自作PC「ストレージ関連用語一覧」のご紹介
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自作PC「ストレージ関連用語一覧」のご紹介
自作PC「ストレージ関連用語一覧」をご紹介します。
| 用語 | アルファベット かな |
| 2TBの壁 | 0～9 |
| AFT | A |
| BigSectorビッグセクター | B |
| CAV | C |
| eSATA | E |
| exFAT | E |
| Eブロック | E |
| FATファイルシステム | F |
| FAT12 | F |
| FAT16 | F |
| FAT32 | F |
| FTL | F |
| GiB | G |
| GMR | G |
| GPT | G |
| HDD | H |
| IDE | I |
| iSCSI | I |
| JBOD | J |
| M.2 | M |
| MBR | M |
| MiB | M |
| MLC | M |
| NAND型フラッシュメモリ | N |
| NAS | N |
| NCQ | N |
| NTFS | N |
| NVMe | N |
| OROM | O |
| PCAV | P |
| QLC | Q |
| RAID | R |
| RAID1 | R |
| RAID2 | R |
| RAID3 | R |
| RAID4 | R |
| RAID5 | R |
| RAID6 | R |
| 冗長性を持たないRAID | R |
| rpm | R |
| S.M.A.R.T. | S |
| SCSI | S |
| SCSI-2 | S |
| SCSI-3 | S |
| SDHC | S |
| SDIO | S |
| SDXC | S |
| SDメモリーカード | S |
| Serial ATA | S |
| Serial ATA II | S |
| Serial ATA(SATA) Revision 3.0 | S |
| Serial ATA 3.0の強化点 | S |
| SLC | S |
| SLCキャッシュ | S |
| SMR | S |
| SSD | S |
| SSHD | S |
| SIMD | S |
| TBW | T |
| TLC | T |
| TMR | T |
| Trim | T |
| Ultra ATA | U |
| アーム | あ |
| アクチュエータ | あ |
| ウェアレベリング | あ |
| ガーベージコレクション | か |
| 回転制御方式 | か |
| 仮想メモリ/仮想アドレス | か |
| クローニング | か |
| サーマルスロットリング | さ |
| サーマルパッド | さ |
| シークタイム | さ |
| シーケンシャルアクセス | さ |
| 垂直磁気記録 | さ |
| スピンドルモーター | さ |
| プチフリーズ | は |
| プラッタ | は |
| ブロックコピー | は |
| ヘッド | は |
| ヘリウム充填(封入) | は |
| ポートマルチプライヤー | は |
| 流体軸受け | ら |
2TBの壁
2TBの壁とは、PCストレージで2TBを超える領域を管理しようとすると発生する制限のことです。この制限の代表例が、2TB以上のパーティションが作成できない、2TB以上の領域を使用できなくなる、2TB以上のパーティションからOSを起動できないといった現象です。
「2TBの壁」の原因
この問題が発生する原因は、パーティション情報などの管理を行なう「MBR」(MasterBootRecord)で管理できる論理セクタの最大数が「2の32乗個」(4,294,967,296個)であることが原因です。
一般的なストレージは、1セクタ512Bを採用していますが、これを前提とするとMBRで管理できる最大容量は「512B×4,294,967,296=2TB」で、これを超える領域は使用できません。
2TB以上は「GPT」で管理
この問題への対処は、MBRではなく「GPT」(GUIDPartitionTable)」で管理すれば解決します。GPTは、WindowsXP64bit版およびWindowsVista以降でサポートされており、EFI対応のBIOSとOSでなければ起動できないという制限はありますが、ユーザーのデータ領域としては問題なく使用できます。
また、RAIDなどを使用している場合は、2TB未満の論理ボリュームをOS起動用に使い、2TBを超える論理ボリュームをデータ用に割り当ててGPTで管理することができます。 尚、OSによっては、32bitLBA(LogicalBlockAddressing)のリード/ライトコマンドまでしか対応していない場合があり、32bitLBAでも2の32乗個までの論理セクタしか指定できないため、MBRと同じく2TBの制限が発生します。
AFT（AdvancedFormatTechnology）
WesternDigitalが導入したHDDの拡張フォーマット技術。1セクタのサイズを4,096byteに拡張することでデータの実質的な記録密度をアップさせるとともに、従来の512byteセクタ方式をエミュレートすることでOSなどに特別な変更なしに利用できるようにしたもの。
WindowsXPでフルパフォーマンスを発揮させるには専用ソフトの導入が必要です。
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BigSectorビッグセクター
HDDでかつて一般的だった「512B/セクタ」よりも大きいセクタサイズを採用する規格。LongSectorとも呼ばれ、米国の業界団体「IDEMA」が、「BigSector」という名称でHDDのセクタサイズを「4KB/セクタ」へ拡大することを推進していました。。
ビッグセクターのメリットとデメリット
BigSectorは、エミュレートデバイスとネイティブデバイスが定義されています。エミュレートデバイスは、内部では4KB/セクタで管理を行なうが、ホストからは従来の512B/セクタで使えるように設計したデバイス。
従来のアプリケーションがそのまま使用できる点はメリットですが、WindowsXPなどの4KB/セクタでの管理を考慮していないOSで使用する場合は、パーティションアラインメントの調整を行なわないと大幅なパフォーマンス低下が発生するというデメリットもあります。
WesternDigitalの「AFT」(AdvancedFormatTechnology)を採用したHDDは、このエミュレートデバイスです。一方、ネイティブデバイスは、文字どおり4KB/セクタですべての管理を行なうデバイスです。
2010年頃からHDDメーカー、BigSectorへの移行を進める
セクタサイズが変更されるためOSの対応が必要になりますが、従来のMBRで管理を行なえる点がメリット。WindowsVista以降は4KB/セクタに対応し、HDDメーカー各社は2010年頃からBigSectorへの移行を進めています。
CAV（ConstantAngularVelocity）シーエーブイ
ディスク回転が一定のため等角速度、角速度一定とも呼ばれ、FDや旧式のHDD、128MBのMOなどで用いられていました。
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CAVの特徴
内外周ともに同数のセクタを配置するため使用効率は悪いのですが、シンプルでランダムアクセスは高速に動作することが特徴です。
eSATA（external Serial ATA）
SerialATAの基本仕様はそのままに、外付けデバイスに利用できるよう、ケーブルとコネクタの仕様を規定した拡張規格。
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eSATAの仕様規定
外付けデバイス用のインターフェースとして、多くの挿抜回数に耐える堅牢性と、EMI/ESD(電磁妨害/静電放電)対策を盛り込んだシールド付きの新しいコネクタとケーブルの仕様が規定されています。
一般的な7ピンタイプの外付けコネクタ(シングルレーンの外部コネクタ)は、内部用のようにL字形の成形がないことからIコネクタと呼ばれ、ケーブル長の仕様も内部用の1mに対し2mまで延長されています。
exFAT（extended FAT）
Windows VistaSP1以降やSDXCメモリーカードで採用されているファイルフォーマット。従来のFATファイルフォーマットよりも最大容量などが大幅に強化されています。
