SSDで快適な操作性を体験しよう - SSDの規格や種類、HDDとの違いを徹底解説

SSDとは、Solid State Driveの略で、ハードディスクドライブ(HDD)と比べて高速で耐久性の高い、ストレージと呼ばれるデータ記憶装置です。SSDは、NAND型フラッシュメモリと呼ばれる半導体を使用してデータを保存するため、HDDのように駆動する部品がなく、静音性が高く、省エネ性にも優れます。

SSDの最大の特徴はやはり高速性で、データ転送速度がHDDよりも圧倒的に高速なため、パソコンの起動をはじめ、ソフトウェアの起動や操作、ファイルの読み書きなどがスムーズに行えます。本記事では、SSDの仕組みを中心に、HDDとの違いや選び方のポイントなどを紹介していきますので、ぜひ参考にしてみてください。

1.SSDとHDDの仕組み

1-1.SSDとは

パソコンを構成するパーツのひとつに“ストレージ”と呼ばれるものがあります。「保管」や「倉庫」を意味するストレージの役割はデータの保存・保管であり、パソコンで使用するデータを保存する領域のことをストレージと呼びます。

ストレージには大きく分けて「SSD」と「HDD」の2種類があります。「SSD」はSolid State Drive(ソリッドステートドライブ)の略で、メモリーチップにデータを保存するデバイスで、最近では主流のストレージとなっています。

SSDのサイズは2.5インチのものがメインでしたが、最近ではM.2と呼ばれるモジュールタイプのものが多くなっています。接続インタフェースは、シリアルATA(SATA)かPCI Expressでの接続となります。


1-2.フラッシュメモリに書き込む「SSD」

SSDではデータをNAND型フラッシュメモリと呼ばれるメモリーチップでデータの読み書きを行います。NAND型フラッシュメモリは電源がなくてもデータを保持できる不揮発性メモリで、皆さんがよく利用するUSBメモリもNAND型フラッシュメモリが使用されています。

また、SSDにはデータの読み書きを制御するコントローラーが搭載されています。NAND型フラッシュメモリには書き換え回数に制限があるため、一部のメモリに読み書きが偏るとパーツの寿命に影響が出ます。そのため、コントローラーによって分散してデータを書き込むことによってSSDの劣化を防ぐのです。そのほかコントローラーには、エラー訂正機能などが備わっています。

1-3.HDDとは

一方の「HDD」は、Hard Disk Driveの略で、磁性体を塗布した金属製のディスクにデータを保存します。少し前まではストレージといえばHDDでしたが、最近ではSSDが主流となりつつあり、HDDを使用しないパソコンも増えていますが、大量のデータを扱う場合にはまだまだ現役といえそうです。

HDDのサイズは3.5インチが主流ですが、2.5インチのHDDのも流通しています。接続インタフェースは、かつてIDEやSCSIなどが利用されていましたが、現在ではSATAがメインとなっています。


1-4.金属製のプラッタに書き込む「HDD」

HDDは、記録媒体となる磁性体を塗布した金属製のディスク(プラッタ)を高速で回転させ、磁気ヘッド(スライダー)を使ってデータの読み書きを行います。HDDのデータ転送速度は、プラッタの枚数と回転数が大きく影響します。

同じ容量のHDDであれば、プラッタの枚数が少ないほうが、プラッタ1枚あたりの容量が大きくなり、1回転あたりの読み書きできるデータ量が増えるため、データ転送速度も高速になります。

また、HDDの回転数は1分間あたりの回転数を意味する「rpm(revolutions per minute)」と呼ばれる単位で示されます。この数字が大きいほど回転数が多く、データ転送速度も高速化しますが、騒音や発熱が大きくなるという問題もあります。



2.SSDとHDDのメリット・デメリットを探る

2-1.高速性や耐衝撃性に優れる「SSD」

SSDはメモリチップに書き込むためランダムアクセス性能が高く、HDDに対してデータ転送速度が高速であることが最大のメリットとなります。また、モーターや磁気ヘッドなどの駆動部分がないため、消費電力が少なく、耐衝撃性が高いのが特徴であり、静音性にも優れています。HDDに比べて、小型かつ軽量である点も見逃せないポイントです。

省電力性はSSDの特徴ではありますが、最近のNVMe接続のM.2 SSDは消費電力がかなり多く、発熱も大きくなっています。一方のHDDも低回転モデルは比較的消費電力も少ないため、SSDだから省電力とは単純に言えない状況となっています。



