HDD対SSD

SSDはHDDドライブと比べてどれくらい速く、価格に見合う価値がありますか?

ソリッドステートドライブまたはSSDは、コンピューターのパフォーマンスを大幅に高速化できます。多くの場合、より高速なプロセッサー(CPU)またはRAMの性能よりも高速です。 ハードディスクドライブまたはHDDは安価で、より多くのストレージを提供します(500 GBから1 TBが一般的です)が、SSDディスクはより高価で、一般に64 GBから256 GBの構成で利用可能です。

SSDには、HDDドライブに比べていくつかの利点があります。

比較表

HDDとSSDの比較表
HDD SSD
を意味するハードディスクドライブソリッドステートドライブ
速度HDDは、SSDと比較して、待ち時間が長く、読み取り/書き込み時間が長く、サポートされるIOP(1秒あたりの入出力操作)が少ないです。SSDは、HDDと比較して、待ち時間が短く、読み取り/書き込みが高速で、より多くのIOP(1秒あたりの入出力操作)をサポートします。
熱、電気、ノイズハードディスクドライブは、より多くの電力を使用してプラッタを回転させ、熱とノイズを発生させます。ソリッドステートドライブではこのような回転は必要ないため、消費電力が少なく、熱やノイズが発生しません。
最適化HDDドライブのパフォーマンスは断片化により悪化します。 したがって、定期的にデフラグする必要があります。SSDドライブのパフォーマンスは断片化の影響を受けません。 したがって、最適化は必要ありません。
構成部品HDDには可動部分があります-磁気材料の薄い層でコーティングされた1つ以上の平らな円形ディスク(プラッターと呼ばれる)を保持するモーター駆動のスピンドル。 読み書きヘッドはディスクの上部に配置されています。 これらはすべて金属製のケースに入れられていますSSDには可動部品がありません。 基本的にはメモリチップです。 相互接続された、集積回路(IC)とインターフェイスコネクタがあります。 コントローラ、キャッシュ、コンデンサの3つの基本コンポーネントがあります。
重量HDDはSSDドライブよりも重いです。SSDドライブは、回転ディスク、スピンドル、モーターがないため、HDDドライブよりも軽量です。
振動への対処HDDの可動部品は、振動によるクラッシュや損傷を受けやすくします。SSDドライブは、最大2000Hzの振動に耐えることができ、これはHDDよりもはるかに大きいです。

速度

HDDディスクは、回転する磁気ドライブのプラッタと操作用の読み取り/書き込みヘッドを使用します。 そのため、ディスクのスピンアップが必要なため、SSDよりもHDDの方が起動速度が遅くなります。 Intelは、SSDがHDDの8倍高速であるため、起動時間を短縮できると主張しています。[1]

次のビデオでは、実世界のHDDとSSDの速度を比較しています。SSDストレージがすべてのテストで先に出てくることは驚くことではありません。

ベンチマーク統計-小さな読み取り/書き込み

  • HDD:小さな読み取り– 175 IOP、小さな書き込み– 280 IOP
  • フラッシュSSD:小さい読み取り– 1075 IOP(6x)、小さい書き込み– 21 IOP(0.1x)
  • DRAM SSD:小さい読み取り– 4091 IOP(23x)、小さい書き込み– 4184 IOP(14x)

IOPは1秒あたりの入出力操作を表します

HDDとSSDでのデータ転送

HDDでは、データ転送はシーケンシャルです。 物理的な読み取り/書き込みヘッドは、操作を実行するためにハードドライブの適切なポイントを「シーク」します。 このシーク時間は重要です。 転送速度は、ファイルシステムの断片化とファイルのレイアウトにも影響されます。 最後に、ハードディスクの機械的性質により、特定のパフォーマンス制限が生じます。

SSDでは、データ転送はシーケンシャルではありません。 ランダムアクセスなので、高速です。 データの物理的な場所は無関係なので、一貫した読み取りパフォーマンスがあります。 SSDには読み取り/書き込みヘッドがないため、ヘッドの動き(シーク)による遅延はありません。

信頼性

HDDドライブとは異なり、SSDディスクには可動部品がありません。 したがって、SSDの信頼性は高くなります。 HDD内の可動部品は、機械的故障のリスクを高めます。 ハードディスクドライブ内のプラッターとヘッドの急速な動きにより、「ヘッドクラッシュ」の影響を受けやすくなります。 ヘッドクラッシュは、電子的な障害、突然の停電、物理的な衝撃、摩耗、裂け目、腐食、またはプラッタとヘッドの不十分な製造が原因で発生する可能性があります。 信頼性に影響を与えるもう1つの要因は、磁石の存在です。 HDDは磁気ストレージを使用しているため、強力な磁石の近くにあると、損傷やデータ破損の影響を受けやすくなります。 SSDは、このような磁気歪みの危険性はありません。

摩耗

フラッシュが最初に長期ストレージの勢いを増し始めたとき、特に一部の専門家がSSDの動作方法のために達成できる書き込みサイクルの数が限られていると警告した一部の専門家から、消耗に関する懸念がありました。 ただし、SSDメーカーは製品アーキテクチャ、ドライブコントローラー、読み取り/書き込みアルゴリズムに多大な労力を費やしており、実際には、ほとんどの実用的なアプリケーションでSSDの摩耗は問題ではありません。[2]

価格

2015年6月現在、SSDはハードドライブよりもギガバイトあたりの価格が高いですが、SSDの価格は近年大幅に低下しています。 外付けハードドライブはギガバイトあたり約0.04ドルですが、一般的なフラッシュSSDはGBあたり約0.50ドルです。 これは、2012年初頭のGBあたり約2ドルから減少しています。

