SSD とハードドライブの違いは何ですか?

ソリッドステートドライブ (SSD) には、データを保存および取得するためのさまざまな集積回路で構成される不揮発性フラッシュメモリが搭載されています。

SSD の内部には、グリッドパターンの浮動ゲートトランジスタがあります。これらのグリッド内の各行はページと呼ばれ、多くのページがブロックを形成します。

SSD はこれらのブロック内に情報を保存します。浮動ゲートトランジスタのさまざまな電荷は、バイナリの 1 と 0 に変換されます。このバイナリは SSD がデータを通信する方法です。SSD コントローラーは、特定のデータがドライブ内のどこに保存されているかを追跡し、パソコンまたはノートパソコンのデータにアクセスできるようにします。

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) はどちらもファイルを保存できますが、動作は異なります。SSD と HDD の違いの多くは、テクノロジーの進歩によるものです。 

読み取りプロセス

読み取りプロセスは、HDD と SSD がデバイスのデータを取得する方法です。

HDD でデータの取得しようとすると、信号が I/O コントローラーに送信されます。次に、コントローラはアクチュエータアームに信号を送り、必要なデータがどこにあるかを伝えます。このアドレスのビットの電荷を読み取ることにより、読み取り/書き込みヘッドがデータを収集します。HDD のレイテンシーは、アクチュエータアームが正しいトラックとセクタに移動するのにかかる時間を測定します。 

SSD には可動部品はありません。データを取得しようとすると、SSD コントローラーがそのデータブロックのアドレスを検出し、その電荷の読み取りを開始します。ブロックがアイドル状態の場合、ガベージコレクションと呼ばれるプロセスが開始されます。このプロセスにより、非アクティブなブロックが消去され、新しいデータストレージ用に解放されます。

書き込みプロセス

書き込みプロセスは、HDD と SSD が新しい情報を記録する方法です。

HDD のすべてのトラックとセクタは、データを保存する新しい場所です。新しいデータを保存しようとすると、読み取り/書き込みヘッドは最も近い場所に移動します。そこに移動すると、必要なビットの電荷が変更され、そのトラックとセクタに情報がバイナリで保存されます。内蔵 HDD アルゴリズムは、データを書き込む前にデータを処理します。これにより、データが正しくフォーマットされます。 

SSD のデータの一部を変更または書き換えると、フラッシュブロック全体が更新される必要があります。まず、SSD は古いデータを利用可能なブロックにコピーします。次に、元のブロックを消去し、新しいブロックに変更を加えてデータを書き換えます。SSD には、データを移動したり一時的に複製したりするための余分な内部スペースがあります。ユーザーは、この追加ストレージにはアクセスできません。 

パフォーマンス

SSD は HDD よりも高速に動作し、消費電力も少なくて済みます。これはサイズの大きいファイルを移動するときに確認できます。SSD は 500 Mbps 以上でファイルをコピーできます。最近の SDD は最大 3,500 Mbps まで処理できます。一方、HDD は 30〜150 Mbps でしか転送できません。 

SSD はアプリケーションの実行速度も速くなります。SSD は 50〜250 Mbps で読み取り/書き込みプロセスを実行しますが、HDD は 0.1〜1.7 Mbps で同じ処理を行います。HDD の速度はプラッタの回転速度によって制限されます。プラッタの回転速度は毎分 4200～7200 回転 (RPM) に制限されているため、HDD は電子 SSD よりも低速になります。

ストレージキャパシティー

HDD と SSD はどちらも十分なストレージ容量を提供します。ただし、費用対効果が高いため、大容量の HDD を使用する方が圧倒的に多いです。SSD のデータストレージは 1 GB あたり 0.08 ～ 0.10 USD ですが、HDD は 1 GB あたり 0.03 ～ 0.06 USD しかかかりません。 

耐久性

HDD は機械部品が動いているため、破損しやすくなっています。HDD を落とすと、内蔵アームのアクチュエータアームが破損し、デバイスが損傷する可能性があります。HDD の可動部品はより多くのエネルギーを消費し、熱を排出するため、デバイスの寿命が短くなります。

SSD は機械部品がないため、より耐久性があります。また、エネルギー消費量が少ないため、動作する時に熱をあまり発しません。ただし、ブロックのデータを書き換えることができる回数は限られています。

一部のブロックが他のブロックよりも先に燃え尽きないように、SSD はウェアレベリングと呼ばれるプロセスを採用しています。ウェアレベリングにより、すべてのブロックが読み取り/書き込みプロセスで均等に使用されるようになります。SSD は trim と呼ばれる技術も使用します。これにより、SSD が元のブロックを消去したときに、重複データを書き換える必要がなくなります。

信頼性

紛失または破損したデータは、SSD と HDD の両方で回復できます。ただし、SSD は古いデータファイルを上書きするため、リカバリがより複雑になります。損傷した SSD からデータを回復するには、適切な機器を備えた専門家に相談する必要があります。

技術としては、HDD はかなり前から存在してきました。これを読み取り/書き込みプロセスと組み合わせると、データのリカバリが容易になります。

とはいえ、どちらもデータ破損に対して無防備というわけではありません。したがって、データのバックアップとリカバリは、ソフトウェアレベルでの冗長性とデータ複製によって管理するのが最適です。

	SSD	HDD
以下の略です	SSD はソリッドステートドライブの略です。	HDD はハードディスクドライブの略です。
仕組み	SSD はデータを電子回路に保存します。	HDD は、機械的に動く磁気プラッタにデータを保存します。
読み取りプロセス	SSD コントローラが正しいアドレスを見つけ、その電荷を読み取ります。	HDD I/O コントローラは、アクチュエータアームを動かす信号を送信します。次に、読み取り/書き込みヘッドが電荷を読み取ります。
書き込みプロセス	SSD はデータを新しいブロックにコピーし、古いブロックを消去します。次に、電荷を変更して古いブロックに新規の書き込みをします。	HDD は、読み取り/書き込みヘッドを使用可能な最も近い場所に移動します。次に、その領域のビットの電荷を変更してデータを書き込みます。
パフォーマンス	SSD のほうが高速です。静かで、音をそれほど立てずに動きます。	HDD はプラッタが動き回るため、処理速度が遅くなります。より多くの熱を放出し、音もうるさいです。
コスト	SSD のほうがコストがかかります。	HDD はコストが低く、大容量のストレージが市場に普及しています。
耐久性	SSD は電気的なものなので、損傷しにくいです。	HDD は機械部品が動くので、耐久性が比較的に劣ります。