Eブロック
HDDを構成する部品のうち、アームの基部。
FATファイルシステム（File Allocation Table File System）
Microsoftが開発したWindowsやMS-DOSなどで使用されているファイルシステム。
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FATファイルシステムの構成
FATファイルシステムは、クラスタの状態を記録する管理テーブルと、ルートのファイル名などを格納するディレクトリ領域、データ本体を格納するデータ領域で構成されます。
FATの役目
このデータ領域の使用状態を格納するのがFATの役目で、次のクラスタ番号もしくは、ファイルエンドなどを示す特別な値を1エントリーに格納します。FATファイルシステムでは、ここに格納できる値の大きさによって、使用可能なクラスタ数の上限が決まっています。
FAT12
MS-DOSが最初に採用した12bitのファイルシステム。予約値を含む管理可能なクラスタ数は4,096個。最大クラスタサイズは32KBなので、管理可能な最大容量は128MBと計算できます。当時はまだセクタ数の管理を16bitで行なっていたため、実際は32MBに制限されていました。
FAT16
MS-DOS3.0でサポートされ、管理クラスタ数は6万5,536個(予約値を含む)に拡大。MS-DOS4.0ではセクタ管理が32bitとなり、32KBクラスタで2GBをサポート。NT系のOSでは、64KBクラスタにより4GBまでをサポートし、これを俗にFAT64と言われていました。
FAT32
Windows95 OSR2から追加された。アドレッシングに28bit分を使用し、32KBクラスタで8TBが上限。古いディスクBIOS(INT13)では、制約から8GBが上限になります。
この制限を超えるため、28bitのLBA(LogicalBlockAddress)で管理する「拡張INT13」が用意され、これは俗にFAT32X(FAT16は、FAT16X)とも呼ばれ、128GBまで利用でき容認あります。
48bitのLBAでは、32bitでのディスクセクタ管理の上限である2TBまで利用可能。
FTL（Flash Translation Layer）エフティーエル
SSD内部で利用される専用のファイルシステム。SSDのデータ記録媒体として使用されるNAND型フラッシュメモリは、書き換え回数に上限があり、データの上書きが行なえないという制限がある上に、データの書き込み/読み出しを「ページ」と呼ばれる単位で行ない、消去は複数のページをまとめた「ブロック」と呼ばれる単位で行います。
これらのNAND型フラッシュメモリの特性を考慮した管理を行なうための仕組が「FTL」です。
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FTLの機能
FTLの機能は多岐におよび、どの物理ページにどの論理アドレスのデータを格納したかなどのアドレス管理、フラッシュメモリの不良ブロックの管理、エラー訂正、同じページ(物理アドレス)を頻繁に書き換えないように書き換え回数を平準化するウェアレベリング、複数のNAND型フラッシュメモリの並列動作、ガーベージコレクションなどが主な機能。
FTLのアルゴリズムは、SSDの性能を左右する重要な技術と言えます。
GiB（GibiByte）ギビバイト
コンピュータ関連のデータ量を表わす際に使う単位。10の9乗(=1,000,000,000)であるG(Giga)Bに対し、1GiBは2の30乗(1,073,741,824)Bを表わします。
GMR（Giant Magneto Resistive）ジーエムアール
HDDの再生用磁気ヘッドに用いられる、磁気抵抗効果の方式。従来のMRヘッドの数倍の高出力が得られるため記録密度を上げることができます。
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GPT（GUID Partition Table）ジーピーティー
HDDの記憶領域を分割し、物理的なドライブ内に複数の論理的なドライブを作成・配置する規格の一つ。Intelが提唱するOSとファームウェア間のインターフェース規格、EFI(ExtensibleFirmwareInterface)の一部で、従来のBIOSがサポートしていたMBR(MasterBootRecord)方式のパーティションに代わる新しい管理方式を提供します。
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MBR方式、2TBの壁
MBR方式では、パーティション情報を格納するエントリーが4個に制限されており、1台のディスクに最大4個のプライマリパーティション、または3個のプライマリパーティションと内部を複数の論理ドライブに分割できる1個の拡張パーティション、という構成を採ることができましたが、セクタのアドレス管理が32bitであるため、ボリュームサイズが最大2TBに制限されます。
2TBを超えるGPT方式
GPT方式では、アドレスは64bit管理となり、2TBを超えるボリューム(Windowsでは最大18EB[エクサバイト、1EB=1,024PB=1,048,576TB])をサポート。パーティション情報のエントリーが128個に拡張されているほか、CRC(Cyclic Redundancy Check)によるチェック機能やパーティション情報のバックアップにより、信頼性を高めています。
GPT方式のパーティション
GPT方式のパーティションは、MBRを前提としたシステムやツールからは、ディスクの状態がまったく把握できないので、ディスクの先頭には、MBR互換の情報を配置し、ディスク全体がGPTパーティションであるとの情報を格納しています。
これをプロテクティブMBRと言い、GPTが認識できない、もしくは操作できないシステムやツールからGPTディスクを保護します。
GPTを識別できるがMBRしか操作できないツールでは、これを「GPT保護パーティション」と呼んでいます。
HDD（Hard Disk Drive）
コンピュータの外部記憶装置。密閉容器中で高速回転する磁気ディスク、ヘッド、モーター、制御回路が収められています。
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IDE（Integrated Device / Drive Electronics）アイディーイー
IDEは、Compaq(HPに買収)が中心となって開発したHDDのインターフェース規格。現在のIDEは、これをもとに、ANSIで標準化した内蔵デバイス用の汎用インターフェースで、正式名称をATAとも言いますが、一般的にはATAも含めてIDEと呼んでいます。
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始まりは、Compaqの開発したローカルな規格
HDDの接続に欠かせなかったATA/IDEは、もともとは、Compaqが自社のPC用(最初に搭載したのはPortable III)に開発したローカルな規格でした。だが、その高性能ぶりが受けて、各社が次々に追従。
ANSIの標準規格に認定される
1988年には、標準化を推進するCAM(Common Access Method)委員会が結成され、正式なATA規格を策定。後に、ANSI(American National Standards Institute)の標準規格として認定されることになります。
初期のディスクアダプター
ST506を代表とする初期のディスクアダプターは、ディスクコントローラの機能までになっており(FDDのコントローラも同じ)、インタフェース上では、デバイスレベルの信号をやり取りする方式でした。
これに対し、ディスクコントローラをドライブ側に持たせ、現在のホストアダプタとコントローラのインターフェースというスタイルを採ったのがIDEです。
IDEの仕様
電気的には、96ピンのISAバスからHDDに不要な信号を省略した40ピン仕様が基本になっており、一つのホストが2台のHDDをコントロールします。
現在一般に使われているのは、その後のさまざまな拡張が盛り込まれたもので、2ホスト4デバイスに対応。大容量ドライブをサポートするためのLBAやディスクドライブ以外のデバイスをサポートするための拡張プロトコルATAPI(AT Attachment Packet Interface)、高速転送を行なうためのUltraDMA(Ultra ATA)などの機能をサポートしています。
