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IT用語

【IT用語】ROMとは?HDDとSSDの長所と短所は?自分の使っているPCについて理解しよう!

ぴっかちゃん
ぴっかちゃん

ROMとは、データを長期的に保存しておくパーツで、ストレージと表記されることもあります。PCにおいてはHDDとSSDの二種類あり、それぞれ長所、短所が存在します。

ROMとは何か?

ROMはPC上でどんな役割をもち、どういった動作をしているのでしょうか。
この記事では、ROMの概要、HDDとSSDの違い、ROMの選び方について、順を追って説明します。

ROMの概要

ではまず、ROMとは具体的にどんなパーツなのか説明します。

どのような役割があるか

ROMにはPCを使用する上で使うほぼ全てのデータが保存されています。それはOSやソフトから音楽、メモまで様々です。それらのデータをPCの電源を切った後も残しておくために、ROMの存在は不可欠です。
ROMは記録方式の違いなどから多くの種類に分類されています。PCで扱うROMは主にHDDとSSDの二つに分けられます。

PCでどのように動作しているか

ROMはその種類によって見た目は様々です。下の画像はSSDとHDDですが、外見が大きく異なっていることがわかると思います。

SSDの画像

↑SSD

HDDの画像

↑HDD

記録されたデータの読み取り、データの保存がROMの役割です。
CPUの指示に従って、要求されたデータをメモリに渡したり受け取ったデータを書き込んだりします。

動作の流れ

  • CPUの命令に従って処理に必要なデータをメモリに転送
  • CPUの命令に従ってデータaを自身に保存

このような流れでROMは動作しています。

データのロードが起こるときのイメージとしては、私たちがエクスプローラー(Finder)でファイルを開いたときなどです。
ファイルの要求に応じて、ROMがそのデータを読み出します。

ROMからロード

反対に、ファイルをダウンロードしたときなどにROMへのデータの書き込みが行われます。

ROMへ書き込み

CPUとは

CPUとはPCにおける頭脳のようなもので、処理はすべてCPUで行われます。そのため、CPUの性能がPC自体の性能の基準となるといっても過言ではありません。
詳しくはCPUを図解形式で解説の記事を参考にしてください。

メモリとは

CPUの処理速度に比べるとROMの転送速度は遅すぎるため、データの受け渡しがボトルネックになってしまいます。メモリは、必要なデータを高速にCPUに渡せるようにCPUとROMの橋渡しをしているパーツです。
こちらも、詳しくはメモリを図解形式で解説の記事を参考にしてください。

メモリ(RAM)との違い

メモリCPUと直接データをやり取りするパーツであり、転送速度もROMの数段早いです。

RAMとROMの比較

メモリの使用量を見ると短時間で何度も変化しているので、メモリが保持しているデータが次々に入れ替わっていることが分かります。

ROMとメモリは同じ記憶装置ですが、その役割は下の表のように大きく異なります。

役割
ROM データの保管
メモリ CPUとのデータのやり取り

プログラミングする上でのROMの重要性

開発においてROMの重要度はメモリCPUと比較すると高くありません。
ただ、読み書き速度はプログラムの実行速度に影響するので速度の速いもののほうが好ましいです。

HDDとSSDは何が違う?

先ほどPCにおける主なROMの種類にはHDDとSSDがあると述べました。ではこの二つは具体的に何がどう違うのでしょう?

方式

HDDとSSDは同じ記録媒体ですがデータの保存方式は大きく異なります。

HDDは回転する磁気ディスクにデータを記録します。
この磁気ディスク上にCDやDVDなどと似た要領でデータを読み書きしています。レコードの針のような磁気ヘッドがディスク上の該当の場所を通ることでそれが行われます。

SSDはUSBメモリと同じように半導体チップにデータを保存します。
SSDは電圧の大きさによってデータを保持する"セル"がチップ上に何個も集まってできています。

SSDの仕組み

SSDはHDDと違い機械的な部分がなく、それによって多くのメリットを得ています。SSDの歴史は若く、半導体の技術向上によって現在も進化を続けています。

速度

SSD > HDD
書き込み速度、読み込み速度はSSDの圧勝です。

読み込み速度の比較

これは上述したように、HDDは動く部品があるため物理的な制約があり、速度を上げることが難しいといった理由によるものです。
反面SSDはそれがないため、現在も速度アップを続けています。

SATAとNVMeとは?

