お知らせ

2015/11/03

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ハードディスクとSSD

ハードディスクとSSD

ハードディスクメーカー大手Western Digital社が、フラッシュメモリ、SSD製造大手のSANDISK社を2兆3000億円の大型の買収を行いました。 これは将来的にハードディスクが全てSSDに置き換わるということを決定づけるものではありませんが、Western Digital社としても事業の方向性を大きく変化させる内容の買収のように捉えることができます。 ハードディスクが大容量化するためには、ヘッドと呼ばれる磁気記録の読み取り装置と、プラッタと呼ばれる記録用の円盤の磁性体塗装技術の改良が必要になります。 現在4TBなどの容量を持つハードディスクと、20年前の100MBのハードディスクは物理的な大きさ、形状は同じですが、40,000倍もの記録容量の向上が見られ、それは当時は実現不可能だったハードディスクの製造技術の進歩が必要でした。 ハードディスクは円盤、ヘッド、モーターなど物理的な動作をする機器が多く含まれており、それをコントロールするコンピュータがそれを動作させています。 SSDは記録部分は完全に半導体で、ナノメートル単位のNAND回路という電子回路の集まりです。これが微細化、構造の立体化などの技術を向上させ、記録容量を増加させています。 現在2.5インチハードディスクと同一のサイズで、8TB以上の容量を持つSSDが製品化され発売されています。 民生品で小売価格100万円を超える高価なものですが、販売可能な形で製品化することができたことは大きな飛躍です。 30年前には30GB程度のハードディスクが重量2t、業務用で6,000万円を超える製品でした。 それを考えると、現在のハードディスクは30年でここまで微細化し、価格も同一のものとは思えないものにまで進化しています。 SSDは半導体によるNAND回路の集積率を上げることで、それは現在20ナノメートルの微細度で製造されており、その製造工程の進歩により、さらに面積あたりの記憶容量を増加させることができます。 半導体の開発技術の向上は十年一昔というスピードではなく、2、3年もすれば過去の世代となるとても高速な進歩を遂げています。 SSDの技術開発が、ハードディスクの技術進歩にかける費用よりもコストパフォーマンスが良くなれば、一気にHDDからSSDの時代に変化していくのではないかと考えています。

2015/04/28

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壊れないパソコン

壊れないパソコン

パソコンを使う上での不安は、故障が一番大きいでしょう。 今している作業、保存されているデータなどが失われる、朝会社に来てパソコンが動かなければどうするか、という不安は常に付きまといます。 パソコンが壊れるのはどこが壊れやすいのでしょうか、また故障しないパソコンはできるのでしょうか。 壊れやすい部分 パソコンで壊れやすい部分は、可動部です。具体的にはモーターなどが付いているパーツです。 これはDVDドライブ、ハードディスク、電源、CPU冷却ファンやグラフィックボードのファンなどが挙げられます。 これらは消耗していきますので壊れることはやむを得ないことです。交換も比較的簡単にできています。 ただハードディスクはパソコンのなかで、データやソフトが保存されたユーザーにとって最も重要なパーツです。この重要なパーツが消耗品であることを理解すれば、バックアップがいかに必要なことかを理解できるはずです。 ハードディスクが故障する原因として、熱もまた挙げられます。統計的にパソコンの内部が高温になるとハードディスクは故障しやすいです。 ですので高温になりやすいハードディスク、CPU、グラフィックボードが発熱しにくく、またファンが正常に動いていることが重要になります。 これらのパーツが多ければ多いほど、メンテナンスの必要性は大きくなります。通気口が埃で詰まっていることでも故障率が増えてしまいます。 高温多湿になるとマザーボードのパーツなどにもダメージを与えてしまい、何をしても起動しないという状態を招きやすいです。 またUSBから電源をとる機器なども、使用電力の多いものを使い続けると発熱を招き、USBポートはマザーボード直接繋がっていることが多いのでダメージを与えてしまいがちです。 USBファンや携帯の充電なども大切に使いたい場合はあまりお勧めしません。 壊れにくいパソコン 壊れにくいパソコンを考えるなら、パーツの少ない、可動部の少ないものが理想的です。 現在とても低発熱のCPU、Core MやAtomが登場して、どんどん洗練されています。 Core Mはノートパソコン用ですがファンレスを目指して設計されたものです。Core iシリーズに比べれば処理能力は落ちますが、Officeの操作がもたつくというようなことはないでしょう。 このようなCPUはグラフィック機能も内蔵しているので別途グラフィックボードを必要としません。これで発熱源を一つ減らせます。 またハードディスクでなくSSDを利用したパソコンも故障の確率はかなり減ります。 SSDは半導体でできていて、少ない電力で動作するのでハードディスクのような熱を発することはありません。 DVDドライブなども内蔵ではなく、利用回数が少なく外付けで大丈夫であればそちらをお勧めします。 これらの構成であれば、電源も大きな電力を必要とせず、簡略化でき不具合も少ないです。 ノートパソコンは小さい筐体の中にパーツが密集しますので、どうしても熱がこもりがちですが、放熱の良い金属素材で筐体が作られていれば熱による故障率はかなり減少するはずです。 これらの条件をすべて満たせばパソコンで故障する可能性は限りなく減らせます。

