ソリッドステートドライブの購入：知っておくべき20の用語

SSD-Fluentになる

ソリッドステートドライブを購入する場合（新しいブートドライブとして、または既存のブートハードドライブのアクセス高速化キャッシュとして）、デスクトップまたはラップトップの内部を掘り下げるのに十分な技術に精通している可能性があります。 それでも、進化し続ける専門用語の群れがSSDの周りで賑やかであり、その一部はPCの真剣な愛好家にとっても戸惑っています。 それだけでなく、SSDベンダーが引用しているすべての仕様が、買い物をするときに必ずしも意味があるわけではありません。

最近一般的な使用のために悪いSSDを購入するのは難しいですが、初めてのアップグレードをする人は、使いすぎないように少しの背景知識が必要です。 あなたのガイドにしましょう：SSDに精通するために必要な言語の101レベルの入門書を以下に示します。

ファームウェア

ファームウェアは、不揮発性メモリのSSDに保存されているソフトウェア「命令セット」を指します。 簡単に言えば、ドライブの動作を制御します。 SSDコンテキストのファームウェアはバージョン番号で参照され、通常はメーカーのユーティリティを介してフラッシュアップグレードできます。 ファームウェアは通常、コントローラーの特定のメーカーとモデルに関連付けられているため、各メーカーがドライブのファームウェアアップデートをパッケージ化するとすぐに、特定のSSDコントローラーチップのファームウェアのアップデートを複数のメーカーのドライブに実装できます。 ファームウェアのアップグレードは通常、SSDメーカーのWebサイトのサポートセクションを介して配布されます。

ファームウェアの更新は、特定のドライブのパフォーマンスの問題に対処できます。 また、しばらく市場に出回っているドライブは、早い段階で特定のコントローラーのファームウェアの以前のバージョンで出荷され、後で新しいバージョンで出荷される可能性があることに注意してください。つまり、購入する特定のサンプルによってパフォーマンスまたは安定性が異なる可能性があります。

SSDキャッシング

SSDはブートドライブとしてインストールでき、プログラムとデータをインストールするオプションがあります（SSDの容量と、システムがセカンダリ「データ」ドライブに対応できるかどうかによって異なります）。 特定のSSDをこのように使用すると、最大の速度が得られます。 ただし、SSDが使用される別のモードは、通常はプラッターハードドライブがブートドライブとして設定されているシステムのキャッシュメモリとして使用されます。 この種の配置では、システムはSSDを使用して、頻繁にアクセスされるデータ（プログラムファイル、大きなデータファイル、OSの一部）を一時的に保存し、プラッタードライブよりもソリッドステートメモリから高速にアクセスします。 これはシステムを介して、通常はIntelのSRTなどのテクノロジーを介して自動的に管理されます（少し後で説明します）。

SSDキャッシングは、Windowsウルトラブックに実装されることがありました（SSDブートドライブまたはSSDキャッシュ配置が前提条件です）。 デスクトップでは、SSDキャッシュは、2.5インチフォームファクターの低容量の従来のSATA SSDを使用して、または一部の古い実装ではmSATA SSDモジュールを介して実装できます。 この手法の新しいバージョンは、IntelのOptane Memoryテクノロジーです。これについては、この記事の後半で説明します。

シリアルATA

シリアルATA（SATAと略されることが多い）は、しばらくの間、コンシューマPCおよびビジネスPC内のドライブの標準バスインターフェイスでした。 ハードドライブ、SSD、光学ドライブなどで採用されています。 また、SSDは他のインターフェイスとデザイン（特にM.2、以下を参照）で提供されますが、2.5インチのフォームファクターのSATA SSDはアップグレードに最も馴染みのあるものです。

物理的なSATAインターフェースを備えた典型的な2.5インチSSDには、SATAデータコネクター（デスクトップでマザーボード上のSATAポートの1つに接続）と、幅の広いブレードのような「SATAスタイル」電源コネクターの両方があります。 （電源からのSATA電源リードに接続します）。 ラップトップの内部では、ドライブのこれらのコネクタは、通常、ハードワイヤ接続または両方のコネクタが付いた非常に短いリボンケーブルに接続します。

