SSD(ソリッドステートドライブ)の選び方

ハードウェア
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SSDを買うときの基準などをご紹介。

SSD は容量が大きいほど高性能

SSD は回転する磁気ディスクを用いるハードディスクと違い、 NAND フラッシュメモリを使う。 SSD はこの NAND フラッシュをいくつも取り付けられており、容量が増えるほどチップの数が多く搭載されている。下記の図のようにメーカーはこの半導体チップたちをコントローラを介して並列処理させるように作っている。このため同じメーカーの同じモデルでも容量が大きいほうが読み書きが早くなる

後述する 疑似SLCキャッシュ技術 により、小さいファイルを読み書きする、ランダム読み書き性能はコントローラ依存となるため、一般的な使い方ならば違いを実感できない。しかし大容量のファイルを書き込む場合に差がついてくる。

また容量が大きいほど書き込みが分散するので NAND の消耗が減り、ドライブの耐久性も高くなる。

記憶素子の違い

記憶素子とはNANDメモリなどに用いられている記録を保持する半導体回路だ。メモリーセルとも呼ばれている。ここに格納するデータの量によって耐久性や読み書きの速度が変わる。

NANDメモリ内では電荷量(電圧)でデータの種類を判別している。単純な ON OFFをデータに変換している SLC 以外の方式は セル内に保存する電荷量の種類を増やしている。コップに貯めた水の量を変化させることでいろんな音が出るようなイメージだ。取り扱える電荷量の種類が増えると使えるデータの種類も増やせる。これによって1セルあたり情報量が増えるという仕組みだ。しかし電圧操作も多く必要になるため、読み書き性能と耐久性が低くなる。

SLC (Single Level Cell)

1つの記憶素子に1ビットのデータを格納。メカニズム事態は非常に単純で1セルの ON か OFF で判断するだけなので高速堅牢。耐久性が非常に高いが価格も非常に高く、PC ショップではまずお目にかかれない。

MLC (Multi Level Cell)

1つの記憶素子に2ビットのデータを格納する。データ管理に使われる電荷の種類が4種と2倍へと増える。理論上、 SLC の方が MLC に比べ信頼性が高い。しかし、Google が公開した現実世界のデータによるとさほど違いがないとのこと。SLC と MLC ほど耐久性が高いと経年劣化による寿命の方が早く来てしまうため比較が困難なのだ。

ZDNet (SSD reliability int the real world: Google’s experience)

TLC (Triple Level Cell)

1つの記憶素子に3ビットのデータを格納する。データ管理に使われる電荷のパターンの種類が8に増える。現在主流の方式である。

QLC(Quad Level Cell)

1つの記憶素子に4ビットのデータを格納する技術。データ管理に使われる電荷のパターンは16種類にもなる。TLC よりも更に安価になるが、耐久性も TLC の 3/1 とも言われている。だが、圧倒的な大容量を実現できる可能性があるため、セルあたりの書き込み頻度はかなり稀釈されるようだ。実際、4TBモデルの QLC 方式 SSD もすでに発売されている。2019年現在市場にあまり出回っていないが、今後主流の方式になっていくのではないかと非常に注目されている。

3D XPoint(クロスポイント)

詳細な素材については公開されていないがIntelとMicronによって開発された不揮発性メモリの技術。現行のNANDに比べ、3〜4倍の寿命と読み書き速度を誇る次世代のメモリだが現状だと価格も3〜4倍となっている。2021年になってMicronが生産開発から撤退したことによりIntelが赤字を垂れ流しながら普及に努めている。

3D XPoint技術が採用されたSSDで現行(2018)最強スペックを誇る Intel Optane 900P ↓

SLCキャッシュ

搭載するNANDフラッシュの一部を疑似的にSLCとしてアクセスし、キャッシュ領域を確保するSLCキャッシュ技術の登場やコントローラの高性能化により、一般的な用途ならばTLC採用のSSDはMLCと比べても遜色ない性能を発揮できるようになった。

このキャッシュ容量はドライブによって様々だが10GB〜50GBとも言われており、キャッシュが効いている範囲ならばTLCの書き込みの遅さがカバーできる。しかし一部の超高性能SSDにはいまだMLCが採用されていることがある。

TLCに比べMLCの方が性能は良いがおよそ価格は2倍であり、コストに見合っているとは言えないだろう。

DRAMの有無

非常に安価なSSDにはDRAM(キャッシュメモリ)が搭載されてないことがある。このRAMがパフォーマンスにかなり影響を与える。 RAMにはどのデータがNANDのどこに格納されているのかを記したインデックスのような利用頻度の高い情報を保持する。