2013/01/09

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iMac(Late2012)とUSB3.0ドライブでバックアップ

iMac(Late2012)とUSB3.0ドライブでバックアップ

iMac(Late2012)にTimeMachineバックアップを設定してみました。 TimeMachineはMac OS Xの基本機能で、バックアップドライブに、世代バックアップをとり、ファイルを以前の状態に復元することのできる機能です。 今回のアップデートでiMacにもUSB3.0が搭載されましたので、そのスピードが体感できるものか、確認してみました。 USB3.0外付けHDD 今回安価で手に入りやすいBuffalo HD-LBU3(リンクはメーカーサイト）を選択しました。 いつものBuffaloの外付けドライブと同じ外見です。 この青い端子がUSB3.0。Aコネクタ（本体側）はUSB2.0までと同じですが、Bコネクタ（HDD側）は形状が違いますね。 難点といえば、このACアダプタ。 ちょっと横幅がでかいので、電源タップなどにつけるときに、余裕がないと難しいです。 それでは、実際につないでみて、どれぐらいの転送速度が出るのか、試してみます・ USB3.0ドライブのスピード計測 iMacのUSBポートはどのポートもUSB3.0に対応していますので、どのポートに接続しても大丈夫です。 まずTimeMachineでの接続のために出荷状態でFAT32でフォーマットされているものをMacOS拡張（ジャーナリング)でフォーマットします。ツール類が入っていますが、Macでは使用しないので、そのままフォーマットします。 フォーマットした後、どの程度の転送速度が出るのかをベンチマークアプリケーションで計測してみます。 まずはXBenchの結果。 DiskTest 53.70 Sequential 172.28 Uncached Write[4K blocks] 256.98 157.78 MB/sec Uncached Write [256K blocks] 248.13 140.39 MB/sec Uncached Read [4K blocks] 83.04 24.30 MB/sec Uncached Read [256K blocks] 307.30 154.45 MB/sec Random 31.80 Uncached Write [4K blocks] 9.00 0.95 MB/sec Uncached Write [256K blocks] 309.23 99.00 MB/sec Uncached Read [4K blocks] 142.24 1.01 MB/sec Uncached Read [256K blocks] 230.33 42.74 MB/sec 比較すべき、USB2.0ドライブが手元にあれば、比較しやすいのでしょうが、USB外付けドライブとしてはかなり良い数値が出ているように感じます。 ドライブの性能にもよるのでしょうが、おおよそ2~30MB/secが平均的だったUSB2.0から比べれば連続的な読み書きでは数倍のスピードが出ています。 今回購入したHD-LBU3は内部のハードドライブは、Seagate社のST2000DM001という型番であることがわかりました。 内蔵SATA接続の場合とも、大きな差は出ていないようで、USB3.0は十分な帯域を持ち、USB2.0のようなボトルネックにはなりにくいようです。 Blackmagic Disk Speed Testの結果は以下の通り。動画編集などにも十分なスピードが出ていることがわかります。 内蔵Fusionドライブとのベンチマーク結果を比較されたい方はこちらからご覧になってください。 TimeMachieの設定 これをTimeMachineの環境設定から、バックアップディスクに選択します。 初回バックアップは44.05GBをバックアップし、所要時間は11分でした。 TimeMachineの初期バックアップはかなりの時間がかかっていたものですが、これだけ早く終了するのは、かなりの驚きです。 Firewire端子は付属しないiMacですが、TimeMachineバックアップに限ればFirewireは必要ない転送速度と言えるでしょう。 TimeMachineバックアップがあれば、内臓ハードディスクが故障し交換した際、そこから復元することもできます。 USB3.0ドライブもUSB2.0ドライブと大差ない価格で購入できますので、安心のためにもTimeMachineバックアップを設定しておきましょう。