2000年代、IDE系からSerial ATAへと徐々に移行
2000年代前半からHDDのインターフェースはIDE系からSerial ATAへと徐々に移行し、IDE対応HDDの新製品がリリースされることもなくなっていきます。
現在では旧型のIDE HDDを現行のPCで利用するためのインターフェース拡張カードやUSB-IDE変換アダプターで採用されています。
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iSCSI（Internet Small Computer System Interface）アイスカジー
IETFによって標準化された、TCP/IPを使ってSCSIパケットをやり取りするためのプロトコル。
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JBOD（Just Bunch Of Disks）ジェイビーオーディー/ジェイボッド
複数のディスク(主にHDD)を一つの大容量ストレージとして扱うディスク技術。Spanning(スパンニング)とも呼ばれます。
多くのRAIDコントローラがサポートしているためRAIDの1種のように扱われることもありますが、厳密にはRAIDではない。
M.2エムドットツー/エムツー
内蔵カードの端子および形状を定めた規格の一つ。現在は内蔵用SSDに使われる例が多い。
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自作PCでよく使用されるM.2SSD仕様
対応するインターフェース、カードの幅/長さ、端子の切り欠きの位置などに複数の規定がありますが、自作PCでよく使用されるM.2SSDの場合は、インターフェースはSerial ATAもしくはPCI Express(通信プロトコルはNVMe)、幅22mm、長さは80mm、切り欠き位置を示すKeyはMまたはB+Mという仕様が一般的。
MBR（Master Boot Record）エムビーアール
PCなどの外部記憶装置で、起動時に最初に読み込まれる領域。システムが存在する位置などの情報が記録されています。
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MiB（Mebi Byte）メビバイト
コンピュータ関連のデータ量を表わす際に使われる単位。10の6乗(=1,000,000)であるM(Mega)Bに対し、1MiBは2の20乗(1,048,576)Bを表わします。
MLC（Multi-Level Cell）エムエルシー
広義ではNAND型フラッシュのメモリセルのうち、一つのセルに多bitを記憶するタイプを指しますが、自作PC向けのSSDにおいては慣例的に一つのセルに2bitを記録するタイプを指すことが多いです。
現在、PC用のSSDにおいては、TLC採用製品よりも速度、耐久性を重視する一部の高級モデルで採用されています。
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NAND型フラッシュメモリ（NAND-type flash memory）
NAND回路を使用した、電気的に一括消去・再書き込みが可能な不揮発性(電源を切ってもデータが消えない)メモリ。単にNANDと呼ばれることも。
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フラッシュメモリの仕組み
フラッシュメモリは、フローティングゲートと呼ばれる絶縁膜に覆われた記憶領域に、絶縁膜を越えて電荷を注入・引抜することにより書き込みと消去を行ないます。消去をセル単位で行なうと部品数が増大して、集積度が悪化、そして高価になるため、東芝在職時代の舛岡富士雄氏が「一括消去」という概念を導入し、フラッシュメモリと名付けました。
回路構成の異なるNAND型とNOR(ノア)型
主なフラッシュメモリには、回路構成の異なるNAND型とNOR(ノア)型があり、いずれも消去はブロック単位で行なわれます。
NAND型の特徴
NAND型は、複数のセルを直列につないでラインを共有するシンプルな構造で、ブロックよりも小さなページ単位ながら読み書きも一括して行えます。 ランダムアクセスは苦手ですが、集積度が高く安価なため、メモリカードなどに広く使われています。
NOR型の特徴
一方のNOR型は、個々のセルにラインを接続した構造でアドレス線を持つため高価だが、高速なランダムアクセスが行なえるのが特徴。主にプログラム格納用のメモリとして使われています。
NAS（Network Attached Storage）ナス
通常のサーバーからファイルサーバー機能を分離し、専門に処理させるネットワークストレージ技術。
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NCQ（Native Command Queuing）エヌシーキュー
ネイティブコマンドキューイング。複数のコマンドをバッファリングし、最適な順番で処理していく機能。SerialATAの拡張機能として追加されました。
パラレルインターフェース時代の古いATA規格について
パラレルインターフェース時代の古いATA規格(PATA)は、デバイスにコマンドを送り、その実行が完了すると次のコマンドを送る仕様でした。ディスクの「外周内周→外周」という順でアクセスが発生する場合でも、個々のコマンドを順番どおりに発行して実行の完了までを繰り返すことになります。
コマンドをまとめて(あるいは結果を待たずに次々と)発行してキューに格納できれば、デバイスはコマンドを並び換えて最適なアクセス方法を採ることができます。
ヘッドがディスクの外周にあるなら「外周→外周→「内周」の順に、内周にあるなら「内周→外周→外周」の順にアクセスすれば、最小のシークで効率よく処理できます。セクタ順も考慮すれば、回転待ち時間も最小に抑えられます。
TCQをサポートしていた「SCSI」
なおSCSIでは、早くからこの機能(TCQ: Tagged Command Queing)をサポートしており、ATA/ATAPI-4以降のPATAでもTCQをサポートしたが、PATA TCQではコマンドごとにハンドシェイクや割り込みが発生する効率の悪い面も。
Serial ATAのNCQについて
Serial ATAのNCQはSCSI TCQをシンプルにしたもので、複数の結果を連続して受け取ることができ、オーバーヘッドも最小限に抑えられています。
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NTFS（NT File System）エヌティーエフエス
Microsoftが開発し、1993年にリリースされた最初のWindowsNT(3.1)に搭載されたファイルシステム。
NTFSの特徴
FATファイルシステムの代替として設計され、Unicodeを使ったロングファイルネームのサポート、アクセス制御、64bitでのファイル・ディスク管理などの機能を提供します。また全ファイル/ディレクトリを一元管理したデータベースとなっているMFT(MasterFileTable)により、拡張性の高いメタファイルでファイルシステムを実現する点も特徴。
機能拡張版「NTFS4」「NTFS5」
WindowsNT4.0からWindows2000への移行時に大幅に機能が拡張され、前者がNTFS4、後者はNTFS5またはNTFS2000と呼ばれることが多い。
NTFS5ではファイルの暗号化やディスククォータ、ジャーナル機能などをサポートする。WindowsXP以降では、これをリファインしたNTFS5.1が使われています。
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NVMe（Non-Volatile Memory express）エヌブイエムイー
Non-Volatile Memory Expresso NVM Expressとも。PCI Express上でデータをやり取りするためのプロトコルの一つで、ストレージの接続に用いられる。
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NVMeの性能
従来のSerial ATA + AHCIがHDDを前提に最適化されたものであったのに対し、PCI Express + NVMeは、フラッシュメモリ(=不揮発性メモリ)を搭載したストレージ、つまりSSDなどでの利用に最適化されている。並列処理、マルチスレッド性能に優れています。