つまり、1 TBのSSDの価格が約475ドルであるのに対し、Amazonでは1 TBの外付けハードドライブ(HDD)をAmazonで55ドルで購入できます(外付けハードドライブのベストセラーを参照)。 (内部SSDおよび外部SSDのベストセラーリストを参照してください)。

価格見通し

2015年6月のネットワークコンピューティングの影響力のある記事で、ストレージコンサルタントのJim O'Reillyは、SSDストレージの価格は非常に急速に下落しており、3D NANDテクノロジーにより、SSDは2016年末頃にHDDと同等の価格を達成する可能性が高いと書いています。

SSDの価格が下落する主な理由は2つあります。

  1. 高密度化 :3D NANDテクノロジーは、ダイあたり32または64倍の容量を詰めることができるため、SSD容量の飛躍的な増加を可能にした画期的な製品でした。
  2. プロセス効率 :フラッシュストレージの製造がより効率的になり、ダイの歩留まりが大幅に向上しました。

Computer Worldの 2015年12月の記事では、2017年に販売された新しいラップトップの40%、2016年に31%、2015年にラップトップの25%がHDDドライブではなくSSDを使用すると予測されました。 また、この記事では、HDDの価格はそれほど下がっていませんが、SSDの価格は月ごとに一貫して下落しており、HDDと同等に近いと報告しています。

DRAMeXchangeによるHDDおよびSSDストレージの価格予測。 価格はギガバイトあたりの米ドルです。

ストレージ容量

最近まで、SSDは高価すぎて、小さなサイズでしか利用できませんでした。 SSDドライブを使用する場合、128 GBと256 GBのラップトップが一般的ですが、HDD内部ドライブを搭載したラップトップは通常500 GB〜1 TBです。 Appleを含む一部のベンダーは、シームレスに連携する1つのSSDと1つのHDDドライブを組み合わせた「フュージョン」ドライブを提供しています。

ただし、3D NANDを使用すると、SSDは2016年末までにHDDドライブの容量ギャップを埋める可能性があります。2015年7月、SamsungはSATAコネクタを使用する2TB SSDドライブをリリースすると発表しました。 HDDテクノロジーは約10 TBで上限になる可能性がありますが、フラッシュストレージにはそのような制限はありません。 実際、2015年8月、サムスンは世界最大のハードドライブである16 TB SSDドライブを発表しました。

HDDのデフラグメンテーション

HDDとデータを格納する磁気プラッターの物理的性質により、データがディスクに連続して格納されている場合、IO操作(ディスクからの読み取りまたはディスクへの書き込み)ははるかに高速に動作します。 ファイルのデータがディスクのさまざまな部分に保存されている場合、ディスクはディスクのさまざまな領域でスピンして読み取り/書き込みヘッドと接触する必要があるため、IO速度が低下します。 多くの場合、すべてのデータをファイルに保存するのに十分な連続したスペースがありません。 これにより、HDDが断片化します。 デバイスのパフォーマンスが低下しないようにするには、定期的なデフラグが必要です。

SSDディスクでは、読み取り/書き込みヘッドにそのような物理的な制限はありません。 そのため、ディスク上のデータの物理的な場所は、パフォーマンスに影響を与えないため重要ではありません。 したがって、SSDではデフラグは不要です。

ノイズ

HDDディスクは回転するため聞こえます。 小さいフォームファクタ(2.5インチなど)のHDDドライブは静かです。 SSDドライブは可動部品のない集積回路であるため、動作時にノイズを発生しません。

コンポーネントと操作

一般的なHDDは、データが記録される1つ以上の平らな円形ディスク( プラッターと呼ばれる)を保持するスピンドルで構成されています。 プラッターは非磁性材料で作られており、磁性材料の薄い層でコーティングされています。 読み書きヘッドはディスクの上部に配置されます。 プラッターはモーターで非常に高速で回転します。 一般的なハードドライブには2つの電動モーターがあり、1つはディスクを回転させ、もう1つは読み取り/書き込みヘッドアセンブリを配置します。 データは、読み取り/書き込みヘッドを通過して回転するときにプラッターに書き込まれます。 読み書きヘッドは、その直下の材料の磁化を検出および修正できます。

HDD(左)およびSSD(右)ドライブの分解されたコンポーネント。

対照的に、SSDはマイクロチップを使用し、可動部品が含まれていません。 SSDコンポーネントにはコントローラーが含まれます。コントローラーは、ファームウェアレベルのソフトウェアを実行する組み込みプロセッサーであり、SSDパフォーマンスの最も重要な要因の1つです。 キャッシュ。ブロック配置のディレクトリとウェアレベリングデータも保持されます。 エネルギー貯蔵-コンデンサまたはバッテリー-電力が落ちたときにキャッシュ内のデータをドライブにフラッシュできるようにします。 SSDの主なストレージコンポーネントは、最初に開発されて以来のDRAM揮発性メモリでしたが、2009年以降はより一般的なNANDフラッシュメモリです。 SSDのパフォーマンスは、デバイスで使用される並列NANDフラッシュチップの数に応じて拡張できます。 1つのNANDチップは比較的低速です。 SSD内で複数のNANDデバイスが並行して動作する場合、十分な未処理の操作が保留中で、デバイス間で負荷が均等に分散されている限り、帯域幅が拡大し、高レイテンシが隠されます。

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