2012/12/08

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ハードディスクとSSD

ハードディスクとSSD

ハードディスクの利点と弱点 ハードディスクの最大の利点といえば、その実績です。 ハードディスクは壊れやすい、あるいはすぐに壊れる、という印象を持たれている方もいらっしゃると思いますが、家庭用のPCから業務機器の中など、さまざまな分野で利用されている、信頼性の高いメディアであるといえます。 内部構造が複雑であり、モーターでプラッタと呼ばれる円盤を高速回転させる仕組みであることから、物理的な障害はいつかは起こります。軸受けの摩耗や、読み取りヘッドが円盤面に接触するクラッシュなどが主な故障の原因です。 障害を減らすためには、できるだけハードディスクを高温下で使わないということが重要です。ハードディスクは構造上熱を持ちやすいので、排熱をしっかりしておかないと、自分自身の熱で寿命を低下させることになりがちです。 このような劣化は必ず起こることなので、バックアップやRAIDなどを利用して障害に備えることで、データを保護する必要があります。 価格あたりの容量単価が高いことは大きな利点です。ハードディスクは記録・読み出し方式が更新され、記録容量が年々進化しており、より高密度の情報を一枚のプラッタに記録することができるようになっています。 SSDの利点と弱点 SSD(ソリッドステートドライブ)の最大の利点は、その読み書き速度です。 連続読み出し速度は高速なものであれば400MB/秒以上にもおよび、ハードディスクの3倍以上の高速性をもちます。 ハードディスクはプラッタの回転速度と、ヘッドの移動速度など、物理的な可動部の制約に縛られていますが、SSDはフラッシュメモリへの電気的なアクセスになりますので、そのような制約を受けません。 システムの起動や、アプリケーションの起動などは確実に実感できるぐらいに高速化します。 最大の弱点とされる点は、書き換え可能回数に上限があることです。 このことについて、実際に検証されているサイトもあり、参考になります。一般的な用途であれば、書き込み上限に達するにはかなりの時間がかかるようですが、製品ごとに性質が違うので、必ずしも十分な寿命を持っていない可能性もあります。 この制約があるので、頻繁に書き換えのおこる場合や、一時データを保管するのには用途として向いていないとされています。 容量単価はかなり高価です。また、ハードディスクほど巨大な記憶容量を持った単体のドライブはまだ出回っていません。 高価とはいえ、値段はこなれてきており、それによって効率化される分野であれば導入する価値のあるデバイスです。 ハイブリッド型とFusionDrive これらの両方の特性の良い部分を活かしたハイブリッドハードディスク、あるいは最新型のiMacやMac miniに搭載されているFusionDriveと呼ばれるものがあります。 大規模なデータはハードディスク部に置き、頻繁に読み取られるデータはSSD部分に保存することで、両方のメリットを受けることができます。 小容量のSSDをハードディスクのキャッシュとして利用することで、全体の価格を抑えつつHDDの大容量も同時に備えるドライブをハイブリッドハードディスクと呼びます。 FusionDriveは128GBのフラッシュディスクと、1TBあるいは3TBのハードディスクを一つのボリュームとして扱います。 一般にハイブリッドハードディスクと呼ばれる単体のドライブではなく、個別のフラッシュディスクとハードディスクをシステム上で一つのドライブとしてアクセスする仕組みです。 128GBの容量を超えたデータを扱うとき、どういう挙動になるのか、頻繁に読み取る部分をどう判別するのか、といった部分はこれから検証が待たれます。