SATAインターフェースは、SSDが使用するデータバスの性質 も 記述するため、一部のM.2ドライブ（完全に異なる物理コネクタを使用します。以下に詳しく説明します）は実際にSATAバスを介してデータをルーティングします。 SATA自体にはスピードグレードがあり、検討しているSSDに表示されるものはそれぞれ「SATA II」/「SATA 3Gbps」または「SATA III」/「SATA 6Gbps」と呼ばれるSATA 2およびSATA 3です。 。 これらは、ドライブが同じ標準をサポートするSATAインターフェースを備えたPCにインストールされている場合、ドライブで可能な最大データ転送速度を示します。

現在のSATAバスドライブでは、SATA III / SATA 6Gbpsが標準です。 これは、3Gbpsのみの古いドライブ、中古ドライブ、または残りのドライブを購入する場合に言及します。 SATA 6Gbpsの最大スループットの利点を得るには、6Gbps SSDを6Gbps互換SATAポートに接続する必要があります。 SATA IIポートに接続すると動作しますが、最大データ転送速度は3Gbpsに制限されます。 これは、古いPCをアップグレードするときに注意すべき問題です。

mSATA

mSATAは、コンパクトSSDのフォームファクターと物理インターフェイスの両方を定義します。 mSATA SSDは、ブートドライブ（古い、コンパクトなラップトップまたはタブレット）または「SSDキャッシュ」（上記で定義）として使用され、頻繁にアクセスされるファイルまたはシステムを動的にホストすることにより、機械的なハードドライブの動作を高速化します/プログラム要素。 ただし、フェージング形式です。

2.5インチSSDの密閉型設計とは対照的に、mSATA SSDは裸の回路基板です。 （これはMini-PCIカードに似ており、時々間違えられます。）1つのmSATAスロットに差し込むブレードスタイルのデータおよび電源コネクタがあります。 数年前のデスクトップマザーボードのサブセットには、キャッシング用のmSATA SSDのオンボードインストールを可能にするために、mSATAスロットが搭載されていました。 しかし、mSATAはM.2フォームファクターに大きく取って代わられました。 ここ2018年、mSATA SSDのアップグレードは、マシンのmSATAブートドライブのアップグレードを検討している古いラップトップのユーザーにとって最も興味深いものです。

M.2

以前はNGFF（次世代フォームファクター）として知られていましたが、M.2ソリッドステートドライブは、mSATAの前身と同様に、これらのチップを含むスラブ型デバイスではなく、フラッシュメモリとコントローラーチップをちりばめた小さな回路基板です。 後者により、ラップトップおよびデスクトップメーカーは2.5インチハードドライブと互換性のあるストレージを高速化できますが、mSATAおよびM.2を使用すると、全体としてはるかに小型でスキニーなデザインが可能になります。

M.2 SSDには、通常80mm、60mm、または42mm幅22mmのさまざまなスティックのサイズがあり、片側または両側にNANDチップがあります。 重要な注意事項：M.2 SSDは、モデルに応じて、SATAまたは（高速）PCI Expressバスで使用するように設計されます。 今日の手頃な価格のラップトップの多くは、SATA M.2 SSDをブートドライブとして使用しますが、プレミアムモデルはPCI Expressパーツを選択する場合があります。 実際のパフォーマンスの違いは大きなものではありませんが、互換性のために何に注意する必要があります。

最近のほとんどのデスクトップマザーボードには、最近M.2スロットも搭載されています。 そのようなスロットがSATAまたはPCI ExpressバスM.2ドライブ用に設計されているかどうかを確認するには、宿題をする必要があります。 （両方をサポートするものもあれば、1つだけをサポートするものもあります。まとめ、The Best M.2 Solid-State Drivesをご覧ください。）

書き込みサイクル

SSDの寿命の尺度であるこの仕様（「プログラム消去サイクル」とも呼ばれます）は、絶対属性としてではなく比較属性として役立ちます。 これは、SSD上の特定のメモリセルが消去されて書き換えられる可能性がある回数を指します。 （通常、セルが摩耗すると、ドライブは使用を中止し、「オーバープロビジョニング」によって予約されている別のセルをアクティブにします（使用可能な場合）。）

