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SSD と HDD の比較: お客様に最適なのはどちらでしょう?

HDD の代わりに SSD を選択するメリットとデメリットについて説明します。ビジネス・ソリューションからゲームまで、SSD がコンピューターをどのように高速化するかをご確認ください。

SSD と HDD の比較:
HDD は、回転ディスクを使用してデータの読み書きを行う従来のストレージ技術です。
  • SSD は、HDD よりも高速で電力効率が高いです。
  • HDD は低価格ですが、SSD の価格も下がってきています。

    適切なストレージの
  • 選択は、容量やコストの比較だけではありません。コンピューターで使用するストレージの種類は、消費電力や信頼性などのパフォーマンスに影響します。検討すべき 2 つの主要なストレージ・オプションとして、ソリッド・ステート・ドライブ (SSD) とハードディスク・ドライブ (HDD) があります。それぞれの最適な使い方と比較方法を簡単にご紹介します。HDD とは

    HDD は、コンピューター内部に搭載されるデータ・ストレージ・デバイスです。内部には回転するディスクがあり、データは磁気的に保存されます。HDD には、ディスク上のデータを読み書きする複数の"ヘッド" (トランスデューサー) が付いたアームがあります。LP レコード (ハードディスク) とアームに取り付けられた針 (トランスデューサー) で動作するターンテーブル式のレコードプレーヤーの仕組みに似ていてます。

    HDD は、SSD よりも歴史が長く、レガシーなテクノロジーと考えられています。一般に、HD

    D はコストが低く、写真、ビデオ、ビジネス・ファイルなどの頻繁にアクセスする必要がないデータの保存に適しています。

    HDD は、2.5 インチ (ノートブック PC 向け) と 3.5 インチ (デスクトップ PC 向け) の 一般的なフォームファクターで提供されています。

    SSD とは?

    SSD は、内部にソリッドステート式のデバイスを使用しているため、ソリッド・ステートと名付けられました。SSDでは、すべてのデータが集積回路に格納されています。HDD とのこの違いは、特にサイズとパフォーマンスに大きな影響を与えます。回転ディスクを必要としない SSD は、板ガムくらいの形とサイズ (M.2 フォームファクターと呼ばれる) や、さらには郵便切手ぐらいまで小型化できます。容量 (保存可能なデータ量) の選択肢も豊富で、薄型ノートブック PC やコンバーチブル、2 in 1 といった小型デバイスにも柔軟に対応できます。また、SSD ではプラッターの回転開始を待つ必要がないため、アクセス時間が大幅に短縮されます。

    SSD のストレージ容量 (ギガバイト (GB) やテラバイト (TB)) あたりの価格は HDD よりも高いですが、年々、SSD の価格は HDD 以上のペースで下がってきているため価格の差も縮まってきています。