物理的なインターフェースは、PCI Expressカードスロット、M.2、U.2がある。自作PCで一般的なのはM.2。
OROM（OptionROM）オーロム
ビデオカードやLANカード、RAIDカード、SSDなどの拡張カードに格納されているファームウェア。システムの初期化・起動時に読み込まれる。
PCAV（Partial Constant Angular Velocity）ピーシーエーブイ
CLVをデータディスクとして利用する場合には、回転数を上げて高速に転送する手法も用いられていますが、回転数の向上に従って、外周では転送速度が上がり過ぎ、安定動作が望めなくなります。
そこで、内周から一定半径まではCAVで、その後はCLVで転送速度を一定に抑えるミックス方式がこの方式です。
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QLC（Quadruple Level Cell）キューエルシー
NAND型フラッシュメモリの種類の一つ。一つのセルに4bitのデータを保存することができますが、書き換え可能回数の面ではTLCよりも不利。書き込み速度も遅いため、部領域を疑似的にSLCとして使う「SLCキャッシュ」技術によって性能向上を図った製品が多い。
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RAID（Redundant Arrays of Inexpensive(Independent) Disk）レイド
複数台のディスクドライブを利用し、ディスクの容量や高速性、信頼性を上げる技術。RAIDが提唱された論文では、構成の異なる以下のような五つのモデル(レベル1からレベル5)が定義されています。
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RAID1
常に同じ内容を、2台のディスクに書き込んでおく方式で、ミラーリング(Mirroring)とも呼ばれています。データを完全に二重化するため、ディスクの使用可能容量は半分になってしまいますが、一方がダウンした際には、ペナルティなしで継続稼働が可能。
RAID2
ミラーリングの欠点であるディスク容量の効率の悪さをカバーするため、エラー検出訂正用のハミングコード(HammingCode)を用いる方式。一般には使われていません。
RAID3
複数台のデータディスクと、エラー訂正用のパリティデータ(ダウンしたデータディスクのデータを算出するための符号)を格納するディスク1台で構成。データを、バイト単位に分割して各ディスクに分散して書き込みます。冗長分は、常にディスク1台分だけなので、ミラーリングよりも効率的。
RAID4
RAID3と同じ構成ですが、I/Oレートを向上させるために、データを各ディスクにブロック単位に分散して書き込みます。一般には使われていません。
RAID5
パリティ専用のディスクは持たず、データとパリティを複数台のディスクにブロック単位に分散して書き込む方式。構築には最低3台のディスクを必要とします。パリティ用に1台分相当の容量が必要になるので、使用効率はRAID3/4と同等。パリティも分散するため、I/OレートはRAID4よりもさらに向上します。
RAID6
RAID5の信頼性をさらに高めたもの。パリティを二重化することで2台のディスクが同時に故障してもデータの救済が可能になります。ただし、パリティ用に2台分相当の容量を必要とし、RAID5よりも書き込み速度は低下します。
冗長性を持たないRAID
信頼性を上げるための冗長性は持ちませんが、複数のドライブに分散書き込みを行なうことによって、高速性と大容量を実現するタイプもよく使われています。
「RAID0」と「RAID10」
いわゆるストライピング(Striping)と呼ばれるタイプで、これをRAID0と言い、耐障害性も高めるために、ストライピングにミラーリングを組み合わせた「RAID0+1(0&1)」あるいは「RAID10」と呼ばれるタイプもある。
市販のRAIDコントローラの中には、JBOD(JustBunchOfDisks)という機能を備えたものも多く、ストライピング同様、複数のHDDを一つの大容量ディスクとして利用できるようにするものですが、ストライピングと違って分散書き込みは行ないません。
ストライピング行なうためには
ストライピングを行なうためには、すべてのディスクを同じ容量にするか、容量が異なる場合には、最も容量の小さなディスクに合わせることになります。
ディスクの総容量をムダなく利用できる「JBOD」
例えば「100GB+100GB」は高速な200GBのディスクになりますが、「100GB+50GB」は高速な100GBのディスクになってしまい、50GBのムダが生じます。JBODの場合には、前者は200GBの、後者は150GBの普通のディスクというように、ディスクの総容量をムダなく利用できます。
rpm（revolutionsperminute）アールピーエム
ディスクなどの回転系における、1分あたりの回転数。
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S.M.A.R.T.（Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology）
HDDの自己管理解析報告機能。対応ドライブとコントローラでは、ドライブの状況や総合的な診断情報を得られます。
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SAS（Serial Attached SCSI）サス
シリアルインターフェースのSCSI規格
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SCSI（Small Computer System Interface）スカジー
ANSI(American National Standards Institute:米国規格協会)で標準化された汎用インターフェース規格。コンシューマ向けのPCではSerialATAが一般化する前の時代まで高速HDDや光学ドライブなどのインターフェースとして用いられてきました。
SCSIは、Shugart Associatesが開発したSASI(Shugart Associates System Interface)というHDDインターフェースをもとに、ANSIで標準化された汎用インターフェースです。
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1986年、SCSI-1を規定
1986年にリリースされた最初の規格(SCSI-1)では、コマンド転送に使われている基本的な転送モードである非同期転送モードと、一般的なデータ転送に使われている同期転送モードを規定します。
前者は、タイミングを取り合いながら転送する方法で、オーバーヘッドが大きく、転送速度は最大で約1.5MB/sに制限されます。後者は、あらかじめタイミングクロックと応答を待たずに先送りできるクロック数を決めておき、その範囲内で連続転送を行なうモードで、最初の規格では、200ns(5MHz)のクロックを採用。最大5MB/sの転送速度でした。
SCSI-2（Small Computer System Interface-2）スカジーツー
バス幅と同期転送のタイミングが拡張されたSCSIの上位規格。バスは従来の8bitに加え、16bitや32bitを追加。タイミングクロックは、半分の100nsに短縮したFast-10が加わり、前者はWide SCSI後者は、Fast SCSIと呼ばれていました。
転送速度は8bitバス(いわゆるNarrow SCSI)なら10MB/s、16bitのWide SCSIは20MB/s。
SCSI-3（Small Computer System Interface-3）スカジースリー
この規格からSCSIは、さまざまな物理層とプロトコルを統合する規格に改められ、これまでのパラレル仕様のSCSIは、SPI(SCSI-3 Parallel Interface)として発展していくことに。
このSPIの拡張規格として1996年に承認されたFast-20は、タイミングを半分の50nsに縮めた高速版で、一般にはUltra SCSIと呼ばれていました。
SPI-2について
SPI-2では、バスにLVD(LowVoltageDifferential:低電圧の平衡型)インターフェイスが新たに加わり、LVD上でクロックをさらに半分(25ns)にしたFast-40を規定。一般にUltra2 SCSIと呼ばれているタイプで、最大転送速度は8bitバスで40MB/s、16bitバスで80MB/s。
