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パソコンのSSD(ソリッドステートドライブ)の仕組みを理解しよう その2 SSD選定のポイント!

こんにちは、トトロ兄さんです。
今回は、前回に続いてSSD(ソリッドステートドライブ)の仕組みを理解しましょう。

 

はじめに

前回の記事はこちらです。

前回は、フラッシュメモリメリットとデメリットを書きました。

圧倒的な「速さ」と「壊れにくい」というメリットもありますが、「高い」「書き換え回数の上限」「長期保存に向かない」というデメリットの特徴もあることが理解できました。

これらの特徴を理解したうえで、それでもSSDの圧倒的な「速さ」という魅力があるので、積極的に利用したいものです。今回は、さらにSSDの特徴を理解していきましょう。

では、さっそくはじめましょう

 

記録方式を覚えよう

まずは、記録方式を理解します。

フラッシュメモリの記録方式には4種類あります。それほど神経質になることはありませんが、それでも知らないよりは知っていた方がよいでしょう。スペックや仕様などを見ていると出てくる表記なので、SSDの特徴をつかみやすくなります。

種類 セルレベル 1セルあたりのビット数 速度 耐久性 価格
SLC シングルレベルセル 1ビット とても速い  とても高耐久 とても高い
MLC マルチレベルセル 2ビット 速い 高耐久 高い
TLC トリプルレベルセル 3ビット 普通 普通 普通
QLC クアッドレベルセル 4ビット 少し遅い 少し低い 少し安い

1つのセル(記録素子)に1ビットを記録する「SLC」、1つのセル(記録素子)に2ビットを記録する「MLC」、1つのセル(記録素子)に3ビットを記録する「TLC」、1つのセル(記録素子)に4ビットを記録する「QLC」、の4つがあります。

1つのセルに多く記録できるほど価格は安くなりますが、仕組みが複雑になって読み書き速度が低下して、耐久性(寿命)も悪くなります。

記録方式と「TBW」の数字を見ながら、読込速度や書込速度も確認すると、製品の特徴がつかめます。購入を検討している製品の特徴と価格をみたときに、自分が納得するものであれば多少高価であっても購入するだけの価値があるでしょう。それほど魅力的な「速さ」を持つのがSSDなのです。

 

「書き換えNG」を覚えておく

意味深なタイトルですが、これもSSDを上手に使いこなすための特徴として理解しておきましょう。常に意識する必要はありませんが、頭の片隅に覚えておくと、パソコンの動きを理解する時の助けにもなります。

実は、フラッシュメモリは個々のセルの上書きができません。データの書き換えを行う場合は、ブロック単位でデータの書き換えを行います。
下の図をご覧ください。

フラッシュメモリは上書きできないので、書き換えの時にはブロック単位で作業領域にコピーし、そこで書き換えて、空きブロックに書き戻します。

HDDと違ってデータの記録場所が頻繁に変わるので、痕跡から削除データを追跡することが難しいです。実際、全セルに均等に書き込まれるように、書き戻し先の空きブロックが次々と選択されていきます。

1番から5番までの作業を、電気の流れで瞬時にこの作業をしているのです。すごいですね。

ただ、ブロック単位で書き換えすることになっているので、空き容量が不足すると速度が低下してしまいます。空きブロックがない場合には、次のような作業を行います。

空きブロックがない場合は、ブロック単位でしか消去できないので、書き換えたいデータを作業領域にコピーした後、書き換えを行って、元のブロックを丸ごと消去して、書き換えたデータを元のブロックに戻すという作業を行います。元のブックを丸ごと消去するという手間が増えるため、速度は低下します。

速度が持ち味のSSDの場合には、速度を維持するため、常にある程度の空き容量を確保している状態で使用するのがベストだと分かります。

Windows10では、SSDに対して事前に消去処理を行うことで速度低下を防ぐ「トリム」という機能がついています。

 

SSDの種類に注意しよう

前回の表をもう一度掲載します。

内蔵型HDD・SSD インタフェース 規格読込速度
2.5インチSSD SATA 600MB/秒
基盤タイプSSD
M.2 2280
SATA
PCIe 3.0 x4 4,000MB/秒
PCIe 4.0 x4 8,000MB/秒

Cドライブとして最適なSSDなのですが、表にもあるように、2.5インチSSD基盤タイプSSDの2種類があります。

2.5インチSSDは、ノートパソコンに内蔵されている2.5インチHDDと同じ形状で、接続規格もSATAと同じです。ノートパソコンHDDを交換する場合には、この2.5インチSSDを使います。

なお、実際の交換の際には、ご自身のノートパソコンHDDの厚さが何ミリか確認しておく必要があります。2.5インチHDDには、7mmと9.5mmと15mmの3種類があり、主に使われているのは、7mmタイプと9.5mmタイプです。

なので、交換する2.5インチSSDもそれにあった厚さのSSDを準備するのがよいでしょう。7mmタイプのものを、9mmのHDDの交換として使う場合には、7mmを9mmにするスペーサーを使用するとよいでしょう。

基盤タイプSSDは、最近の市販パソコン、自作パソコン、PS5にも使用されています。基盤タイプSSDは、M.2という端子に接続します。

ここで注意すべきなのが、同じM.2でもSATAPCIeの2種類あるのです。PCIeの製品は、SATAよりも格段に早くなっています。表を見ていただければ理解してもらえるでしょう。ただ、1つだけ注意すべきなのは、PCIeの製品は速度が爆速だけあって発熱がすごいのです。そのため、熱対策も必要となり、価格もそれなりに高額になります。

 

ポータブルSSDはSATAかPCIeか?