    ソリダイムSSD の写真
    SSD と HDD の比較: 速度

    SSD の人気が高まっている理由は、その速さです。 全体的に、SSD は、電気回路を使用しており、物理的な可動部品がないため、HDD よりも高速に動作します。 これによって、起動時の待ち時間が短縮され、アプリ起動時と負荷の高いコンピューティング・タスクタスク実行時の遅延が少なくなります。 例えば、インテル® SSD D5-P5316 は、15.36TBのエンタープライズ仕様の SSD ですが、その帯域幅は、7000 MB/s を超えます。 一方、同格の HDD である 14TB Seagate Exos 2x14 の帯域幅は最大 500 MB/s にとどまります。 違いはなんと 14 倍です。1 これらの速度の向上は、ログイン、アプリとサービスの起動待ち、サイズの大きいファイルのコピーなどのストレージ負荷が高いタスクの実行などのいくつかの場面でパフォーマンスの向上につながります。 HDD ではパフォーマンスが大幅に低下しますが、SSD では他のタスクを継続して実行できます。 速度は、データ送受信時に他のコンピューター・システムに接続するインターフェイスの違いにも影響されます。 SATA とか PCI Express (PCIe) とかのインターフェイス名をお聞きになったことがあると思います。 SATA は、古くて遅く、従来型の技術ですが、PCIe はより新しくより高速です。 PCIe インターフェイスを搭載した SSD は、データ転送のチャネルが多くなっているため、通常は SATA の HDD よりもはるかに高速になります。それは、1 車線の田舎道よりも 4 車線の高速道路の方が多数の車を走らせられるのと同じ理屈です。 コンピューターが速すぎるといって不満を言う人はいませんが、HDD で十分という場合はあります。 保存する必要があるファイルのサイズがテラバイト単位である場合、HDD はまだ低価格な選択肢ですが、SSD の価格は日増しに低下しており、NAND ダイあたりビット密度を高める新しい NAND 技術になりつつあります。 コンピューター・ストレージの選択は、データをコールドまたはホットと考えることで容易になります。 「コールド」データの例としては、毎日は見ないし、迅速なアクセスは必要ないけれどノートブック PC に保存しておきたい数年分の写真などが挙げられます。 HDD は、コールド・データに適した、コスト効率の高い選択肢です。反対に、リアルタイムの取引、ビデオと写真の編集を行うビジネスで、ファイル、ビデオ・クリップ、またはモデルのデータベースへの高速アクセスが必要となる場合、またはオペレーティング・システムの走行に必要なデータは、「ホット」と呼ばれます。 SSD の高速パフォーマンスは、データへの迅速なアクセスが最も重要な場合に最適な選択肢です。 SSD と HDD の比較: 耐久性 データはページ単位で書き込まれますがブロック単位で消去されるため、NAND SSD への書き込みによる摩耗の程度は、すでにドライブ上にあるデータの状態にも依存します。 比較的新しい SSD にシーケンシャル・データを書き込む際、データを効率的にドライブ上の連続する空きページに効率的に書き込むことができます。しかし、小規模なデータ・ブロックが更新される必要がある場合 (文書の改訂または数値の変更)、古いデータをメモリーに読み出して改訂し、ディスクの新しいページに書き込み直します。 廃止されたデータを含む古いページには無効の印がつけられます。 空きページがなくなった場合、これらの「無効」なページは、「デフラグ」または「ウェアレベルニング」と呼ばれるバックグラウンド・プロセスによって再度使用できるようにされます。 特定のブロックに含まれる既存の有効なページはすべて、まずドライブの他の空いている場所にコピーする必要があります。それによって、元のブロックには無効な廃止済みページのみが含まれている状態にします。  その後、元のブロックを消去して新しいデータを書き込むためのスペースを解放することができます。 ウェア・レベリングなどの内部 NAND 維持管理プロセスのため、書き込み増幅が発生し、SSD の内部書き込み量の合計が、単に新しいデータをドライブに保存するために必要な書き込み量よりも大きくなります。 書き込みが行われるごとに各 NAND セルがわずかに劣化するため、書き込み増幅は主な摩耗の原因の 1 つとなります。 内部プロセスによって、NAND SSD はドライブ全体に均等に摩耗は分散されます。 しかし、書き込み負荷が大きいワークロード (特にランダム・ライト) により、書き込み増幅が大きくなるため、NAND SSD は他の入出力 (I/O) パターンよりも速く摩耗します。 幸い、SSD ドライブ耐久性レベルは必ず、最悪のランダム・ライト・パターンを想定して指定されています。 例えば、ドライブが 1 日 1 回の Drive Write を行うことができると書かれていた場合、それは、ドライブの保証期間中 (通常 5 年)、毎日一回のランダム ライトの方法で使用しても、少なくともドライブの全容量に相当する量のデータを書き込める、という意味です。 対決:SSD 対 HDD 容量については、コンピューター用の SSD は 120GB ~ 30.72TB の容量があるのに対し、HDD は 250GB ~ 20TB となっています。容量あたりのコストについては、HDD が勝っていますが、SSD の価格が低下してきているため、今後 HDD の差別化要因としては存在感は薄まるでしょう。 しかし、SSD ではサーバーあたりもっとたくさんの作業ができるため、より少ない機器 で HDD と同じ出力が得られます。結果は? SSD の方が TCO (総所有コスト) は低いです。 信頼性とは、データが意図されたとおりに破損することなく保存されるかどうかを意味します。一般的に、SSD は、HDD よりも高い信頼性があります。繰り返しになりますが、可動部品がないからです。 可動部品がないため、SSD は振動や関連する熱問題に影響されないためです。 SSD は、一般的に、データ・アクセスがはるかに高速で、デバイスが頻繁にアイドル状態になるめ、消費電力がより少なくバッテリーがより長持ちします。HDD には回転ディスクがあるため、SSD よりも起動時により多くの電力を必要とします。SSD の HDD に対するコスト削減効果SSD のパフォーマンスは、HDD よりもはるかに優れていることはお分かりいただけたと思います。SSD の信頼性上の利点については、十分に理解されていると思います。これらの本質的な利点を考えると、SSD はパフォーマンスのためのレプリケーションを必要とせず、一般的に信頼性のために必要なレプリケーションははるかに少なくなります。SSD のパフォーマンスが高まることで、HDD よりもはるかに効率的なデータ削減方法にも貢献します。データ削減率は、必要な物理ストレージに保存されるホスト・データの割合です。50% は、データ削減率 2:1 に相当します。データ削減により、ユーザーは物理ハードウェア上よりも多くのデータを保存できるため、結果として有効な容量が増加します。圧縮技術と重複排除技術によって、「使用可能な容量」の要件を満たすために必要な生のストレージ容量を大幅に削減できます。 最新のアルゴリズムは、SSD 用に最適化されており、パフォーマンスを活用して、高いデータ削減率 (DRR) を実現し、アプリケーション・パフォーマンスを高めます。例えば、Facebook の ZSTandard 圧縮アルゴリズムでは、HDD の読み書きよりもはるかに速い速度で圧縮と解凍が可能になります。また、VMware vSAN では、圧縮と重複解除がオールフラッシュ構成でのみ 提供されます。

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