SPI-3について
SPI-3では、クロックの両エッジを使って転送するDT(Double Transition)を追加。Ultra2 SCSIと同じクロックで、転送速度が2倍に向上するこのモードをFast-80と言う。一般にはUltra3 SCSI 16bitバスのWide SCSI版は、Ultra 160 SCSIと呼ばれているタイプ。
SPI-4について
SPI-4ではクロックを半分の12.5nsに短縮したFast-160モードが、SPI-5ではさらに半分の6.25nsに短縮したFast-320モードが追加されます(いずれもDT)。16bitのWide SCSIの転送速度から、それぞれUltra 320 SCSI、Ultra 640 SCSIと呼ばれていました。
SDHC（SD High Capacity）エスディーエイチシー
SDA(SD Association)が2006年にSD規格Ver2.00として策定した、大容量化を実現するSDメモリーカードの新規格。
SDHCホストデバイス(コントローラ)は従来のSD規格もサポートしています。ただし、旧規格のホストデバイスではSDHCカードを使用することはできません。
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SDIO（SD Input / Output）エスディーアイオー
SDメモリーカードのインターフェースを使い、無線LANやBluetooth、GPSなどの各種入出力機器をサポートするための規格。
カードスロットの物理的・電気的仕様はそのままに、I/O機能を持たせた規格で、カード装着時にメモリカードかI/Oカードかが自動的に識別されます。
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SDXC（SD(SecureDigital) Memory Carde Xtended Capaty）エスディーエックスシー
SDHCよりも大容量、高速転送を実現可能にするためのSDメモリーカードの拡張規格。形状とピン配置をSDHCから継承することで上位互換となっており、SDXC対応機器では旧来のSD/SDHCメモリーカードも利用できます。
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SDメモリーカード（SD(SecureDigital) Memory Card）
東芝、パナソニック、SanDiskが共同で開発し、SD Association(SDA)が推進する、セキュア機能を持つ小型メモリカード規格。フラッシュメモリを使った小型記録メディアの一つで、2000年に最初の製品が発売されます。
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SDメモリーカードの仕様
形状は24×32×2.1(W×D×H)mmと、SanDiskが開発したMMC(MultiMediaCard)と同形でやや厚め。同じスロットを使ってMMCをサポートすることも可能。MMC同様、各種コントローラモジュールを組み込んだI/Oカード(SDI/OCard)の機能もサポートし、各種インタフェースカードや通信カードなどにも応用することが可能。
2003年には、携帯電話市場向けにさらに小型化した(21.5×20×1.4mm)miniSDカードをリリース。サイズが縮小され、 将来の拡張のために2本のピンが新たに追加されました。他は従来どおりの仕様であり、 専用アダプターを介してSDメモリーカード機器に装着す ることもできます。
Secure Eraseセキュアイレース
HDDやSSD内のデータを完全消去するためのATAコマンド。正式には、「ATASecurityEraseUnit」コマンドと呼ばれています。
SSDでの「SecureErase」コマンドの実行
SSDでこのコマンドを実行すると内部に記録されたデータは、一括消去(イレース)され工場出荷時の状態に戻されます。このため、SSDにおいては、初期速度を回復するための方法として利用されています。
「SecureErase」の対応状況
初期のSSDでは、このコマンドに対応しない製品も存在していましたが、現在のSSDではすべての製品が対応しています。SecureEraseの実施は、このコマンドの送信に対応したソフトを利用して行なわれます。
「SecureErase」コマンドは、HDDでも利用できる。HDDで利用した場合は、データの読み出しが簡単に行なえないように全領域の上書きが実施されます。
Serial ATAシリアルエーティーエー
シリアルインターフェースを使ったATA規格。「Serial ATA Working Group」が2000年に発表、2001年に最初の規格をリリース。従来のATAは、16bitのデータ線を持つパラレル転送方式のインターフェースで、物理的には、制御線やグランドを含む40ピンのインターフェースとして設計されています。
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Serial ATAの仕様
Serial ATAは、これをシリアル転送方式に改めたもので、信号用の7ピン(Serial ATA Signal)と給電用の15ピン(Serial ATA Power)という、シンプルでコンパクトな仕様。基本的には、内蔵デバイスの接続を想定したインターフェースですが、ケーブル長は1mと、パラレル時代の約2倍に延長されています。
仕様が同じなら、バス幅が広いほど高速に転送できますが、信号線が多くなると、信号線間の同期や干渉の問題があるため、転送クロックを上げるのが難しくなってしまいます。
シリアル化はインターフェースを極限までシンプルにする代わりに、クロックを上げて高速化を狙うアプローチ。転送サイクルは第1世代の「SerialATA/1500」で1.5GHz。Ultra ATA/133の66MHzから大きく性能を向上させています。
実際の転送は8bitを10bitに符号化して送るため20%のロスが出ますが、それでも1.2Gbps(150MB/s)の広帯域。第2世代の「SerialATA/3000」では2倍の3GHzで駆動し、2.4Gbps(300MB/s)に拡張されています。
従来のATAとの互換性について
ハードウェア的には、従来のATAとはまったく互換性がなのですが、規格には、ソフトウェア(BIOSやデバイスドライバ)で従来のATAをエミュレートする仕様も盛り込まれており、エミュレートモードでは、これまでどおりのデバイス制御が可能になっています。
Serial ATA II シリアルエーティーエーツー
Serial ATAは、APT Technologies、Dell、IBM、Intel、Maxtor(Seagateに買収)、Quantum(Maxtorに買収)、Seagateの7社を中心に運営された「Serial ATA Working Group」が2001年に正式リリースしたシリアルインターフェースを利用するATA規格。
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SATA-IOが規格を管理、推進する「Serial ATAII」
コア規格の策定後、Serial ATA WGは、Serial ATA II WGに名を変え、拡張規格の策定に着手します。現在は2004年に設立された「Serial ATA International Organization(SATA-IO)」が規格を管理、推進しています。
ATA-IO「Serial ATA2.5」をリリース
Serial ATA II WGは、転送速度をSerial ATA標準の2倍となる3Gbpsに高速化した仕様をはじめとする拡張機能を追加した。「Serial ATA II」の名は、一時は高速版規格の代名詞として使われることもありましたが、ATA-IOでは市場の混乱を避けるため、「Serial ATA II」は特定の規格や追加機能を指す名称ではないとする声明を出すとともに、コア規格と6個の拡張機能を統合した「Serial ATA2.5」をリリースします。
Serial ATA(SATA) Revision 3.0
2009年5月にSerial ATA International Organization(SATA-IO)が策定を完了した、Serial ATAの規格。転送速度がSerial ATA IIの2倍となる6Gbps(実効速度600MB/s)に引き上げられています。
