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SSD


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曖昧さ回避

SSDとは、略語の一種である。

  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。
  2. 作曲飯吉新公式サイトSHIN SOUND DESIGN)の略称。 → SHIN SOUND DESIGN[外部]
  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』に登場する宇宙船 → 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

本項では1について述べる。

[画像を見る]


概要


SSD(Solid State Drive)とは、半導体メモリ(基本的にフラッシュメモリ)を記憶媒体として用いた記録装置であり、HDDと同じ接続インタフェース(ATA規格)で利用できるようになっている。

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。

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。


HDDと比較した場合のメリット/デメリット


以下のような特徴をもつ。そのため「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。

しかし現在では、技術の向上によって、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ていた「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。

メリット

デメリット

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分のデータをキャッシュし、1ブロックを消去、上書きするデータと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1ビットの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コマンドが開発された。


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が解放される。

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。


関連の製品


RAMディスク
以前はPCメインメモリと同じSDRAMスタック搭載して、不揮発化するバックアップを備えた製品があった。いわゆる「RAMディスク」をHDDと同様に扱うためのものだが、これも定義に照らし合わせればSSDと呼べるだろう。
しかしながら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
上記のように、SSDは保存可情報量1ビット当りの値段がHDDよりも数倍高くなってしまう。この難点を回避しつつSSDの利点である高速性をも得るために、「ハイブリッドHDD」という、いわば「SSDとHDDのいいとこどり」のような製品も開発されている。それが「ハイブリッドHDD」と呼ばれるものである。
これは基本はHDDであるのだが、キャッシュ用にフラッシュメモリを搭載している。それを利用することにより、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。ただしデメリットもあり、基本はHDDであるため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SSDとHDDの両方を積むことで「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。

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最終更新日: 18/11/23 10:59
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