2-2.容量やコスパが「HDD」のメリット

一方のHDDは、容量あたりのコストがSSDに比べて圧倒的に優れています。同じ容量であればHDDのほうが低コストで導入できます。さらに、大容量化も進んでいるため、映像編集などでたくさんお映像データを保存する必要がある方にとっては、特にHDDを利用するメリットは大きいと言えます。最近はSSDの大容量化も進んでいますが、大容量SSDはかなり高額となります。

なお、寿命については、使用環境にも左右されますが、一般的にHDDは3〜4年、SSDは10年程度と言われます。HDDは駆動部分が多く、物理的な故障が発生しやすいことが寿命を縮める大きな理由となっていますが、故障前には異音が発生するなどの前兆を感じ取ることができます。一方のSSDは、データ読み書き回数の上限によって寿命を迎えることが多く、予兆をほとんど感じることなく突然使えなくケースもありますので、日頃のバックアップを心がけておきましょう。



2-3.「SSD」と「HDD」の特徴を比較

ここまでお話したSSDとHDDのメリット・デメリットをまとめたのが下の表です。ただし、これはあくまでも全般的な比較であり、SSDでも製品や接続形式などで速度は大きく変わりますし、消費電力も大きく違っている場合があります。あくまでもストレージ選びの参考としてチェックしてみてください。



3.SSDの種類をチェック

3-1.SSDの規格について

SSDと一言で言っても、形状や接続インタフェースなどに種類があります。ここでは、現在おもに使用されている2.5インチSSDとM.2 SSD、さらに最近ではあまり使われなくなったmSATAについて紹介していきます。

接続インタフェースについては、SATAでの接続がメインでしたが、M.2 SSDの登場によってPCI Expressを利用するNVMe接続が増えており、データ転送速度が飛躍的に向上しているのが特徴です。

なお、ストレージ系のデバイスは、書き込み速度より読み出し速度のほうが高速になるのが特徴ですが、NVMe接続のSSDは特にその差が顕著に現れる傾向にあります。


3-2.2.5インチSSD

SSDが一般的に流通し始めた頃に登場したのは、2.5インチHDDと同サイズの2.5インチSSDで、現在でもまだまだ多くのパソコンで使用されています。サイズはおよそ縦10cm×幅7cm、厚さは7mm〜9.5mmとなります。3.5インチや1.8インチのSSDもありますが、個人向けのパソコンでは2.5インチが主流となっています。

接続インタフェースにはSATAが使用され、データ転送用と電源用の2本のケーブルを接続して利用します。SATAのデータ転送速度は、登場当時の1.5Gbps(約150MB/秒)から大きく向上しており、現在のSATA3規格では最大6.0Gbps(約600MB/秒)に達しています。


3-3.M.2 SSD

M.2(エムドットツー)はフォームファクターおよびインタフェースに関する規格で、M.2 SSDはM.2規格に準じたSSDのことを指します。M.2規格の拡張カードにはWi-FiやBluetoothなどもあります。基本的にM.2 SSDは基板がむき出しになったモジュール形状で、ケーブルなどを介さずに、マザーボードに直接装着します。そのため、マザーボードにソケットが用意されていないと使用することができません。

幅や長さに多くのバリエーションが用意されていますが、M.2 SSDの場合、「Type 2280」と呼ばれる幅22mm×長さ80mmの製品が多く、長さが42mmの「Type 2242」、長さが60mmの「Type 2260」、長さが110mmの「Type 22110」などが使用されます。マザーボードによって使用できるサイズが決まっていますので、購入時は必ずチェックしておきましょう。

M.2 SSDの接続インタフェースには、従来のSATA接続のほか、PCI Expressを利用する「NVMe」接続の製品が最近の主流となっています。NVMe接続のM.2 SSDは非常に高速で、最新のPCI Express Gen5.0(x4)に対応するものは、理論値で最大約16GB/秒に達します。もちろん、実際にはそこまでの速度は期待できませんが、それでも10GB/秒を超える速度が期待できます。一方のSATA接続の場合は、SATA3規格に準じるため、最大600MB/秒となります。

高速性が魅力のNVMe接続ですが、消費電力や発熱が大きいというデメリットもあります。使用する場合は、マザーボードのヒートシンクを利用するか、ヒートシンク付きのモジュールを用意しましょう。

