ハードディスクドライブ

仕様 (Specification)

フォームファクター (Form factor)

フォームファクター 寸法 [in] 寸法 [mm]
2.5 in 2.75 x 0.197~0.75 x 3.945 in 69.85 x 5~19 x 100 mm
3.5 in 4 x 1 x 5.75 in 101.6 x 25.4 x 146 mm
List of disk drive form factors - Wikipedia

名称の寸法は、ディスクの直径を表します。

インターフェイス (Interface)

転送速度はそのドライブの性能によって制限されるため、高速な規格が用いられていても意味をなしません。なお実際の転送速度は、CrystalDiskMarkなどで確認できます。

ATA (Advanced Technology Attachment)

規格 通称 転送速度
ATA-1 IDE  
ATA-2 EIDE  
ATA-3 EIDE  
ATA/ATAPI-4 Ultra ATA/33 33 MB/s
ATA/ATAPI-5 Ultra ATA/66 66 MB/s
ATA/ATAPI-6 Ultra ATA/100 100 MB/s
ATA/ATAPI-7 Ultra ATA/133 133 MB/s
UltraATA/ATAP | バッファロー
IDE (Integrated Drive Electronics)

IDEとはANSIによってATA規格として標準化された、パソコンとハードディスクを接続する方式の1つです。BIOSによって直接制御できるため簡便ですが、次のような制約があります。

  • 同時に接続できるのは、2台まで
  • ハードディスクの最大容量は、528MBまで
IDEとは 【 Integrated Drive Electronics 】 - 意味/解説/説明/定義 : IT用語辞典
Ultra ATA (Ultra AT Attachment)

Ultra ATAとはANSIによってATA/ATAPI-4として標準化されたIDEの拡張仕様で、ATA-2として規格化されたEIDEの後継仕様です。呼称がさまざまあり、次のようにも呼ばれます。

  • Quantum … Ultra ATA (UATA)
  • Intel … Ultra DMA (UDMA)
  • ? … ATA-33
  • ? … DMA-33
Ultra ATAとは 【 UATA 】 【 UDMA 】 - 意味/解説/説明/定義 : IT用語辞典

Serial ATA (SATA / Serial AT Attachment)

SATAとはATAの後継仕様で、転送方式をパラレルからシリアルに変更したものです。これによりケーブルを簡素化でき、ドライブごとのジャンパピンの設定も不要となっています。SATA 【 Serial ATA 】 シリアルATA / Serial AT Attachment

規格 通称 信号速度 転送速度
SATA revision 1.0 SATA150 1.5 Gbps 150 MB/s
SATA revision 2.0 SATA300 (SATA2) 3 Gbps 300 MB/s
SATA revision 3.0 SATA600 (SATA3)
SATA 6Gb/s (Serial ATA 6Gb/s)
6 Gbps 600 MB/s ※1
SATAII/SATA | バッファロー

※1 6Gpbs = 750MB/sであるが、SATAの符号化方式が8b/10bであるため転送されるデータ量も8/10になり、750[MB/s] x (8/10) = 600[MB/s]の転送速度となる。6G - インターフェースの基礎知識 ~SSDのインターフェースを理解する 1~ - AKIBA PC Hotline! 鈴木雅暢 (2016/08/30)

システムでサポートされているSATAのリビジョンは、HWiNFOなどで確認できます。How can I determine the SATA controller version on Windows? - Super User

ATA8-ACS
AHCI (Advanced Host Controller Interface)

AHCIとはATA (パラレルATA) との互換性のために犠牲にされていた性能を向上させるための、Serial ATA専用のインターフェイス仕様です。これによりネイティブコマンドキューイング (NCQ) やホットプラグなどの機能を活用することができるようになっています。AHCIとは|Advanced Host Controller Interface : 意味/定義 - IT用語辞典

容量 (Capacity)

カタログでは1kBを1000Byteと解釈して記載しているため、1kBを1024Byteとして計算すると差が生じます。

接頭辞 読み方 倍数 1,000換算との誤差
k キロ 2の10乗 = 1,024 2.4%
M メガ 2の20乗 = 1,048,576 = 1,024k 4.9%
G ギガ 2の30乗 = 1,073,741,824 = 1,024M 7.4%
T テラ 2の40乗 = 1,099,511,627,776 = 1,024G 10.0%
P ペタ 2の50乗 = 1,125,899,906,842,620 = 1,024T 12.6%
1,000換算と1,024換算が混在するコンピュータの世界 - 伊勢雅英のIT見聞録 伊勢雅英 (2003/09/22)

性能

回転速度 / パフォーマンスクラス (Performance Class)

  • 5400rpm
  • 7200rpm
  • IntelliPower (Western Digitalの独自仕様。回転数は可変。詳細は不明)

キャッシュ (Cache) / バッファ サイズ

  • x MB

平均待ち時間 (Average drive ready time)

  • x sec

耐性

MTBF (Mean Time Between Failures : 平均故障間隔)

福田昭のストレージ通信(2):「HDDが壊れる」まで(前編) (1/2) - EE Times Japan 福田昭 (2012/07/26)

