パソコンのハードディスクの進歩の流れ

パソコンの外部記憶装置(ストレージ)は、最近はSSDなど非常に高速な装置が使われる機会も出て来ました。従来から使われてきたハードディスク(HDD)は、速度面でどうしてもSSDに劣る部分があります。

ですがSSDは高速な分、容量あたりの単価が高価で、大容量のデータ(動画や大量の写真など)を保管しておく用途には向きません。これに対してHDDはSSDよりは転送速度などが遅いものの、そこそこの速度で大量のデータを記録することができます。このためまだまだお役御免となることはなさそうです。

OSやよく使うプリケーションの起動用ディスクなど、特にランダムアクセスの高速性が求められる用途にはSSD、大きなデータや、主に連続読みだし/書き込みだけでデータのやりとりが終わらせられるような用途にはHDDと、両者の特色を活かした使い方がされていくのだと思います。

HDDもここまで性能や容量を向上させるために、様々な規格や新しい技術が投入されてきました。その部分について少し見てみましょう。

  • インタフェースの進化

HDDの高速化の流れの一つは、パソコン本体とのやりとりを行うインタフェースの高速化の歴史でもあります。今までにこのような規格が使われてきました。

– IDE(Integrated Drive Electronics)
– ATA(AT Attachment interface)
– SATA(Serial ATA)
– SATA Express

IDEはパソコン用ハードディスクの初期に、ドライブ自体とドライブのコントローラを統合するための規格でした。

ですが開発が進むにしたがって、ハードディスクの製品化を行っている各社が、社独自の拡張機能を追加して互換性に問題が生じ始めたため、様々な新技術を盛り込んで規格が作られたのがATAです。

ATAはAT Attachment interfaceの略語ですが、頭の「AT」は当時のパソコンの主流であったIBM PC/ATのATではないかと思います。

ATA規格も年を経るごとにバージョンが上がっていき、最終的には最大転送速度が166.6MB/sの規格までが盛り込まれました。ただ、これ以上の高速化は原理的に難しくなり、まったくATAとは互換性のないSATAが規格化されます。

SATAはシリアルATAの略ですが、SATAが出現して以降は従来のATA規格を、SATAとの対比上「パラレルATA」、PATAと呼ぶようになりました。

シリアルATAも世代を重ねてバージョン3.0が現状使われていますが、この規格ではHDDやSSDとのデータのやりとりは、最大600MB/sまで速度が引き上げられています。

ただ、今のSSDでは簡単にこの速度も超える性能を持たせることができ、SATAも速度の面で限界に来ています。

さらにディスクの高速化にも対応出来るように、内部の仕組みとして汎用インタフェースのPCI-Expressを取り入れたのがSATA Expressです。

こちらはまだ一部のCPUやその周辺チップでしかサポートが行われておらず、対応するドライブもほとんど出荷されていません。まだまだこれからの規格です。

規格上の論理的な最大転送速度は2GB/sにも達します。

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    ディスク自体の進化

ハードディスクは3.5インチディスクといわれる装置であれば、直径3.5インチの円盤上に磁気的に情報を記録します。この円盤を複数枚持てばその分だけ容量を大きくできます。

ただ、ハードディスク全体の大きさにもやはりある程度の規格が存在して、ディスクをたくさん重ねて厚みが出てしまうと、搭載出来ないパソコンなどが増えてしまいます。

このためハードディスクの容量を増加させるためには、もう一つ、ディスク1枚あたりの容量を増やしていく必要があります。

ディスクのサイズにも決まりがありますので、ディスク1枚あたりの容量を増やすには、記録する密度を上げることになります。これを表す言葉として「記録密度」という単語が使われますが、ハードディスクでは面積あたりにどれだけのビット数を記録出来るかを表します。

記録密度を上げるためにも様々な技術が投入され、現在では1平方インチあたり500ギガビット以上の膨大な量の記録が行えるようになっています。

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