Serial ATA 3.0の性能を引き出すには対応したケーブルが必要
コネクタ形状はこれまでのSerial ATAと同じ。ただし、Serial ATA Revision 3.0の性能を引き出すためには、6Gbps転送に対応したケーブルが必要になります。
そのため、3Gbpsまでしか対応していないケーブルを使用した場合は転送速度が低下する可能性があります。
Serial ATA 3.0の強化点
そのほかの強化点は、帯域を保証(アイソクロナス転送)したNCQストリーミングコマンドの追加、NCQコマンドによるパフォーマンスの最適化、LIFコネクタのサポート、INCIT SATA8-ACS規格準拠によるHDDとSSDの識別に対応などが挙げられます。
「SATA 3.0」「Serial ATA III」「Serial ATA 3.0」などと表記される場合がありますが、SATA-IOによる正式な表記は「SerialATA(SATA) Revision 3.0」及び「SATA 6Gb/s」であり、前者の表記は通称。
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現在、自作PCにおいてはHDDやコストパフォーマンスを優先した2.5インチタイプのSSDで多く採用されていますが、速度向上の著しいSSDでは上位製品を中心にNVMeインターフェースを採用する例が増えています。
SLC（Single-Level Cell）エスエルシー
NAND型フラッシュのメモリセルのうち、一つのセルに1bitの情報を記憶するタイプ。MLCは多bitを記憶するタイプ。
オーソドックスなフラッシュメモリは、浮遊ゲートの電荷の有無で1bitの状態を判定します。蓄える電荷の量をコントロールできれば、複数の状態を保持することで、1セルに多bitを記憶することが可能になります。
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例えば、4レベルを保持できれば2bitと3bitが記憶でき、コストを抑えて大容量化を実現できます(一般に高速性・耐久性ではSLCに劣る)。
SLCキャッシュ
TLCやQLCタイプのNAND型フラッシュメモリを採用したSSDにおいて、NANDの一部の領域をSLCのように扱うことで高速なキャッシュとして利用する技術。
SMR（Shingled Magnetic Recording）エスエムアール
HDDの記録トラックの一部を重ね書きすることで、プラッタあたりの記録密度を増やす技術。瓦記録とも呼ばれています。
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SSD（Solid State Drive）エスエスディー
NAND型フラッシュメモリを採用した記録装置のこと。広義ではUSBメモリや各種メモリカードなども含まれますが、現在ではHDDと同じインターフェースを採用した大容量の補助記憶装置を指します。
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SSDの特徴
HDDと比較すると読み出しや書き込みの速度が速く、とくにランダムアクセス時に、性能の差が顕著に表われます。また、機械的な動作を必要としないため信頼性が高く、静粛性にも優れており、その一方で容量あたりの単価はHDDよりも高いのが特徴。
自作PC用で使われているSSDは2タイプ
自作PC用で一般的に使われているSSDは2タイプあり、形状はM.2規格、インターフェースはNVMeを採用するタイプと、形状は2.5インチドライブ、インターフェースはSerial ATAを採用するタイプです。
前者はハイパフォーマンスの高級モデル、後者は容量単価に優れる普及モデルという位置付けですが、後者でもHDDより大幅に速い速度を実現しています。
近年ではSSDの高速化、大容量化、低価格化が同時に進行したことから、PCシステムにおいてはHDDからの置き換えが徐々に進んでいます。
しかし、容量単価の面ではHDDも進化を続けており、いまだに大きな開きがあるのが現状。そのため、1台のPCにSSDとHDDの両方を搭載し、OSやアプリケーションを前者にインストール、動画、写真などのデータを後者に保存するという運用も広く行なわれています。
SSHD（Hybrid Hard Disk Drive）
大容量のフラッシュメモリを搭載したHDD。Windowsのシステムキャッシュは、ディスクに読み書きする内容をメモリ上に保持し、ディスクアクセスを最小限に抑えてパフォーマンスの向上を図っています。
HDDにもDRAMを用いた同様の機能がありますが、その場合の容量は数MB程度で、主に速度差を吸収するバッファの役目を担う。SSHDは、HDD側にフラッシュメモリを用いた数百MB〜数GB程度のキャッシュを持たせて、システムキャッシュ同様の性能向上を図ります。
キャッシュ自体が不揮発性であるため、安全性を確保するためにデータを頻繁に書き戻す必要はなく、HDDの回転も最小限に抑えられるため、省電力化や耐久性の向上にもつながります。
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SIMD（SingleInstructionMultipleDatastream）シムド
データ処理方式の一つ。一つの命令で、異なる複数のデータに対して同一の処理を行なうこと。単一命令多重データ処理。
TBW（Total(Tera) Bytes Written）ティービーダブリュ
総書き込み量。SSDにおいて、メーカーが保証する記録可能な総データ量を指します。Tera Bytes Writtenとも。
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TLC（Triple-Level Cell）ティーエルシー
NAND型フラッシュメモリの種類の一つ。一つのセルに3bitのデータを保存することができる。書き換え可能回数の面ではMLCよりも不利。
TMR（Tunnel(ing) Magneto Resistance）ティーエムアール
トンネル磁気抵抗。絶縁層で隔てた2枚の強磁体に電圧をかけると、磁性体層の磁化の向きによって、絶縁層を通り抜けるトンネル電流が変化する現象。高密度HDDなどで利用します。
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Trimトリム
不要になった論理ブロック(論理アドレス)の情報をSSDなどのデバイスにOSが通知するコマンド。
Trimは、ATA8-ACS2で規定されたSSD向けのコマンドで、正式には「Data Set Management Commands」。
具体的には、OS上から完全に削除されたデータなど、物理消去を行なっても問題のないデータの情報を送るコマンドで、WindowsではWindows7以降で対応。SSDは受け取った情報をガーベージコレクションなどに活用し、これによって性能低下の防止や寿命の延長などに役立てることができます。
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Trimはあくまで情報を通知するだけの機能で、SSD側の処理までは規定されていません。
Ultra ATA ウルトラエーティーエー
ATA(IDE)の高速転送モード。Ultra ATAは、1996年にQuantum(Maxtorに買収)とIntelが提唱したATA用の新し転送方式で、1998年にANSIの標準規格となったATA/ATAPI-4に、「Ultra DMA」という転送モードとして盛り込まれることに。
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Ultra ATAの転送モード
この転送モードは、それまでのストローブ信号でタイミングを取りながら、データを連続転送するDMAモードを拡張したもので、従来はストローブ信号の立ち上がりだけを使用していたのに対し、上下の両エッジを使用。クロックを上げずに、転送レートを2倍にアップすることに成功しています。
1996年「Ultra ATA/33」登場
1996年に発表されたこの最初の規格では、最小クロックサイクルに240ns、160ns、120nsの3タイプを規定。最小120ns時には(従来のDMAの最小サイクルと同じ)33MB/sの転送速度となるため、一般的には「Ultra ATA/33」と呼ばれていました。
1998年「Ultra ATA/66」登場