温度

製品にもよりますが、動作時の温度は0~60℃とされています。Technical Specifications - WD Blue Desktop | Western Digital (WD)

記録方式

記録方式 特徴
CMR (Conventional Magnetic Recording) 従来の方式。ランダムアクセスによる速度低下が生じない
SMR (Shingled Magnetic Recording) / 瓦記録 トラックを重ね合わせることで大容量
DMSMR (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) Western Digitalによる呼称で、ドライブ自身がデータの書き込みを制御

独自仕様

Western Digital

技術 機能
IntelliPower アクセス状況によって回転数を下げ、消費電力を削減
IntelliSeek ヘッドの移動速度を抑え、消費電力を削減
IntelliPark アイドル時にヘッドを退避させ、クラッシュを防止
大容量、低消費電力HDDは新たな市場を開けるか? - DOS/V POWER REPORT | Impress Japan 橋本新義 Western Digital、最大1TBの低電力3.5インチHDD (2007/07/24))

障害対策

ドライブのツール

ログの確認

ドライブの制御時に発生した問題は、イベント ビューアーでソースを「Disk」または「Ntfs」などとすることで確認できます。

Disk
イベントID レベル 説明  
11 エラー ドライバーは \Device\Harddiskn\DRm でコントローラー エラーを検出しました。 Windows 7 または Windows Server 2008 R2 に USB フラッシュメモリや USB ディスクを接続すると Disk イベント ID 11 が記録される場合がある  
51 警告 ページング操作中にデバイス \Device\Harddiskn\DRm 上でエラーが検出されました。 イベント ID 51 に関する情報  
153 警告 ディスク n (PDO 名: \Device\000000**) の論理ブロック アドレス 0x** で IO 操作が再試行されました。 ハードウェアに問題がある可能性がある。ドライブやケーブル、電源の交換などを試す
154 エラー ハードウェア エラーのため、ディスク n (PDO 名: \Device\000000**) の論理ブロック アドレス 0x** で IO 操作に失敗しました。  
157 警告 ディスク n が突然取り外されました。  
158 警告 ディスク n のディスク識別子が、システムに接続されている 1 つ以上のディスクと同じです。Microsoft サポート Web サイト (http://support.microsoft.com) にアクセスし、KB2983588 を検索して問題を解決してください。  
Ntfs
イベントID レベル 説明  
50 警告 {遅延書き込みデータの紛失} ファイル *** のためのデータを一部保存できませんでした。データを損失しました。 このエラーは、コンピューターのハードウェアまたはネットワーク接続の障害によって発生した可能性があります。このファイルをどこか別の所に保存してください。  

ファイル システムの障害

  1. ソース Ntfs (Microsoft-Windows-Ntfs) / ID 98 : ボリューム n: (\Device\HarddiskVolumeN) オンライン スキャンが必要です。オンライン スキャンは、次のスケジュールされたメンテナンス タスクの一部として自動的に実行されます。または、コマンド ラインで "CHKDSK /SCAN" をローカルに実行するか、PowerShell で "REPAIR-VOLUME <ドライブ:> -SCAN" をローカルまたはリモートで実行することもできます。
  2. ソース Ntfs (Ntfs) / ID 137 : ボリューム n: のトランザクション リソース マネージャーで再試行できないエラーが発生し、起動できませんでした。データにエラー コードが含まれています。
  3. ソース Ntfs (Ntfs) / ID 55 : ボリューム n: のファイル システム構造で破損が検出されました。破損の正確な種類が不明です。オンラインでファイル システム構造をスキャンする必要があります。
  4. ソース Ntfs (Microsoft-Windows-Ntfs) / ID 98 : ボリューム n: (\Device\HarddiskVolumeN) フル Chkdsk を実行するために、オフラインにする必要があります。コマンド ラインで "CHKDSK /F" をローカルに実行するか、PowerShell で "REPAIR-VOLUME <ドライブ:>" をローカルまたはリモートで実行してください。
  5. ソース Ntfs (Ntfs) / ID 55 : ボリューム n: のファイル システム構造で破損が検出されました。ファイル システム インデックス構造に破損が見つかりました。ファイル参照番号は 0xnnnn です。ファイルの名前は "name" です。破損したインデックス属性は ":$I30:$INDEX_ALLOCATION" です。
  6. ソース Ntfs (Ntfs) / ID 55 : ボリューム n: のファイル システム構造で破損が検出されました。マスター ファイル テーブル (MFT) に破損したファイル レコードがあります。ファイル参照番号は 0xnnnn です。ファイルの名前は "<ファイル名を決定できません>" です。

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

S.M.A.R.T.とは、障害発見のためのモニタ機能です。

RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks)