先ほどのグラフで、SSDの中でもSATAとNVMeで速度に大きな違いがあることにお気づきでしょうか。この二つはストレージの接続規格で、NVMeの方が新しく実現可能な転送速度も大きいです。 SSDはSATAタイプとNVMeタイプに分かれており、NVMeタイプの方がより高速ですが、接続できないPCもあるので注意が必要です。

寿命・耐久性

SSD > HDD
寿命もSSDの方が勝ります。

HDDは磁気ヘッドの摩耗や衝撃による故障もあり、耐久性も低い傾向にあります。
SSDは、一般的にHDDよりも耐衝撃性に優れ、寿命も長いですが、TLC、QLCといった保存方式の違いによって寿命が大きく異なります。
TLCとQLCのSSDを比較すると、寿命が3倍以上も違うことも多いです。

TLC、QLCとは?

SSDは 一つのセルに3つのデータを保存するのがTLC、4つのデータを保存するのがQLCになります。同じ数のセルで単純に容量が3倍、4倍のものが作れ安価にすることが可能ですが、寿命は短くなってしまいます。 TLCとQLC

値段

HDD > SSD
同じ容量(GB)での値段はHDDの方が割安です。
ちなみに、PCには接続できるROMに上限があります。現在、ROM一つの最大容量はHDDで16TB、SSDで4TBが限界なので、HDDの方がより大きなストレージを作ることが可能です。
HDDのメリットは、大容量を低コスト、少数で実現できるところにあると言えるでしょう。

HDDとSSDのまとめ
  1. HDDは安価、大容量
  2. SSDは高速、高耐久

ROMを選ぶときに何に気をつければいい?

それでは、あなたが実際にPCを購入する際、どんなROMを選べばよいか詳しく解説します。

HDDとSSDの使い分け

SSDは読み書き速度が求められるOSやアプリケーション、HDDは容量が大きくなる画像や動画などのデータといったように、役割を分担させることが好ましいでしょう。
ノートパソコンでHDDかSSDのどちらか一方しか使えない場合はSSDを選び、画像や動画、使用頻度の低いデータはクラウドや外付けのストレージを使うのが適切です。

スペック表の見方

実際に販売されているROMのスペックを例に、ROMを選ぶ際に確認すべき主なスペックについて説明します。

スペック 説明
480GB ROMの容量です。大きいほどたくさんのデータを保存しておくことが可能です。
2.5インチ サイズの規格です。2.5インチ、3.5インチ、M.2などがあり、PCに取り付けられる規格のROMを選ぶ必要があります。
3D NAND TLC(SSDのみ) →TLC、QLCとは
read 550MB/s write 510MB/s 読み込み速度及び書き込み速度です。これが速いとアプリケーションの起動時間、コピーの待ち時間などが短くなるため快適性が大きく向上します。
MTBF 200万時間(SSDのみ) 平均故障時間のことで、寿命の目安となります。あくまで平均なので注意が必要です。
5400 rpm(HDDのみ) 磁気ディスクの回転速度です。これが大きいほど読み書き速度も高速になります。
RAIDについて

PCにおけるHDDの運用方法として、RAIDというものが存在します。 RAIDは複数のHDDを組み合わせることで速度アップや故障対策を狙う方法で、様々な方式が存在します。
例えば、RAID0では一つのデータを二つのHDDに分散して書き込むことにより速度アップを実現し、RAID1では同じデータを二つのHDDに書き込むことで一方のHDDが故障してもデータを守ります。
詳しくはRAIDとは?の記事を参考にしてください。

ROMの選び方

最後に、用途別におすすめのストレージのタイプを紹介します。

どのような使い方をするにせよ、最低限、

  1. OS
  2. アプリケーション
  3. 現在行っているプロジェクトに必要なファイル

が入る程度のサイズは必要です。
また、PCを使用していれば必ずファイルサイズは増えていきます。将来のことも考えて選びましょう。
ただ、サイズが足りなくなったら外付けストレージを利用するという策もあるので、予算が限られていればCPUやメモリ、グラフィックスなどのアップグレードを優先させたほうが賢明です。

・プログラミング用途

プログラミングは基本的にテキストデータばかりを扱うので、プロジェクトあたりのファイルサイズはそれほど必要としません。
よって、256GB程度のSSDがあれば十分だと思われます。

・クリエイション(動画編集など) 用途

動画編集などをする場合、プロジェクトファイルや扱うファイルのサイズが必然的に大きくなります(画像や音声ファイルなど)。そのため、大容量のストレージが求められます。また、それらのデータを頻繁に読み書きするので転送速度も重要になってきます。
よって、512GB(3DCGや動画であれば1TB)以上のSSDが必要でしょう。

この記事のまとめ

  • ROMはPCのデータを長期保存しておくパーツ
  • HDDは低速だが安価で大容量
  • SSDは高速で高耐久だが高価

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