1998年には、Quantumが、伝送特性を改善した80コンタクトのケーブルと、90ns、60nsの二つのクロックサイクルを提唱。66MB/s(60ns時)にスピードアップしたこの規格は「Ultra ATA/66」と呼ばれ、ATA/ATAPI-5で規格書に盛り込まれています。
2000年「Ultra ATA/100」、2001年「Ultra ATA/133」登場
2000年には100MB/s(40ns)を達成する「Ultra ATA/100」が提唱され、ATA/ATAPI-6に。さらに2001年には、Maxtor(Seagateに買収)が133MB/s(30ns)の転送モードを提唱。「Ultra ATA/133」あるいは「FastDrives」という愛称で呼ばれるこのモードは、ATA/ATAPI-7に盛り込まれています。
アーム（Actuator Arm）
HDDのヘッドを支えている腕の部分。スライダーとも呼ばれる。
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アクチュエータ（Actuator）
HDDのアームを動かしてヘッドの位置決めを行なう機構。HDDのアクチュエータは、一般にアームの円弧運動で位置決めを行なうロータリー式(スイング式)が用いられています。
アクチュエータの心臓部は、回転軸を挟んだアームの反対側にあり、Eブロックに取り付けられたコイルと、それを挟む強力な磁石からなる。仕組としてはアナログメーターのようなもので、コイルに電流を流すとそれに比例した正確な円弧運動を高速に行ないます。
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ウェアレベリング（Wear Levelling）
特定の物理記録エリアに書き込みや消去が集中しないように管理、制御する技術。
SSDのように書き換え可能な回数(消去回数)に制限がある記録媒体の場合、特定の記録エリアに書き込みが集中すると、その記録エリアのみ急激に劣化が進み、短時間で壊れてしまいます。
このような使い方をすると、十分な寿命が残っている記録エリアを多数残したまま、装置寿命を迎えることになります。
ウェアレベリングは、このような状態にならないように書き込みや消去を均一化することで、装置寿命を延ばすための技術。
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「ダイナミックウェアレベリング」と「スタティックウェアレベリング」
ウェアレベリングには、頻繁に更新されるユーザーデータなどを対象にした「ダイナミックウェアレベリング」とOSのシステムデータなど一度書き込まれたらほとんど書き換えが発生しないデータも対象になる「スタティックウェアレベリング」があります。
理想は動的制御を行なうダイナミックウェアレベリングのみで制御することだが、書き換え回数の最大値と最小値に開きが出てきた場合など、強制的にデータを移動させる必要が生じた場合にスタティックウェアレベリングを行なうのが一般的。
ガーベージコレクション（Garbage Collection）
連続領域に断片化して存在するデータの中から、必要な部分のみを集めて再配置し、残った領域を解放することで使用可能な連続領域を増加させる技術。
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物理エリアの断片化
SSDのように書き込み/読み出し単位(ページ)と消去単位(ページを複数まとめたブロック)が異なる機器では、データの記録と消去を繰り返すと必ず物理エリアの断片化が発生します。
この時、ブロックがすべての消去可能なページのみで構成されていれば、即座に物理消去を行なえますが、少しでも有効なデータが残っているとそのブロックは消去できない。このようなケースで、有効なデータのみを集めて別のブロックに再配置すると、そのブロックは消去可能なページのみとなり、物理消去を行なえるようになります。
ガーベージコレクションは通常、システムのアイドル時にバックグラウンドで行なわれます。
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回転制御方式
ディスクドライブは、ヘッドを半径方向に動かして特定のトラックに移動し、回転するディスクに対し円周方向にデータを読み書きをします。したがってメディアの内周ではトラックの長さは短く、外周に行くほど長くなります。
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ディスクドライブの記録方式
記録には、トラック長に関係なく放射状に一定数のセクタを用意する方法、記録密度を一定にして外周に近いほどトラックあたりの容量を増やす方法(セクタの長さが一定でセクタ数が増えていく)、一定半径ごとに段階的に増やす方法があります。
回転制御方式は、これらセクタフォーマットと密接に関係し、同じものを指すことが多いのでが異なる場合も。
仮想メモリ/仮想アドレス（Virtual Memory/Virtual Address）
HDDなどを用い、物理メモリ以上の容量を利用可能にする技術。これによる領域を仮想メモリ、ここにアクセスするためのアドレスを仮想アドレスと言います。
x86系の32bit CPUは、プログラムから仮想アドレスを参照し、物理アドレスに動的に変換してアクセスする仕組が用意されていました。
物理メモリは小さなページ単位で管理され、存在しないページへのアクセスにはエラーを発生。OSはこれを受け取り、利用頻度に応じてHDDなどの外部記憶装置との間で入れ換え(スワップ)てメモリの一部として使用、物理メモリ以上の容量をプログラムに提供したり、複数のプログラムを同時実行したりする機能を実現していました。
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現在のWindowsは、この仮想メモリをフルに活用しており、32bit版Windowsではユーザー/システムの各領域に2GBずつ(オプションにより3/1GBの割り当ても可能)、64bit版では8TBずつを提供しています。
クローニング（Cloning）
【1】専用のツールを用いて、あるストレージの内容をそっくりそのまま別のストレージに複製すること。単なるファイルコピーではなく、ストレージ内の各種システム情報や設定なども複製することを指します。
【2】ビデオカードなどの機能を利用して、一つの画面を複数画面に同時出力(表示)すること。
【2】ビデオカードなどの機能を利用して、一つの画面を複数画面に同時出力(表示)すること。
サーマルスロットリング（Thermal Throttling）
PCパーツが、熱による安全回路の動作によって性能低下する現象。程度はパーツの仕様や熱のレベルによって異なり、目に見えて性能が落ちることもあれば、ベンチマークテストを行わないと分からないものもあります。
近年ではSSDにおけるサーマルスロットリングが注目されています。
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サーマルパッド（Thermal Pad）
冷却デバイスと冷却対象の間に挟むことで小さな凸凹を埋めて熱を伝えやすくする板状のもの。素材はシリコンなど。
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シリコングリスに近い役割ですが、パッドのほうが厚みを稼げるので、自作PCにおいてはSSDヒートシンクとコントローラの間など密着度が低い場所で使われることが多い。
シークタイム（Seek Time）
ディスクドライブのヘッドを目的のトラックに移動するために必要な時間。
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平均シークタイムについて
ディスクドライブの読み書きは、ヘッドを目的のトラックまで移動し、さらにそのトラック上の目的のセクタがヘッドの位置にきたところから始まります。
ヘッドの移動時間は、最短である隣接トラックへの移動(Track-to-Track)と、最長となり、ディスクの最外周から最内周とでは、当然所要時間に開きが出ますが、通常はその平均時間で表わしており、これを平均シークタイム(Average Seek Time)と言います。
これは、半径の1/3を移動する時間に相当し、目的のセクタがヘッドの位置にくるまでの時間を回転待ち時間と言い、平均はディスクが半回転するのに要する時間となります。
「アクセスタイム」とは