実際には、ほとんどのSSDは、書き込みの制限に達する可能性が高くなるとすぐに容量の面で廃止されます。 ただし、サーバーまたはデータセンター環境で使用するためのプレミアムSSDおよびドライブの場合、書き込みサイクルの仕様が高くなる傾向があります。 これらは、MLCまたはTLCメモリではなく、SLCに基づく傾向があります。 （これらの用語については後で詳しく説明します。）

TRIMサポート

SSDの仕組みの1つの重要な側面：ドライブに書き込む前に、SSDは、データがいっぱいのメモリセルを消去してから、新しいデータでメモリセルを上書きする必要があります（宛先セルがまだ空でない場合）。 ドライブがいっぱいになり始めると、これはより大きな問題になり、書き込みに使用できるのは既に使用されているセルだけです。 データの書き込みを実行しようとしているときにこの「メンテナンス作業」を同時に実行すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。

Windows 7以降でサポートされているTRIMコマンドは、この雑用を事前に処理し、削除するデータを含む利用可能なセルを先読みし、事前に消去して、いつでも書き込めるようにします。 SSDのソフトウェアユーティリティとCrystal DiskInfoのようなフリーウェアは、TRIMがアクティブになっているかどうかを通知できます。

高速モード

RAPIDモードは、SSD RAMドライブテクノロジーのSamsung独自の名前です。 SSD 840 EVOの一連のドライブから始まり、一部の古いSamsung SSDの無料ダウンロードを介して実装されました。 「I / Oデータのリアルタイム高速処理」の略で、Windows 7以降のバージョンで動作します。

その中で、SSDのフラッシュメモリよりも高速なアクセスを可能にするメインシステムメモリの一部は、データ転送を高速化するために特別なドライバーを介して管理されます。 これは、頻繁にアクセスされるユーザーデータとアプリケーションファイルをキャッシュすることによって行われます。 ベンチマークのパフォーマンスがさらに向上する可能性がありますが、RAPIDモードには潜在的なマイナス面があることを理解してください。発生する電力損失は、揮発性RAMキャッシュ内のデータが失われることを意味します。 （覚えておいてください：システムメモリはその内容を保持するために電源を入れたままにする必要がありますが、SSDのNANDチップは必要ありません。）

NANDフラッシュ

NANDフラッシュは、SSD上の実際のストレージを構成するシリコンチップの総称です。 （「NAND」は、技術レベルでは、基礎となるメモリ構造で使用される論理ゲートのタイプを指します。）本質的に、あらゆるストライプのSSDは、コントローラによって管理されるNANDチップが埋め込まれた回路基板ですこの物語で）。 この種のメモリは不揮発性です。つまり、保存されているデータを維持するために一定の電力を必要としません。

SSDのNANDのメーカーは、SSDの実際のブランドに対応する場合と対応しない場合があります。 （たとえば、Samsung SSDには、Samsung NANDも含まれます。同社もメモリを製造しているためです。）ほとんどの場合、NANDの特定のメーカーは、NANDの種類（SLC、MLC、またはTLC（以下で定義）は、SSDの使用方法によって異なります。

SLC、MLC、およびTLC NAND

これら3つのメモリタイプは、最新のSSDに見られる主な種類のNANDチップです。 民生用SSDの初期の最も一般的なものは、MLC（マルチレベルセル）とSLC（シングルレベルセル）でした。 一般に、MLCは2つのうち安い方でした。 MLCの「マルチレベル」とは、各MLCメモリセルの能力を指し、ほとんどの場合、そのアーキテクチャにより、4つの状態、したがってセルごとに2ビットをホストします。 （SLCメモリセルは、1と0の2つの状態でしか存在できないため、セルごとに1ビットを格納できます。）

一般に、SLCは長期間安定していますが、より高価です。 MLCの高密度化により製造コストが安くなります（特定のウェーハからより多くのチップを取得できます）が、ファームウェアをチェックするには、ファームウェアのエラー補正が必要です。 また、MLCはSLCよりも読み取り/書き込みサイクルが少ないと評価される傾向があります。 MLCの変種であるエンタープライズMLC（eMLC）は、セルの摩耗とデータ損失を未然に防ぐテクノロジーを使用しており、これらの「安定した」ドライブに基づくプレミアム価格のドライブは、ビジネス環境または高アクセス環境向けに販売されています。