ポータブルSSDの場合には、SATAのSSDを使っている場合とPCIeのSSDを使っている場合の2パータンがあるので注意した方がよいでしょう。

判断の目安としては、公称読み出し速度が600MB/秒をこえる場合は、PCIeが使われていると判断すればよいでしょう。価格的にもSATAのものより高額になっています。

購入の際には、安易に選択するのではなく、これらの数字も理解したうえで、じっくりと製品を選択したいものです。

 

SSD選定のポイント

これまで2回にわたって、SSDの基本的な仕組みについて書いてきました。

そこで、SSDを実際に購入して使用する前に、注意したいことを2つほど書きます。

1つ目は、SSDは規格が何種類かあるので、間違えないこと。

2.5インチSSD基盤タイプSSDを間違える方はいないと思います。しかし、基盤タイプSSDは同じM.2ですが、SATAPCIeの2種類あります。

自分のパソコンがSATA対応にもかかわらず、速いSSDをつけたいと思ってPCIeを購入してしまった。また、PCIe対応にもかかかわらず、容量の大きなSSDをつけたいと思って安くて大容量のSSDを購入してみたらSATAだった。そのような間違いを起こさないように、気をつけましょう。

私自身、ベアボーンPCIe対応にもかかわらず、大容量のSSDを購入したいと思ってネットの購入カゴにいれたらSATAで、最後の購入ボタンを押す直前に気が付いて危なかったという経験があります。

なので、記事の中でも何回も書いていますが、製品を選択する場合は、慎重に検討し、何度も規格をチェックしてから、購入してもらえればと思います。

2つ目は、SSDは予算の許す限り、大容量を購入すること。

記事の途中でも書きましたが、フラッシュメモリでできているSSDは、「書き換えNG」です。なので、常にある程度の空き容量があった方が高速で処理できます。速度低下を防げるのです。

ノートパソコン2.5インチHDDを交換する際、500GBのHDDが内蔵されているのであれば、500GBのSSDに交換しょう思うのが普通です。ある程度の空き容量があると、安易に速くなることだけを期待して購入するので、そうなります。

「書き換えNG」の記事から分かる通り、SSDの場合にはデータ書き換えをする場合は、ブロックごとに移動させて処理しているのです。記録されている場所のデータを置き換える処理になると、SSD本来の爆速を体感できません。

よって、先ほどのノートパソコン2.5インチHDDの500GBを交換するのであれば、倍の容量の1TBの2.5インチSSDを購入するのが理想なのです。

SSD自体が高価なのに容量もできる限り大きな容量?と思われるでしょう。ほしい製品があったら、その容量の製品が購入できるまでお金をコツコツためて購入する。その方が、購入した後の喜びは、格別なものがあると思います。

ぜひ、SSDを購入する時は、予算の許す限り大容量を購入されることをお勧めします。

 

まとめ(パーティションについて)

前回に続いて、SSDの仕組みについて書いてきました。
前回と今回で、ほぼSSDについては理解してもらえたかなと思っています。

M.2のSATAPCIeの形状の話などは省略しました。ご自身が取り付けるパソコンの規格をしっかり把握して、そして対応する製品を正確に選択してもらえれば、大丈夫だからです。

最後に、SSDをCドライブに使う場合、大容量だとパーティションを分けたいと思われるでしょう。例えば、2TBのSSDを購入した場合に1TBと1TBの2つに分割するというようなことです。

その場合、2つのパーティションに分割すると「書き換えNG」の法則から、それぞれのパーティションの中で空き容量を探しにいって、その結果、2つのパーディションの中で、よく使用する部分と使用しない部分ができてしまうのではないか、フラッシュメモリの寿命の差が生じるのではないかということです。

もちろん、SSDのデータの中には、1度書き込みされたデータで何も変更されず読込ばかりするデータの部分もあるので、気にする必要はないといえば気にする必要もありません。

TBWのところでも説明しましたが、普段使いではまったく気にするレベルではないでしょう。それでも、気になる方は、気になると思います。性格なので、仕方がありません。

しかし、実は、2つのパーティションに分割されていても、それはOSで2つのパーティションに分割しているという認識だけで、SSDの方では高性能なコントローラーが書き込みを均等になるように自動的に処理しているので、パーディションを分割しているからといってフラッシュメモリの一部だけが劣化することはないのです。

安心されましたか?

なので、大容量のSSDを購入しても、ご自身の好きな大きさのパーティションに分割して使用してもらえればと思います。

今回の記事が皆さんにお役に立てれば幸いです。
最後まで読んでいただき、ありがとうございました。
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