ハードディスクガイド

ハードディスクとは？

ハードディスクとは何でしょうか。大きく分けて、コンピューターは2種類のデータ保存方法を採用しており、これらは大雑把に言うと、アクティブ・メモリとパッシブ・メモリと言えます。

RAM(ランダムアクセスメモリー)は、アクティブです。開いたアプリケーションや使用しているオペレーティングシステムの機能など、コンピューターが現在展開しているコードを保存して実行するために使用されます。コンピュータがこのデータに任意の順序で高速にアクセスできるため、ランダムアクセスメモリと呼ばれています。

一方、ハードディスクはパッシブメモリーデバイスと言えるでしょう。データをディスクに保存し、後で取り出して使用する。従来のハードディスクは、ランダムアクセスではなくダイレクトアクセスであり、デバイス上のデータの物理的な位置が検索速度に影響します。

最近のハードディスクドライブによっては、単体の部品としてではなく、回路基板に直接搭載されています。一方、外付けハードディスクやポータブルハードディスクは独立したデバイスで、通常はデータケーブルでコンピューターに接続されています。

ハードディスクの用途

ハードディスクの主な用途は、「データを保存し、後で取り出すこと」です。ハードディスクには、3種類のデータが保存されています。

1. オペレーティングシステム - 例：Windows、macOS、Linux。これらの複雑なソフトウェア・アーキテクチャは、ハードウェアとユーザーの間で仲介役として機能し、コンピュータの機能を使用することを可能にします。
2. アプリケーションは、プログラムとも呼ばれ、Google ChromeからAdobe Photoshopまで、あらゆるものが含まれます。これらは通常、ユーザーによってインストールされますが、プリインストールされている場合もあります。
3. これらのプログラムによって生成されたファイル（例：Word文書）、その他にも写真や音楽などのメディアファイルをインポートすることができます。

コンピュータが起動すると、ハードディスクからRAMにOSが読み込まれ動作します。ユーザーがアプリケーションを起動するばあいにも同様のプロセスが繰り返されます。

Mac用ハードディスクドライブ

Appleは現在、Macコンピュータの全製品にSSDハードディスク・ドライブを標準搭載しています。MacBookシリーズの256GBから、プロのコンテンツ制作者や編集者を対象としたMac Proの巨大な8TB SSDドライブまで、さまざまな容量が用意されています。

現行のすべてのMacは、Thunderbolt 3インターフェイスに標準化されています。一部のMacでは、Thunderbolt 3デバイスと互換性のあるUSB 4を提供していますが、USB 3.2および2.0との後方互換性も確保されています。したがって、Macでの使用を目的とした外付けハードディスク・ドライブは、Thunderbolt 3およびUSB 4ポートで動作することを確認することが重要です。

PC用ハードディスクドライブ

WindowsはmacOSよりもはるかに多様なエコシステムを持っているため、デスクトップまたはラップトップのPCユーザーであれば、内蔵および外付けハードディスクの選択肢をより多く持つことができるようになります。お使いのデバイスで利用可能なポートによってのみ制限されます。ただし、品質と寿命の点から、最高品質のデスクトップ・ドライブが推奨されることが多いようです。

ハードディスクの仕組み

従来のハードディスクドライブは、磁気データの記憶原理で動作しています。アクチュエーターアームと呼ばれる装置に読み書き可能なヘッドを取り付け、回転するプラッターと呼ばれる磁気ディスクの表面を動かして、さまざまな場所に保存されているデータを取り出します。磁気ディスクの表面からわずか数ナノメートルのところにあるヘッドが、その下にある磁気を帯びた粒子のパターンを読み取り、変化させる。この粒子は、プラスとマイナスという異なる磁気極性を持ち、バイナリコードで0か1を表します。

この設計により、ハードディスクは情報を取り出すまでに常に遅延や遅れが生じます。アームは特定のデータに対してディスク上の正しい位置に移動しなければならず、特定のファイルやアプリケーションをRAMに完全に組み立てて開くまでにこのプロセスを何度も繰り返さなければならないことがあります。この遅延（レイテンシーと呼ばれる）は通常ミリ秒単位で計測されるが、ディスクが低電力の休止状態から回転を始めると、秒単位まで上昇することもあります。これに対し、最近のCPUの速度はナノ秒単位で計測される。1ナノ秒は一秒の１０億分の１です。

CPUの世代が上がるにつれ、プラッターの高速回転が可能になったにもかかわらず、ハードディスクの待ち時間とCPUの速度の差はどんどん大きくなっていきました。HDDの技術革新により、プラッターの回転数が高速化されたにもかかわらず、HDDの技術的限界により、プラッターの回転数は10万回転/分程度で限界に達していました。