実際にディスクの読み書きが始まるまでの平均時間は、このシークタイムと回転待ち時間の合計であり、これを一般に、アクセスタイム(AccessTime)と呼んでいます。
製品によっては、平均シークタイムをアクセスタイムとしている場合や、Track-to-Trackの移動時間をシークタイムとしている場合も。
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シーケンシャルアクセス（Sequential Access）
データを読み書きする方式のうち、先頭から順に読み書きするタイプをシーケンシャルアクセスと言います。
記憶メディアでは、メディアの構造そのものがシーケンシャル(連続という意味)のテープデバイスを除き、ランダムアクセスが基本となります。
しかし、連続した領域を読み書きするのがもっともオーバーヘッドが少ないことから、データは通常シーケンシャルに格納されます。
CDでは、トラックそのものが渦巻き状のシーケンシャルな構造で、トラックをたどれば連続再生できます。HDDへの記録でも、空き領域の続く限りデータはシーケンシャルに格納されます。
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垂直磁気記録（Perpendicular Magnetic Recording）
メディアの面に対して垂直方向に磁化して記録する磁気記録方式の一つ。
磁気メディアの表面には、内部に小さな磁石を無数に含む磁性体が塗布されており、磁気記録は、これを一定の方向に向けて整列させ、磁性体の微細な領域(記録磁区)を磁化、データを磁気変化のパターンとして記録します。
水平記録方式と垂直記録方式
記録面に対し、水平方向で整列させるのが水平記録方式(または面内記録方式、長手記録方式)、垂直方向ならば垂直記録方式と呼ぶ。
水平記録の特徴
磁区は、水平記録の場合、トラック方向に棒磁石を並べたように形成されます。しかし、磁区が互いに反発し合う方向にあり、微細化が進むと打ち消し合い、高密度化に限界がありました。
垂直記録の特徴
垂直記録では、棒磁石を垂直に並べるように形成され、磁区が互いに吸引する方向に並ぶので、微細な磁区でも安定した保持力が得られ、高密度化が実現できます。
その後、この垂直記録方式が注目され、2007年には、日立GSTやSeagateなどから同方式のHDDが発売されていました。
スピンドルモーター（Spindle Motor）
HDD内部のプラッタを支える軸をスピンドルプラッタを回転させるためのモーターをスピンドルモーターと言います。
モーターの回転数は、古いHDDで3,600rpm(revolutions per minute)、ノートPC用の小型HDDで4,200~7,200rpm、標準的な3.5インチHDDで5,400~10,000rpm、サーバー用3.5インチHDDで10,000~15,000rpm。
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プチフリーズ
主にSSD使用時においてプログラムやシステムが一時的に無応答になること。俗にプチフリと呼ばれています。
またプログラムやシステムが応答しなくなり操作を受け付けなくなる状態をフリーズ、またはハングアップと言います。
フリーズの原因
フリーズの原因には様々なものがありますが、中には何らかの処理が続いている(処理待ちも含む)ために応答しなくなるケースもあり、この場合には処理終了後に復帰・回復する。このような比較的短時間に回復する一時的な無応答をプチフリーズと呼んでいます。
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アプリケーションレベルのフリーズ
アプリケーションレベルでは、シングルスレッドで設計した場合に、このような現象が容易に起こります。マルチスレッド化されていても長時間かかる処理の進捗状況を示さず、処理の中断や並行してほかの処理を行なえるように設計していなければ、フリーズしたように見えます。
SSDによるフリーズ
SSDの普及とともに表面化してきたのは、SSDにアクセスが集中した際に、システム全体が無応答になったり、極端な速度低下が発生したりする問題。
プラッタ（Platter）
プラッタは、HDDに内蔵されている円盤状の記録媒体。材質はアルミ合金またはガラスで、表面に磁性体が塗布されている磁気ディスク。
HDDは回転するプラッタの上に磁気ヘッドを配置し、磁性体のN極とS極の向きを変えることでデータを記録しています。
プラッタは、片面または両面を使用でき、両面を使用する場合は、裏表の両面に磁気ヘッドが配置されます。また、プラッタあたりの記録容量は、裏表両面を使用した場合のトータル容量で表記される。たとえば、記録容量500GBのプラッタは、片面あたり250GB、両面で500GBとなります。
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HDDの記録容量は、内蔵するプラッタの記録容量と枚数、磁気ヘッドの数で決まる。例を挙げると、500GBのプラッタを2枚内蔵し、磁気ヘッドを3個搭載したHDDの記録容量は、750GBとなります。
ブロックコピー（Block Copy）
記録済みデータの書き換えを行なう場合などに発生するSSD特有の記録処理。
SSDのデータ書き込み/読み出し
SSDに採用されているNANDメモリは、「ページ」と呼ばれる単位でデータの書き込み/読み出しを行ないますが、物理消去はページを複数まとめた「ブロック」と呼ばれる単位で行なわれます。
そして、NANDメモリはデータの上書きが行なえず、物理消去済みのエリアにしかデータを書き込めません。
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ブロックコピー
すでに書き込まれているデータの書き換えを行なう場合は、そのデータが記録されているページを含むブロック全体を読み出し、データを更新した後、別の記録可能エリアにブロック単位で書き戻すか、もともと記録してあった場所を物理消去し、そこに書き戻す必要が出てきます。この一連の処理をブロックコピーと呼ぶ。
最近のSSDでは、内部をブロック単位ではなく、ページ単位で管理している製品もあり、ページ単位で管理を行なっている製品の場合、必要なページのみを読み出し、データを書き換えた後、別の記録可能ページにデータを書き戻すという処理が行なえます。このため、現在発売中の製品すべてが、常にブロックコピーを行なっているわけではありません。
ヘッド（Head）
HDDのプラッタの磁性面に対して読み書きを行なう部分。
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ヘリウム充填(封入)（helium-filled）
HDDの製造段階で、HDD内部に空気よりも軽い気体であるヘリウムを充填(封入)すること。
気体抵抗が少なくなるため、プラッタ回転時の振動を抑えられ、プラッタ枚数の増加、ヘッダ制動の精度向上、抵抗低減によるモーターの省力化(=省電力化と発熱抑制)などが可能になり、HDDのさらなる容量増加を実現します。
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HDDメーカー各社の製品のうち、容量最上位モデルで利用される場合が多い。
ポートマルチプライヤー（Port Multiplier）
一つのホストが複数のデバイスをサポートするSerial ATAの拡張機能。Serial ATAでは、ホストとデバイスを1対1で接続するポイントツーポイント接続が基本ですが、PMでは、ターゲットを切り換えることで、1ホストに最大15台のデバイスを接続できます。
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流体軸受け（Hydro Dynamic Bearing）
スピンドル(ディスクの回転軸)を支える部分を軸受け(ベアリング)と言い、スピンドルの回転機構としては、油や空気などの流体を軸受けに使用した「滑り軸受け」と呼ばれるものと、玉やコロを用いる「転がり軸受け」とに大別されます。
従来のモーター、流体軸受けモーター
従来、多くのモーターでは、間に小さなボールベアリングを入れた後者が多く用いられてきました。一方の流体軸受けは、軸受けに潤滑油などの薄膜を介するもので、ボールベアリングのような金属接触がなく、騒音や振動、寿命の点で有利。静音性を重視したファンには、このタイプが多く使われています。
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