買えるんだぜ?
ちなHDDは同価格だと4~6TB
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178 ななしのよっしん
2023/10/05(木) 03:10:55 ID: eBPs9lQKG5
何らかの事情でデータが大量に必要な人以外はhdd不要の時代がもう来てるよね
ssdが本格的に登場して15年くらいだと思うけど、時代の変遷ははやいね。2010年頃に256gbくらいのssd手に入れて狂喜乱舞してたころがなつかしいわ
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179 ななしのよっしん
2024/02/08(木) 08:54:19 ID: 8vtiiEOCYv
数年前からSSDHDDの値段が逆転するといわれているが
まだまだHDD高いね
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