また、最近のマザーボードでは、複数のM.2スロットが用意されていますが、スロットによって対応する規格が異なります。例えばマザーボードの仕様に、

  • M.2_1スロット type 2242/2260/2280 (supports PCIe 5.0 x4 mode)
  • M.2_2スロット type 2242/2260/2280 (supports PCIe 4.0 x4 mode)
  • M.2_3スロット type 2242/2260/2280/22110 (supports PCIe 3.0 x4 & SATA modes)

と書かれている場合、M.2_1スロットは「type 2242/2260/2280」のサイズのM.2 SSDが装着可能で、PCIe 5.0 x4をサポートしており、同様にM.2_2スロットは「type 2242/2260/2280」サイズで、PCIe 4.0 x4をサポート、M.2_3スロットは「type 2242/2260/2280/22110」が装着可能で、PCIe 3.0 x4およびSATAをサポートしていることを意味しています。なお、転送速度については下位互換性があるため、PCIe 5.0 x4のスロットに、PCIe 4.0 x4対応のM.2 SSDを装着しても利用可能ですが、もちろん転送速度はPCIe 4.0 x4相当となります。

また、M.2 SSDの端子部分には切り欠きがあり、PCIe x4対応のMキーと、SATA対応のBキーの2種類があります。それぞれ切り欠きの位置が違うため、Mキー対応のスロットにBキーのM.2 SSDは装着できませんが、SATA対応のM.2 SSDの多くはMキーにも切り欠きがあり、Mキー対応のスロットに装着して利用することができます。



3-4.mSATA

mSATAはM.2が登場する前の規格で、ノートパソコンに多く採用されました。M.2同様に基板がむき出しになったモジュール形状で、ケーブルを介さずマザーボードに直接装着できます。名前が示す通り、接続インタフェースはSATAで、最大転送速度は約600MB/秒となります。一見、M.2とよく似た外見をしていますが、互換性はありません。

一時期、mSATA対応スロットを搭載したマザーボードも存在しましたが、M.2の登場以降はほとんど使われることはなくなりました。

なお、mSATAとよく似た呼称で「micro SATA」と呼ばれるものがあります。この「micro SATA」は1.8インチSSDのことを意味しており、mSATAとまったく異なるものです。ちなみにmSATAは「mini SATA」を略したものです。

4.主なSSDメーカー・ブランドを紹介

4-1.Crucial(クルーシャル)

SSDやメモリで有名な「Crucial」は、米マイクロン・テクノロジーのコンシューマー向けブランド。品質の高さで定評があり、パソコンを自作する方に特に人気があるブランドとなっています。

3次元構造を採り入れ、大容量化に貢献するMicron 3D NANDフラッシュを採用するなど、コストパフォーマンスに優れた製品も注目を集めています。

サイコム取り扱いCrucial製品


4-2.WESTERN DIGITAL(ウエスタンデジタル)

アメリカに拠点を置く世界最大手のHDDメーカーで、かつて高速HDD「Raptor」シリーズなどで一世を風靡しましたが、大手フラッシュメモリメーカーである米SANDISKを買収したことによって、SSD市場に本格参入しました。

同社製品の特徴は色で区分されており、エントリー向けの「Green」、容量を重視した「Blue」、ゲーマー向けの「BLACK」、NAS向けの「Red」、監視システム向けの「Purple」、エンタープライズ向けの「Gold」などがラインナップされています。なおパーツショップなどでは「WD」と表記されることもあります。

サイコム取り扱いWESTERN DIGITAL製品

4-3.Solidigm(ソリダイム)

2021年に創設されたSolidigmは一見新興メーカーに見えますが、実はIntelのSSD部門が、韓国のSK Hynixに売却された後に、新会社として設立されたという経緯があり、Intelの技術がそのまま引き継がれたメーカーとなっています。

設立当初はIntelブランドのSSDを販売していましたが、現在では新たなラインナップも追加されています。IntelのSSDは発売当初より、ブランド力はもちろん、性能面でも信頼性でも高い評価を受けていただけに、Solidigmの今後の展開にも注目が集まっています。

サイコム取り扱いSolidigm製品

4-4.SAMSUNG(サムスン)

家電から電子部品まで扱う韓国の巨大メーカーで、半導体分野でも定評があり、同社チップのメモリモジュールは高い人気を誇っていますが、SSDでも業界を牽引するメーカーとなっています。