ソリッドステートドライブは、仕組みが異なります。ソリッド・ステート・ドライブは、可動部品を必要としない、より高速なフラッシュメモリ等を使用します。ソリッド・ステート・ドライブは、動作に可動部品を必要としない、より高速なロジック・ゲートに依存しています。データは、フローティング（電子的に分離された）論理ゲートとして動作するセル内に格納されます。ロジックゲートは、2つのバイナリ入力から1つの出力を生成する計算機スイッチである。電子はこのゲートと相互作用し、電荷を瞬時に別の状態に変化させる。この電荷の変化により、セル内の既存のデータが急速に消去され、新しいデータを入力することができるようになる。2番目のゲートはコントロールゲートと呼ばれ、データの入力と出力を制御します。

この電荷は、デバイスが電源に接続されていないときでも保持されます。このため、フラッシュは不揮発性メモリとして扱われます。

メモリセル自体は、金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタやMOSFETの一種です。

フラッシュメモリーにはNOR型とNAND型の2種類があり、論理ゲートの種類で呼ばれています。NAND型フラッシュメモリは、USBメモリやパソコンなど身近な機器に搭載され、最も広く使われています。NOR型に比べ安価で、容量も大きいという特長があります。

NANDメモリは、ブロックと呼ばれる格子状に配置され、それぞれがページと呼ばれる行で構成されている。NANDのブロックの大きさは256キロバイトから4メガバイト。1キロバイトは1,024バイトで、1バイトは8桁の2進数（ビット）の集まりです。

フラッシュメモリは、1秒間に平均1GBの速度で動作できます。

ハードディスクの種類

ハードディスクドライブには、ハードディスクドライブ（HDD）と、より現代的なソリッドステートドライブという2つのタイプがあります。

ハードディスク容量

ハードディスクの記憶容量は、バイト単位で計測されます。1バイトは通常、8桁の2進数データで構成されています。これは非常に小さなデータ単位であるため、通常は1024バイトのキロバイト（KB）が最小の量となります。より身近なメガバイト（MB）は1024キロバイト（100万バイト）で構成されています。ギガバイト（GB）は1024メガバイト（10億バイト）、テラバイト（TB）は1024ギガバイト（1兆バイト）で構成されています。

最近のハードディスクは、ギガバイトやテラバイトの単位で表示されることが一般的です。500GBノートPCのハードディスクは、SSDが比較的標準になっています。1TBは、ノートパソコンとデスクトップパソコンの両方に対応できるオプションです。

1TBを超えるサイズは一部のハイエンドPCで見ることができますが、主に外付けハードディスクに限定されます。これらの超大容量デバイスは、容量を必要とするファイルの保存や、コンピュータの内蔵ハードディスクのバックアップに適した選択肢です。

ブランド

標準的なコンピュータ部品として、内蔵ハードディスクと外付けハードディスクは、世界のテクノロジー企業によって製造されています。

ハードディスクはいくらで買える？

コンピュータのハードディスクは標準的な部品であり、製造や技術の向上に伴い、その価格は時代とともに劇的に低下しています。価格はドライブのサイズによって異なり、新しい技術としてSSDは一般的にHDDより高価です。

当社の人気商品は以下の通りです。

よくあるご質問

ハードディスクの役割とは？

ハードディスクには、コンピュータの動作に不可欠なデータが保存されています。コンピュータが起動すると、内蔵ハードディスクからオペレーティングシステムがRAMにロードされ、ユーザーはデバイスの操作を開始できるようになります。また、アプリケーションを起動する際にも、ハードディスクからRAMに読み込まれ、使用可能な状態になります。さらに、内蔵および外付けのハードディスクには、文書やメディアファイルを保存することができます。

コンピュータのバックアップに最適なデバイスとは？

コンピュータ用の最適なバックアップ装置は、外付けドライブと自動化されたソフトウェアを組み合わせたものです。これにより、ユーザーの手を煩わせることなく、重要なデータを定期的にバックアップすることができます。macOSとWindowsの最新バージョンには、Windowsではファイル履歴、macOSではタイムマシンと呼ばれる自動バックアップ機能が搭載されています。

外付けドライブは、データを安全に保存するために、耐用年数の長いハードウェアを製造している信頼できるブランドを選びましょう。

2.5ハードディスクと3.5ハードディスクの違いは？

ハードディスクドライブの主なサイズはこの2つです。2.5インチドライブは短くて薄いため、ノートパソコンではデフォルトの選択となり、デスクトップパソコンでは3.5インチドライブを搭載するのが一般的です。ただし、SSDは例外で、デスクトップ用であっても2.5インチを採用することが一般的です。

名称は、サイズの目安にすぎません。実際、一般的な3.5インチ・ドライブは、幅4インチ、長さ5.8インチ、厚さ約0.8インチです。また、2.5インチ・ドライブの一般的な寸法は、幅2.8インチ、長さ4インチ、厚さは0.4インチとなっています。2.5インチドライブは幅2.8インチ、長さ4インチ、厚さ0.4インチと、大型ドライブの4分の1程度の大きさしかありません。