次に、TLCがあります。 これは、840シリーズSSDでサムスンを介して最初に注目のメモリタイプとして登場し、他のNANDメーカーも登場しました。 「トリプルレベルセル」の略で、TLCはセルごとに8つの状態と3ビットをホストできます。 密度がさらに高くなるとコストは下がりますが、TLCはさらに多くのエラー修正オーバーヘッドを必要とし、セルごとに複雑さが増し、電圧が変化するため、セルごとに摩耗が速くなる可能性があります。 ただし、TLCは、ミッションクリティカルなエンタープライズワークロードの影響を受けないコンシューマーSSDで急増しています。

次の進化である3D NANDは、現在市場に出回っている多くの3D TLCベースのコンシューマーSSDで明らかです。 これらにより、アーキテクチャでは、メモリセルが単純に平面的にレイアウトされるのではなく、3D空間に「スタック」されます。 技術的な仕様はほとんどの消費者バイヤーとは無関係ですが、3D TLCの出現により、主要なSSDプレーヤー間の競争が強化されています。

コントローラ

SSDの「交通警官」として機能するシリコンチップは、技術的な雑草に陥った場合、コントローラーは通常SSDの最大の差別化要因です。 SSDのメーカーの中には、長年にわたってコントローラーメーカーを買収し、それらの技術を自社開発のコントローラー（たとえば、東芝がOCZを買収する前のIndilinxとOCZ）に組み込んだものもあれば、MarvellやPhisonなどの企業の広く使用されているコントローラーを利用しているものもあります。 同じオンボードコントローラーと同じ容量のドライブは、同じように動作する 傾向があり ますが、異なるファームウェアバージョンや他の要因によって変動が生じる可能性があります。

Z高さを駆動

典型的な2.5インチSSDでは、「z-height」はドライブの厚さを指します。 しばらくの間、2.5インチSSDには7mmと9.5mmの2つの一般的なz高さがありましたが、現在では7mmが普及しています。 これは、デスクトップPCにドライブをインストールする場合はそれほど重要ではありません。デスクトップPCはどちらの高さのドライブにも簡単に対応できますが、ラップトップのインストールでは、z-heightが重要になります。

現在、多くの薄型ノートパソコンはM.2 SSDまたははんだ付けストレージを使用していますが、2.5インチSSDまたはハードドライブを使用する古いモデルでは、設計に応じて7mmまたは9.5mmのzハイトドライブが必要になる場合があります。 一部のSSDメーカーは、7mmモデルに「スペーサー」（通常はプラスチック製のフレーム）を搭載し、ぐらつきのない9.5mm厚のドライブ用のラップトップドライブベイにしっかりと収まるようにします。

移行ソフトウェア

カテゴリとして、これはSSDにソースドライブをコピーするのを支援するためにSSDにパッケージ化されている場合とされていない場合があるソフトウェアです。 （使用される可能性が最も高いシナリオは、SSDをブートドライブとしてインストールする場合です。）ブート可能なハードドライブをWindows内で少しずつSSDにコピーし、SSDを保持することはできません。起動可能です。 この操作はWindowsの 外部 で行う必要があるため、特別なソフトウェアが必要です。

とはいえ、移行ソフトウェアの欠如は、取引を殺すものである必要はありません。 EaseUSのDisk Copyのようなフリーウェアが代わりに使用できます。 一部のSSDは、SATA-to-USBケーブルで移行ソフトウェアを補完します（USBを介してラップトップドライブの内容を転送するため）。 それが含まれる場合、SSDはしばしば「ラップトップアップグレードキット」として販売されます。

オーバープロビジョニング

メモリセルは書き込みと消去を繰り返して失敗するため、メモリセルが動作しなくなると、SSDの有効容量が徐々に低下する可能性があります。 SSDのメーカーの中には、これを未然に防ぐために、広告よりも多くのメモリを提供するもの、つまりドライブを「オーバープロビジョニング」するものがあります。 オーバープロビジョニングは、同じ大まかなクラスのドライブの公開容量のわずかな違いも説明できます（たとえば、240GB対250GB対256GB）。