このためDRAMがない場合、特にランダムリードライトのような小さいデータの頻繁なやり取りをする際の反応速度に影響が出る。そのSSDにOSがインストールされている場合、目に見えて大きなパフォーマンスの低下がみられ、プチフリーズなどが起きる可能性がある。また、寿命がDRAM付きのSSDに比べ半分以下とも言われている。

滅多に非搭載モデルはないが、念のために確認しておこう。

多くのSSDブランドでは2種類のライナップを用意している。DRAMが搭載されているものとDRAMを搭載していない廉価版だ。 例えばMicron傘下のCrucialはM.2 SSDでP5シリーズというDRAMありの上位モデルとP2シリーズという安いがDRAMなしのモデルがある。数100円〜1000円くらいの違いしかないのでケチらずに上位モデルを購入した方が良いだろう

一番重要な数値は?

SSDのパッケージに最大転送速度が表記されているが、頻繁に動画を保存したり大きなデータの塊をコピーや移動するために使う場合でもなければそれはさほど重要な数値ではない。

OSをインストール、ネットサーフィン、ウィルススキャンやオフィスなど一般的な使い方をするならば、4K性能が一番重要だ。この数値はドライブに散らばった小さなデータをやり取りをする速度を示したものだ。この数値は IOPS(Input Outs Per Second) とも表記されることがある。読み書き要求を1秒にどれだけ捌けるか示した数値。

何回かベンチマークをすればわかるが、毎回結構違った数値を返してくる。これは上記でも述べたように SLC キャッシュ技術によるものだ。このキャッシュを吐き出すタイミングで数値が変動するのだと思われる。数 10GB のベンチマークだろうとキャッシュ内に容易に収まる。このせいで結果のばらつきが生じるのだと考えられる。

このため、たった数回のベンチマークやユーザが個人的に行ったレビューはあまり当てにならない可能性が高い。海外のテックニュースを専門に扱っているサイトなどで大量のベンチマークを行った上でデータを出しているところも多い。そちらを参考にしよう。

ANANDTECH – SSD 2018 Benchmarks

バルク品に注意

パッケージングされてなくて簡易包装やプチプチ袋だけで売られてることがあるがこれには注意が必要だ。これらの商品は本来データセンターなどに納入する予定のものがなんらかの理由で市場に放流されたものだ。そういったところでは必ずしも速度を重要視しておらず、ランダムアクセスがいまいちだったりする。

例えばこの Micron 製の 2TB  SSD だが、他の 2TB SSD が軒並み50,000円を超えるというのに35,000円と激安だ。

だが下記の動画を見ればわかるとおり、性能はかなり微妙。データ保存用の外付けドライブにでも使ったほうがよさそうだ。

Micron バルクは 2TB にも関わらず、 Crucial MX500 や Samsung EVO 860 の 500GB に負けてしまっている。

オリジナルブランド品にも注意

今年(2018年)ドスパラのオリジナルブランドSSD「Z1」に搭載されている NAND チップがリマーク品ではないかとネット上に話題になった。

チップには Micron と刻印されているように見えるのだが、塗装を削ってみると 検品コードが出てきた。これを検索すると SpecTek 製のものだと判明。

SpecTek という企業は Micron のチップを検品を担っていると同時に規格落ちしたチップを市場に売りさばく子会社らしい。普通ならこのゴミチップに SpecTek (デカイSマーク)の刻印をして売るらしいが、わざわざコーティングされた上に Micron 印が刻まれていたわけだ。思った以上に品質の悪い SSD が意図的に売られている可能性が高い。

ドスパラも騙された側かもしれないが PC メーカーのオリジナルブランドは安い意外にセールス・ポイントがなかなかないし、 SSD メーカーよりも安くなければ消費者も買わないだろう。なのでどうしても格安の業者から仕入れるしかなくなってしまうのだろう。その結果、こういう検品に落ちたチップを掴まされてしまう可能性が高いと思われる。

信頼できるメーカーの商品以外は手を出さない方が良い。

最後に

個人的に推しているのが Samsung 製の SSD だ。価格と性能のバランスが良い。付属ソフトの「Samsung Data Migration」も非常に優秀で使っていて失敗したことがない。 Acronis も良いソフトだがバージョンによってたまに正しく移植できなかったことがあった。このクローニングソフトは使い方も簡単で初めてドライブを移行する人にとっても良いものだと思う。

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