2012/12/05

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RAIDとはなんですか

RAIDとはなんですか

昨日、このブログ記事を読んでいて、思わず笑って切なくなってしまったのもあり、RAIDについて書いてみようと思います。 RAIDという言葉もパソコンにある程度詳しい方なら、一度は聞いたことのある用語だと思います。 RAIDの起源 RAIDはカリフォルニア大学バークレー校で1988年に発表された論文の中で初めて登場しました。 RAIDは頭文字からなる言葉でRedundant Arrays of Inexpensive Disks、の略語で、「安価なディスクの冗長的な配列」と訳すべきでしょうか。 当時、メインフレーム等大型のコンピュータに導入されているハードディスク装置は、現在のハードディスクという言葉から想像もできないぐらい高価であり、一般用の安価なハードディスクとの価格差、性能差は大きなものがありました。 この安価なハードディスクを、複数台束ね、アクセスを分散させることによって、個々の安価なハードディスクでも、それなりの性能を引き出すことを目的としてRAIDは生まれました。 現在、一般用のハードディスクの性能が向上し、高価なハードディスク装置というものがなくなり、ハードディスクを複数台束ねて使うことが一般的となったため、RAIDの中からInexpensive（安価）という部分が意味をなさなくなり、Redundant Arrays of Independent Disks（独立したディスクの冗長的な配列）という言葉の略称であるといわれることが一般的です。 RAIDの種類 RAIDという言葉を私たちが聞くとき、RAID0、RAID1、RAID5などと数値とともに表されています。 これらの数値にはそれぞれ意味があります。 RAID0 RAID0は複数台のハードディスクを束ねて使うことで、書き込み、読み込みの高速性を追求した形です。ストライピングとも呼ばれます。信頼性は単体のハードディスクより下がります。 現在ハードディスクと本体PCを接続する規格としてシリアルATAがよく使われていますが、これは最大600メガバイト/秒の読み書き性能があります。 標準的なHDDの読み書き速度は最高でも100メガバイト/秒前後ですので、複数のハードディスクに分散して読み書きすることによって、一台のハードディスクの上限を超えて読み書きを行う目的で使用されます。 複数台のハードディスクに分散して一つのファイルを書き込みますので、一台のハードディスクでも故障すれば、あらゆるファイルの復元は不可能になってしまいます。 一時的なファイルを高速で読み書きする必要があるときのみ勧められるかも知れませんが、このような状況はなかなかありません。 RAID1 RAID1は複数台のハードディスクに、同一のデータを書き込むことによって、ハードディスクの故障に備えた、予備を作るという目的で使用されます。 ハードディスク2台から構築でき、OS自体がその機能を持っていることも多いので、一番身近なRAIDの形といえます。 ハードディスクが故障した場合、故障していないハードディスクで継続してデータの読み書きができるため、あまり細かいことを気にする必要なく運用できる単純な構成です。 ただ、RAID1=データのバックアップとして認識するのは、問題があります。 このRAID1のボリュームに対して、データを破壊するような書き込み（たとえば誤ってファイルを消去する）を行ってしまった場合に、構成するハードディスクすべてに同様の書き込みが行われてしまいます。 あらゆるRAIDに言えることですが、RAIDボリュームはあくまでハードディスクの故障という問題に対処するための手段であり、データの保護のためには、別のハードディスクやRAIDボリュームに対して、バックアップを行うことが、データを失わないために重要なことです。 RAID5 RAID5は、3台以上のハードディスクから構築され、複数台に分散して書き込みを行うRAID0の高速性と、うち1台のハードディスクの故障があっても、パリティと呼ばれるデータから、読み書きが継続して行うことができるという耐障害性を備えた方式です。 このパリティの計算を行う必要があるため、専用のコントローラーなどを用意しないと、十分なパフォーマンスを得られません。 また同時に2台以上の障害が起こると、すべてのデータが読みだすことができなくなってしまうため、1台に障害が起これば、できるだけ速やかにハードディスクを交換し、リビルドという操作で、RAIDのデータの再構築を行う必要があります。 そのため、RAID5を運用していくうえで、メンテナンス体制が最も重要なことになります。 メーカー保守がなく、独自運用していくためには、ノウハウと、準備が重要です。 バックアップは重要です データの保全という意味でのバックアップは、RAIDとは分けて考えるべきです。 WindowsであればWindowsバックアップでの定期バックアップという手段も用意されていますし、RAIDを利用したNAS（ネットワークストレージ）なども、独自の外部端子と、バックアップタスクを設定できるものがほとんどです。 大規模なRAIDでも定期的なテープ装置などによるバックアップは欠かせませんし、小さい規模のRAIDでも同じことです。 ハードディスクはいつかは壊れることは前提として考え、それは明日かもしれません。障害から復旧までの時間はRAIDを使えば、短縮できることは多いでしょう。 それに加えて、RAIDボリューム自体の破損にも備えが必要となります。