ドライブのアドバタイズされた容量で、または通常の使用で、この余分なメモリを見ることができません。 ドライブファームウェアは、これらのセルのいくつかが目に見えないようにオンラインになる場合があります。 しかし、それはSSDメーカーが徐々にデータセルの死亡率を考慮していることの兆候です。 2番目の考慮事項：オーバープロビジョニングは、SSDがより広い範囲のセルに書き込むことができることを意味します。これにより、アレイ全体の摩耗が比例して減少します。

順次および4K読み取りおよび書き込み

テストで使用するAS-SSDおよびCrystal DiskMarkユーティリティを含む最も一般的なSSDベンチマークソフトウェアプログラムは、通常、シーケンシャル読み取り/書き込みとランダム（通常「4K」）読み取り/書き込みの2種類のデータ転送をテストします。 順次読み取りおよび書き込みには大きなファイルが含まれます。 この方法でテストすると、大量のデータを転送するときの速度がわかります。 この用語は、従来のハードドライブでのこのような操作の名残であり、大きなファイルでは、実際のドライブプラッター上で、ほとんどの部分が物理的に近接して並んでいることがよくあります。

一方、ランダムな読み取りと書き込みは、小さな（通常は4Kサイズの）データブロックにアクセスし、ドライブ全体に散らばる非常に小さなビットのデータを保存して読み取るデバイスをシミュレートします。 これらの測定値はすべて、メガバイト/秒（MBpsまたはMB /秒）で報告され、高いほど優れています。 SSDベンダーが読み取りおよび書き込みの速度を主張すると報告する場合、クライアントPCでのほとんどのデータアクセスはシーケンシャルである傾向があり、これらの数値が最も大きく見えるため、通常はシーケンシャル番号です。 一部のソフトウェアおよびSSDメーカーは、この種のデータをIOPS（1秒あたりの入出力操作）で報告しています。

MTBF

「平均故障間隔」の場合、これは別の仕様であり、ショッピングの際にそれがまったく意味がある場合、同じメーカーのドライブ間の比較にのみ役立ちます。 これは、特定のドライブの予測される絶対的な寿命としての時間ではなく、ドライブの母集団における予想される故障率の指標です。 （MTBFは、プラッターディスクドライブなど、他の種類のコンピューターハードウェアの測定値としてもよく引用されますが、独自のタイプのハードウェア内の測定値としてのみ有用です。）

JEDEC規格では、SSDの読み取りおよび書き込み時の寿命に関するテストの概要を説明していますが、特定のSSDベンダーが長寿命をテストするために他のベンダーと同じメトリックスとワークロードを使用しているかどうかは必ずしも明確ではありません。 その結果、同じメーカーのファミリー内のドライブを検討している場合、MTBFは実際にバイヤーにのみ関連します。

ウェアレベリング

ウェアレベリングは、ドライブ上のすべてのメモリの実行可能性を最大化するために、ソリッドステートドライブのファームウェアで使用される内部管理手法です。 その中で、ドライブが容量いっぱいになっていなくても、同じセルのブロックに何度も集中するのではなく、ドライブ全体に書き込みおよび消去操作が分散されます。 すべてのセルには有限の書き込み/書き換え寿命があるため、ドライブ全体でセルが均等に「摩耗」します。

PCI Express AIB SSD

前述したように、多くのM.2 SSDは、SATAバスインターフェイスではなくPCI Expressを使用します。 しかし、実際のカードとして、デスクトップのPCI Express拡張スロットに収まるように 物理 PCI Expressインターフェースを備えて設計されたソリッドステートドライブを見つけることもできます。 これらの「アドインボード」（AIB）SSDは、ビデオカードのようにインストールされます。 PCI Expressデータバス と PCI Expressスロットの両方を使用します。

これらのPCIeカードの一部には、フラッシュとコントローラーシリコンが搭載されています。 Kingston HyperX Predator PCIe SSDなどのその他のものは、M.2スロットのないマザーボード用のアダプターカードにマウントされたM.2ドライブです。