同社のSSDには「3D V-NAND」と呼ばれる技術を採用し、大容量かつ高速化を実現しています。ラインナップが非常に豊富なのも特徴で、2.5インチでもM.2でも自分に最適なモデルを見つけることができます。

サイコム取り扱いSAMSUNG製品


5.SSDの選び方をチェック

5-1.自分に必要な容量を検討する

SSDを選ぶ場合、最初の検討すべきは容量です。ストレージを何基搭載するかによっても変わってきますが、SSD1基のみを搭載する場合は、最低でも500GBは必要となります。最近はOSもソフトウェアも容量が増加していますので、256GB程度ではすぐに溢れてしまいます。特に複数のゲームを楽しみたい方は、それだけ多くの容量が必要となります。

できるだけ大容量のSSDを搭載するのがベストですが、大容量SSDはまだまだ高価です。特にゲームなどプレイする方はをする方は予算に応じて500GB〜1TBのSSDを選ぶのが現状ではおすすめです。

映像編集などで保存スペースを十分に確保したい方は、値段もかなりこなれてきている大容量の2.5インチSSDを別途搭載するのもひとつの手です。保存がメインであれば、3.5インチHDDや外付けタイプの採用も検討してみましょう。



5-2.内蔵か外付けか?用途に応じて選ぶ

SSDには、マザーボードに装着するM.2 SSDやケーブルで接続するSATA SSDなどの内蔵モデルのほかに、USBなどで接続する外付けタイプもラインナップされています。

SSDは軽量かつ耐衝撃性に優れていますので、持ち運びなどの用途にも最適です。最近ではポータブルSSDの製品も増えており、USBメモリ同等の使い勝手で利用できる製品もあります。

最近ではUSBもかなり高速化されていますので、SSDの高速性も十分に引き出すことができます。ただし、大容量モデルは内蔵に比べてもさらに割高感があり、少し手が出しづらいかもしれません。その場合、内蔵タイプのSSDを外付け化するキットを利用するのもひとつの手です。

また、マザーボードにM.2スロットがない場合は、SATA SSDか外付けSSDを使うことになりますが、PCI Expressスロットに挿す拡張カードを利用してM.2 SSDを使う方法もあります。



5-3.SATAかNVMeか?パフォーマンスに注目

先述した通り、SSDのデータ転送速度は接続インタフェースによって変わります。SATA接続の場合とNVMe接続のPCIe 5.0 x4で比較すると理論値でもおよそ26.7倍、PCIe 3.0 x4と比較しても約6.7倍の差があります。

そのため、パソコンにストレージを1基のみ使用する場合はもちろん、複数搭載する場合でも、OSやソフトウェアをインストールするストレージは、高速なNVMe接続のM.2 SSDを利用したほうが快適な操作感が期待できます。

なお、パッケージなどに書かれているデータ転送速度は、連続したデータにアクセスする「シーケンシャルアクセス」の数値が大半ですが、実際の操作性や快適性は、不規則なデータにアクセスする「ランダムアクセス」の数値が重要になりますので、こちらの数値も注目しておきましょう。

また、NVMe接続のM.2 SSDは消費電力や発熱がかなり大きくなります。電源容量に影響するほどの電力を消費するわけではありませんが、発熱に関してはマザーボードのヒートシンクや専用のヒートシンクを利用するほか、PCケース内のエアフローにも注意が必要となります。



5-4.SSDのスペックを読み解こう

SSDのスペックには、容量やサイズなどを表す規格以外にも様々な要素があります。SSDに使用されているNAND型フラッシュメモリには、「SLC」「MLC」「TLC」「QLC」といった種類があります。NAND型フラッシュメモリは「セル」にデータを保存する仕組みになっていますが、これらはひとつのセルに何ビットまでのデータを保存できるかを示したもので、SLCは1ビット、MLCは2ビット、TLCは3ビット、QLCは4ビットまでのデータを保存できます。

ちなみにSLCは“Single Level Cell”、MLCは“Multi Level Cell”、TLCは“Triple Level Cell”、QLCは“Quad Level Cell”の略称になります。

