2019年9月28日土曜日

Windows:システム・ドライブとしてのSSD

序文


今年の春より自分でビルドしたPCのシステムドライブたるSSDが気になっていたので、コレを機に購入することにした。ついでにこの6年半でどう変わったのか調べたので纏めておく。最近、調べてもすぐ忘れてしまう。(;´Д`) なお、昨今 M2. USB3.1 が最前線のようだが、軽く調べただけでも課題が多いと感じた。個人的には安定しているベース技術であるSATAとUSB3.0を使いたい。

SSDを大きく分けると


SSDは主に、SLC、MLC、TLC、QLC と方式が異なり、左から順に右へ行くほど耐久性能が劣化する。SLCは1バイトセル、MLCが2バイト、TLCが3バイト、QLCが4バイトを意味する。理論的には逆ザヤで耐久性が劣化。左から右へ行くに従い同じ容量でも寿命は倍々で短くなる。

SLC


SLCはセルに対して0と1の1バイトなので正確かつ素早く読み出せエラーが少なく耐久性がとても高い。が、値段もとても高い。高容量化が難しく、面積が巨大化するので一般市場では最早みない。(組み上げた2013年当時はまだ普通にあった)サーバーや企業での SSD はコレだろう。じゃないと耐久的に持たないと思われる。私のような一般人は考えなくていいだろう。

MLC


一般人が手を出せるのは MLC 以後になるのだが、今やMLC事態が希少化しつつある現実を今回調べて実感しました。ただ、まだ探せばあるレベル。値段は結構なもので、2013年当時よりかはずっと安いがTLCと比べると高価。一般的には2倍はしない程度に思うが、一部ブランドものに至っては3倍程度までいくものも。

TLC


嘗てはシステムドライブに使うのは耐久性と正確性の問題から最低でも MLC と言われていた。今ではコントローラー(制御チップのこと。専用CPUみたいなもの)が大幅に改善され TLC でもシステムデバイスとしても使われるようになっている。当時は知らずシステムドライブ用に購入すると地雷だった。技術の進化たるや。MLCに比べ価格が大幅に下がり、高容量化しやすくなり、大変ありがたい。このランクがシステムドライブに使えるのは大変ありがたい。

今の主流を占める 3D NAND は正確には TLC 3D NAND という意味で形式は TLC を意味する。(演出だね)セルを3層にして面積を確保している。コントローラーの制御は難しくなるだろうから耐久性が気になるところ。それほどまでに今のコントローラーは優秀なのだろう。ただし3D NANDは出来るだけ上位方コントローラーのSSDを購入した方が良いと思われる。何だかんだ言って負荷は高いはずだ。この3D NANDクラスになるとデータのサルベージはほぼ不可能のようだ。

QLC


そのまんまQLCという表現では余り見ないが、耐久性からするとTLCより更に落ちる。かなり各社で工夫があるようで呼び方はマチマチ? 正式な表記が公式に行かないと書いてないことも。コントローラーの高性能化により嘗ての様に単純にシてテムドライブとして使えないわけでないのは救い。ただし寿命は最も短い。QLCクラスをシステムに使うのは個人的には避けた方が良いだと思う。耐久性の点からシステムドライブは長くもって損がない。

システムドライブとして使うSSD


重要なのは 読み書きの速度 ではなく、正確性と耐久性。正確性は技術の進化によって、著名なブランドならまず問題ないようで一安心。となると肝心なのは どれだけ多く書き込めるか と どれだけ長く駆動出来るか。この2点だ。些細な読み書きの速度を気にするより、コチラの方が遥かに重要になる。

公開されていないメーカーも


驚いたことに、この最も重要なファクターを多くのメーカーが公式サイトを詳細に見ないと記載されていないか、そもそも記載していないケースがあった。実に恐ろしい。有名ブランドですらそうだ。ココは妥協してはいけない点なので、システムとして使う場合は特に注意したい。書かないメーカーの商品は個人的には選ぶ気はしない。

最も重要な耐久性


SSDは 書き換えられる容量 に限界がある。コレを越えると急速に壊れていく。グラフを見ると文字通りマッハ。私は勘違いしていたが 読み出す 点に関しては大きく気にしなくていいようだ。というのも、技術的進歩もあり駆動時間は今や3D NANDですら1TBで100万時間以上とか普通にあるので、駆動可能時間 が尽きる前に 書き換え可能容量 を越える。

つまり、読むには幾らでも読んで構わないが、書き込む、書き換えるのに寿命=ライフを使う。書き換え可能な単位は TBW で示され、TBとは容量のテラバイトを意味する。例えば、100TBW だと、生涯書き換え可能バイトが 100テラバイト を意味する。コレを越えると死亡までマッハ!! ちなみに容量が大きいほど寿命は長くなる。これも考えれば当たり前の話だが、書き換え可能なエリアが広いからだ。

次に 幾らでも読んで構わない と書いたが実際はこちらも限界はある。コチラの単位は MTBF で記載される。書いていないメーカーが多いが、隠したいというより、眼中に無いからと思うに至った。これはどれだけ稼働出来るかの指標だ。実際コチラは 100万時間 とか素であったりするので余り問題視されない。6年半つかった私のSSDでも、かなり使っている方だと思うが、2万6千時間である。正直これには心底ほっとした。(;´Д`) 

最も容量や当時のスペックからするとそこまでは持たないだろうが、最低でも25万時間は持つだろうから、まだ人間で言えばピチピチの10代!!とも言える。となると、やはり問題になるのは 書き込み容量 だろう。どっこいコレを書いていないメーカーはとても多い。私のSSD256GBは当時日本で買うと5万近くしたが、諦めきれず海外版を探し3万で購入した東芝純正品である。