複数台のHDDにアクセスを分散させることで、耐障害性や高速性を高める技術です。

レベル 呼称 最小台数 概要 データ単位 利点 欠点
RAID 0 ストライピング (striping) 2台 1つのデータを分割し、複数台のドライブに書き込む ブロック アクセス速度の向上 耐障害性の低下
RAID 1 ミラーリング (mirroring) 2台 同じデータを、複数台のドライブに書き込む ブロック 耐障害性の向上 書き込み速度の低下、記録容量の減少
RAID 2   5台 エラー修復のために冗長コード (ECC) を、複数の専用ドライブに記録する ビットまたはバイト 耐障害性の向上 冗長コード記録用のドライブが必要、速度の低下
RAID 3   3台 エラー修復のために冗長コード (パリティ) を、単一の専用ドライブに記録 ビットまたはバイト 耐障害性の向上 冗長コード記録用のドライブが必要、速度の低下
RAID 4   3台 エラー修復のために冗長コード (パリティ) を、単一の専用ドライブに記録 ブロック 耐障害性の向上 冗長コード記録用のドライブが必要、速度の低下
RAID 5 分散データ・ガーディング 3台 エラー修復のために冗長コード (パリティ) を、複数のドライブに記録 ブロック 耐障害性の向上 書き込み速度の低下
RAID 6   4台 RAID 5の拡張 ブロック 耐障害性の向上  
Standard RAID levels - Wikipedia

これらが組み合わせて利用されることもあります。

レベル 最小台数 概要 利点 欠点
RAID 10 4台 RAID 0とRAID 1の組み合わせ 耐障害性とアクセス速度の向上  
RAID 50 6台 RAID 0とRAID 5の組み合わせ 耐障害性とアクセス速度の向上  
RAID基礎辞典(3/3) - @IT 小林章彦 (2010/10/21)

記憶域スペース (Storage spaces)

Windows 8以降に搭載されている、ソフトウェアによるRAIDのような機能です。

データ復旧

高速化

複数台のドライブをRAID 0で構成することで、アクセスを高速化できます。

SuperFetch

ドライブからの読み込みを高速化するために、使用頻度の高いファイルをあらかじめメモリにキャッシュしておくWindowsの機能です。SuperFetch(スーパーフェッチ)とは - IT用語辞典

記憶域の効率的な利用

JBOD (Just a Bunch Of Disks) / スパニング (spanning)

複数台のドライブを連結して、単一のドライブのように扱えるようにする技術です。記憶域を効率的に利用できるようになりますが、1つのドライブが故障すると全体がアクセス不能となるため、耐障害性は低下します。JBOD(スパニング)とは - IT用語辞典

シンプロビジョニング (Thin Provisioning : TP) / 仮想プロビジョニング (Virtual Provisioning)

記憶域の容量を仮想化し、必要に応じてストレージを追加できる技術です。

電源管理

Windowsによる電源管理

電源オプションの[次の時間が経過後ハードディスクの電源を切る]の既定値は20分となっていますが、これを0分とすることで電源の切断を無効化できます。ASCII.jp:Windows 10で「すぐにHDDの電源が切れる」のをなんとかしたい|ズバッと解決! Windows 10探偵団 柳谷智宣 (2016/10/05)

電源オプションにこの項目がない場合には、Powercfgから設定します。まず現在の設定は、電源プランが「バランス」ならば次のようにして確認できます。バランス以外ならば、Scheme_GUIDを省いて/qだけ指定します。

C:\>powercfg /q 381b4222-f694-41f0-9685-ff5bb260df2e 0012ee47-9041-4b5d-9b77-535fba8b1442
電源設定の GUID: 381b4222-f694-41f0-9685-ff5bb260df2e  (バランス)
  GUID エイリアス: SCHEME_BALANCED
  サブグループの GUID: 0012ee47-9041-4b5d-9b77-535fba8b1442  (ハード ディスク)
    GUID エイリアス: SUB_DISK
    電源設定の GUID: 6738e2c4-e8a5-4a42-b16a-e040e769756e  (次の時間が経過後ハード ディスクの電源を切る)
      GUID エイリアス: DISKIDLE
      利用可能な設定の最小値: 0x00000000
      利用可能な設定の最大値: 0xffffffff
      利用可能な設定の増分: 0x00000001
      利用可能な設定の単位: 秒
    現在の AC 電源設定のインデックス: 0x000004b0
    現在の DC 電源設定のインデックス: 0x000004b0

この例では単位が16進表記のため、設定値は0x4b0 = 1200秒で、20分となっています。これのAC電源を0分に変更するには、

C:\>powercfg /x disk-timeout-ac 0

とします。一方で設定するときは単位が10進表記のため、たとえばDC電源を1分にするには、

C:\>powercfg /x disk-timeout-dc 1

とすることで、

現在の DC 電源設定のインデックス: 0x0000003c

となり、0x3c = 60秒で、1分に変更できたことを確認できます。

製品

SSHD (Solid-State Hybrid Drives) / ハイブリッドHDD (Hybrid HDD)

SSDをキャッシュとして用いるHDDです。

ケース

UASP (USB Attached SCSI Protocol)

UASPとはSCSIの通信プロトコルをUSBで利用できるようにしたもので、データ転送を効率化して実効速度を高めるUSBの拡張仕様です。UASPとは|USB Attached SCSI Protocol - 意味 / 定義 / 解説 / 説明 : IT用語辞典

これは従来のBOT (Bulk Only Transport) に代わるもので、転送時の待ち時間が削減されています。セカンド・オピニオン(337) USB 3.0の研究(64) | マイナビニュース 大原雄介 (2010/06/24)

製品

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