スマートレスポンステクノロジー（SRT）

SRTは、標準のプラッタハードドライブの高速キャッシュとして、低容量のソリッドステートドライブをインストールできるIntelテクノロジーです。 数年前にIntelのZ68チップセットでデビューしました。これを実装するには、互換性のあるIntelベースのPCとSSDおよびハードドライブが必要です。 SRTがアクティブな場合、システムは、使用するファイルとシステム要素を徐々に「学習」し、それらをSSDにキャッシュしてアクセスを高速化します。 そのようにして、SSDのアクセス速度の一部とともに、従来のハードドライブの安価な大容量の利点を得ることができます。

ブートドライブとしてハードドライブが既に配置されていて、SSDをブートドライブにする手間をかけたくない場合は、SRTを実装することは理にかなっています。 ただし、時間の経過とともに、256GB以上の容量のブートSSDは非常に安価になり、今日ではコスト上の理由でSRTを行うインセンティブが低くなっています。 これらの容量は、ほとんどのバイヤーのブートおよびプログラムドライブとして十分な大きさです。 また、システムの構成方法によっては、SRTを適切に構成するために、ハードドライブにWindowsを再インストールする必要がある場合があります。

SATA Express

最初のSATA Express対応マザーボードは、Intel Z97およびH97チップセットに基づく2014年5月のボードの波でPCデスクトップ用に登場し始めました。 しかし、残念ながら、これらのポートを使用する予定のSATA Express SSDは到着しませんでした。

SATA Expressは、マザーボード上の専用コネクタを介して実装されます。このコネクタは、内部SATAポートに似ていますが、キーが異なります。 本質的に、SSDはPCI Expressレーンを使用して帯域幅を拡大するという点で、PCIe SSDと同じ原理を採用しています。 ただし、M.2ドライブはこの戦いに勝ち、SATA Expressは廃止されました。 ただし、数年前にこれらのポートが1つ以上搭載されているデスクトップPCを使用している場合は、それについて言及します。 いいえ、残念ながら、SSDは見つかりません。

追加クレジット：2つのボーナス条件

NVMe

Non-Volatile Memory Expressは、PCI Expressバスを介してソリッドステートドライブにアクセスするための5ダース以上の企業に支えられたオープンスタンダードです。 （すべてのNVMeドライブはPCIeドライブですが、すべてのPCIe SSDがNVMe互換コンポーネントではありません。）これは、基本的にSATAドライブで使用されるAHCIプロトコルに代わる転送プロトコルです。 AHCIはもともとプラッターベースのハードドライブ用に設計されていましたが、NVMeはフラッシュベースのストレージ用にゼロから設計されました。

NVMeは、SSDの低レイテンシと内部並列性を活用し、デバイス固有のドライバーの必要性を排除するように設計されているため、SATA / AHCIよりも大幅に高速な転送速度を可能にし、最も高速なSSDが必要な場合に頭字語を探します利用できます。 古いシステムはNVMeドライブから起動できない場合があることに注意してください。

オプタン

Optaneは、Micronと共同開発した3D Xpoint（「クロスポイント」と発音）メモリのIntelの商標です。これは、NANDフラッシュのような不揮発性であり、電源をオフにしてもデータを保持しますが、NANDより高速です。 DRAMとほぼ同じ速度です。 2017年4月に、SATAハードドライブを備えたデスクトップ用の小さな16GBおよび32GBキャッシングモジュール（紛らわしいことに "Optane Memory"と呼ばれる）でデビューしました。 Optane Memoryは、プロセッサと低速のハードドライブの間に配置され、システムアクセラレータとして機能し、応答性を高め、プログラムのロード時間を短縮しました。

2017年12月、Optaneは、2.5インチまたはPCIe AIBフォームファクターで利用可能なIntel 900Pシリーズである本格的な280GBおよび480GB SSDへのジャンプを行いました。 これらのドライブはより多くの電力を消費し、（この記事の執筆時点では）NVMe SSDの1ギガバイトあたり約2倍のコストがかかりますが、最新のIntel CPUとWindows 10を使用するデスクトップ愛好家にとっては非常に速い誘惑です。