システムに使うなら


システムドライブは全てのソフトウェアに影響を与えるのでSSDが最もその力を発揮出来る。同時に、最も酷使するドライブでもある。HDD は読むことでもダメージを負うのに対し、SSDは読みに関してはヘッチャラである。そこで見えてくるのは、実はシステムドライブには SSD が向いているという点である。現在、当たり前のようにSSDが内蔵されているパソコンが多い意味でもありそうだ。

OSに必要な容量


ちなみに 128GB は少なすぎる。SSDは20%の空きが欲しいと言われているが128GBでは不可能であり、今や 256GB でどうにか20%を確保出来る程度だ。なので 500GB 欲しいところ。長寿命化を考え1TBを購入しても構わない。ほとんどの容量は遊ぶことになるが、SSDは空き容量が少ないと寿命は劇的に短くなる。値段も500GBの倍はしないので費用対効果は高い。なお、容量が大きくなるほど耐久性も上がる。

昨年度の私の経験でも空き容量が20%以下になるとSSDは加速度的に不安定になる。調べると、そればかりか寿命を大幅に減らすようだ。何せ少ない空き容量に何度も書き込むからである。自ずとそのブロックは消耗する。遊んでいる容量があるぐらいで丁度いいかもしれない。

タイプは個人的には MLC が欲しいところだが、値段の差はとても大きいので懐に余裕が無い限り妥協して TLC だろう。ただ仕事を思えば十分買える程度の値段なので 耐久性を比較して検討するのが吉だろう。今や旧型の MLC であれば、新型の TLC の方が耐久性が高い場合がかなりある。今回、世代前のMLCと今世代のTLCを比較し、TLCの方が倍耐久性があったのでTLCにした。

容量で性能アップ


今回調べて我ながら無知だったのは、容量が高いほどSSDは寿命が伸びるという点。HDD等は勿論そうなのだがSSDも同様。考えていると同じ理由だった。SSDは素子のダメージを分散するためにHDDのように順番に書き込むのではなくランダムに書き込み、出来るだけ素子を均一に使うようコントロールされる。つまり単純に容量が大きい方が書き込めるスペースが広いのでリスク分散が出来るというわけだね。

そのため理論値で倍々計算になってくる。書き込める容量も同じスペックなら倍。稼働時間も倍。そんな感じ。厳密にはそんなこと無いのだろうが、それに近い実態があるらしい。凄いねぇ~。なので、そこまで必要ないと思いながらも 1TB にシステムディスクを使うと費用対効果は高そうだ。少なくとも、今なら 500GB は欲しい。

ソフトウェアは内蔵HDDへ


これは昔から当たり前なのだが、システムにしかインストール出来ないソフトウェア以外は基本的にHDDにインストールするのがいいだろう。(Cドライブじゃないと駄目というのはAndroidのようにある)これはSSDの耐久性をすり減らさない為にだ。

実際、今のHDDは非常に高速かつ大容量で、キャッシュも大きくなっているのでソフトウェアぐらいは直ぐに読み出せる。何もSSDである必要は何も無い。一度読み出してしまえば後は関係ない。長年そのようにしているが初期起動はたしかにSSDとは比較にならないが、起動してしまえば全く気にならない。

ゲームは可能であればSSD


ゲームは読み込む容量が他のソフトウェアの比ではなく、読み込みもゲームによっては頻繁なのでSSDの真価が発揮される部分。動画等もそうだろう。HDDとSSDでは快適性が大違い。大規模なゲームをしょちゅうやるのならSSDでやりたい部分だろう。しかもオフライン・ゲームは意外にSSDに向いている。

書き込む容量こそとてつもなく浪費するが、実は以後ほとんど容量を食わない。(書き込まないので)先述したように読み込みに関しては然程問題ないのでSSDに向いている。逆に、オンラインゲーム等は毎週のメンテナンスで大量に読み書きをするのでSSDの寿命はガリガリ削られるだろう。ただし今は安いので、裏を返せばゴリゴリ削ってまた次へ。というのもアリだろう。

ゲームはソフトウェアと違って動かなくなってもシステムに影響をほとんど与えない。その点、アンイストールして再インストールするのはそれほどの問題は無い。ソフトウェアはシステムや他のソフトに対して複合的に絡むことがある。

データは外付けHDDへ


昔も今もデータは外付けが良い。嘗てと異なりUSB3.0はSATA3に匹敵する速度だったに思う。(もっと速いかもだが、理論値と実情はかなり異なる)外付けのメリットは必要な時に付けたり、外したり出来る点以外に、パソコンで何らかの致命的な問題が発生して意図せずダウンしても、外付けは外から電力を供給しているので、ある程度安全に停止する。その点、内蔵は自ずと道連れになってしまう。ほとんどの場合は安全性の為にダウンするのだが、その際に受けるダメージはとてつもなく大きい。外付けの方がより安全と思われる。

最後に


SSDはシステムドライブに向いている。思ったより長寿命。
TBW、最大書き込み可能容量は要チェック。耐久性能こそ要。
システムに据えるなら MLC を使いたいが、旧世代のMLCを買うぐらいなら、現世代の TLC 3D NAND の方が耐久性がずっと上だったりするので TLC で問題ないようだ。耐久性を見ながら決めたい。
システム以外ならゲームはSSDに向いている。使い捨て上等なら耐久性は最も低いが安価で大容量の QLC を使うのも十分選択肢。いずれもメーカーは選ぼう!伊達に老舗はいない。
まだまだ進化の過程にあるSSD、突然死が減ることを願う。(´Д`)ノ頼むよぉ~

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