2012/11/20

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パソコンの動作が遅い（ハードディスク・CPU編）

パソコンの動作が遅い（ハードディスク・CPU編）

メモリ編に引き続いて、ハードディスク・CPUなどにについても書いてみたいと思います。 これらはメモリ不足になっているPCほどの劇的な改善は見込めないかもしれません。 ハードディスクについて ハードディスクの容量によって、パソコンのスピードが左右されることはありません。 空き容量が少なすぎる場合は、うまく動作できなくなることはあるので、空き容量はできるだけ多くなるように、不要なアプリケーションやデータなどは適宜整理していくことが大事です。 ハードディスクがパソコンの速度低下にかかわるのは、断片化があります。 断片化とは、一つのファイルが、ハードディスク内でバラバラな空き部分に分断して配置されてしまい、アクセスに時間がかかる状態です。一つのファイルはハードディスク内で連続した範囲に配置されていることで、高速に読み取りすることができるようになります。 これは各ドライブのプロパティから最適化を選択することで解消することができます。 時間がかかりますので、余裕があるときに実行する必要があります。 PCを使いながら実行すると、完全に完了しない、あるいは完了するまでにより時間がかかることも多いです。 SSDとは ハードディスクの代わりにSSD（ソリッドステートドライブ）という高速なフラッシュメモリ機器を搭載することで、ディスクアクセスを数倍高速化する方法があります。 これはパーツの単価は安くなってきたとはいえ、かなり高価です。コストパフォーマンスという点では、まだまだ改善の余地はあります。 どちらかといえば、ハイエンド志向の方法で、最大限に効率化する必要がなければ、そういった方法もある、というぐらいにとらえておくのがいいと考えます。 CPUについて CPUのみをアップグレードするという方法も、デスクトップでは選べることもありますが、メモリ増設よりもかなりハードルは高いので、これを選択するのであれば、よほど準備が必要となります。 またこういった行為は改造とみなされて、メーカーの保証は受けられなくなる場合がほとんどです。 いまは個別パーツのグレードアップを選択するよりも、定期的なPCの入れ替えの方が、コスト面で優れていることも多くあります。 新規にPCを購入する際に、CPUの種類が記載されていると思いますが、どれを選ぶといいのかという指標を書いてみます。 Core i3,i5,i7（コア・アイシリーズ） これらはIntel社のPC向けメインストリームの製品群で、最大限の能力を発揮します。 iに続く数字が大きいほうが、高速で処理をすることができます。その分高価にはなります。 Core i5を中心に見据えて、予算に応じてi7を選択したり、i3にするとよいでしょう。 Celeron（セレロン） Celeronは低価格デスクトップ向けの製品群です。 製造工程については、Core iシリーズと同一のものが使われていますが、一部の機能をOFFにしています。 事務的な用途であれば、十分な性能を持つものです。 複数台、同一の仕様で導入する必要がある場合などは、コスト面でもメリットがあるでしょう。 Atom（アトム） 一般にネットブックといわれる小型のモバイルノートパソコンなどでよく利用されています。 Core iシリーズなどとは設計がそもそも違い、同じソフトウェアが動作しますが、省電力性に重きが置かれているため、処理速度はあまり見込めません。 モバイル用のCeleronなどと比べても、処理速度は遅くなります。携帯性を重要視したモバイルノートなど、省電力が重要となる場合に選ぶべきCPUです。