1セルにたくさんのデータを保存できるため、QLCがもっとも低価格かつ大容量となりますが、耐久性に劣り、寿命がもっとも短くなります。一方のSLCは書き込み速度の速さや耐久性の高さが魅力となりますが、大容量化が難しく、価格も高くなってしまいます。一般的な用途で、容量と価格のバランスを考えれば、やや高くなりますが耐久性の高いMLCか、耐久性は劣りますが、容量面での恩恵が大きいTLCがおすすめです。

NAND型フラッシュメモリは、最初セルを増やす方向で容量を増やしてきましたが、サイズにも限界があるため、セルのサイズを小さくする方向にシフトしました。しかし、セルの微細化にも限界があるため、あらたな仕組みとして、セルを立体的に並べる3次元構造の3D NANDという技術が誕生しました。3D NANDは、大容量化、高速化に加え、耐久性の向上も期待できるため、最近では3D NANDを採用した製品が続々とリリースされていますので、こちらもあわせて注目しておきましょう。

また、SSDには寿命を表す「TBW」と「MTTF」というスペックがあります。「TBW」は“Tera Byte Written”の略で、総書き込みバイト数を意味しており、TBWが示す数値までデータを書き込むことができます。一方の「MTTF」は“Mean Time To Failure”の略で、平均故障時間を表します。これらの数値はあくまでも目安であり、使い方や環境によって異なりますが、参考値としてチェックしておきたいポイントとなります。

6.不要になったSSD/HDDの活用や処分方法

6-1.SSD/HDDが余った場合の活用方法

新しいSSDやHDDを追加する場合、スロットやコネクタ、さらにPCケースのドライブベイに余裕があればそのまま残しておくこともできますが、換装などで取り外してしまった場合は、外付けキットを利用して、外部ストレージとして活用することを検討してみましょう。

外部ストレージ化すれば、容量確保のための補助的なストレージとしてはもちろん、大事なデータを保存しておくバックアップメディアとして、さらにはポータブルドライブとして持ち運びすることも可能です。

外付けキットには、複数のSSD/HDDが搭載可能でホームサーバーやNASとして利用できる大型のものから、ポータブルメディアとして持ち運べる小型のものまで様々なタイプが用意されていますので、自分の用途にあわせて選択しましょう。

なお、M.2 SSDの場合、外付けキットを利用するほか、拡張カードに装着してPCI Expressスロット経由で利用することもできます。



6-2.SSD/HDDの処分方法

SSD/HDDが故障してしまった場合や不要になった場合、さまざまな処分方法があります。故障して使えなくなった場合は廃棄処分となりますが、まだ利用可能な場合は、パソコンショップやリサイクルショップなどで中古品として買い取ってもらうこともできます。また、フリーマーケットやオークションサイトで売却することも可能です。なお、ショップなどでの買い取りの場合、古い、容量が少ないなどの理由で値段がつかず、無料引き取り、あるいは有償での引き取りになる場合もあります。

廃棄する場合は、自治体の行う廃品回収などを利用することになりますが、不燃ごみとして出せるのか、資源ごみや粗大ごみになるのか、無料か有料かなど、自治体によって扱いが異なります。家電用の回収ボックスを設置している自治体もありますので、事前にしっかりとチェックしておきましょう。

売却するにせよ、廃棄するにせよ、もっとも重要なのはデータの扱いです。データ漏洩などのリスクはできるかぎり抑えておきたいところ。処分する場合、単なるデータの消去やフォーマットではなく、データ消去ソフトなどを利用することが必須です。廃棄処分にする場合は、物理的に破壊してしまうのもひとつの手です。



7.まとめ

現在のパソコンにおいては、ストレージにSSDを採用するのはほとんど必須レベルで、よほど大容量のデータを利用しないのであれば、HDDを使用するメリットはかなり少なくなっています。特にNVMe接続のM.2 SSDはデータ転送速度が高速なため、パソコンの操作性や快適性を大きく向上します。

しかし、特にNVMe接続のM.2 SSDで容量を求めると非常に効果になるため、予算と相談しながら、自分に最適な容量を選ぶ必要があります。現在はHDDのほうがSSDよりも容量あたりの単価は低くなっていますが、SSDの容量あたりの単価はだいぶ低くなっていますので、これまでよりはかなり導入の敷居は下がっています。

高速なSSDが利用できるかどうかはパソコンの構成、特にマザーボードに依存する部分が大きくなります。自分のパソコンでどんなSSDが利用できるかをチェックして、快適なパソコンライフを目指しましょう。



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