ハードディスク(HDD)の種類について【データ復旧ならデータレスキューセンター】

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ハードディスクについて

ディスク(プラッタ)の直径

様々なサイズのものが登場していますが、現在市場で流通しているものは下記の3種類となっています。

3.5inch HDD 3.5インチ
3.5inch HDD
HDDが一般に流通しだした1990年以降からの主流のHDD。
デスクトップパソコンやサーバーのハードディスクとしてに用いられています。
2.5inch HDD 2.5インチ
2.5inch HDD
主にノートパソコン用ですが、低電力で対衝撃性などにも優れている為、
デスクトップパソコンやゲーム機などで用いられることがあります。
1.8inch HDD 1.8インチ
1.8inch HDD
2.5インチよりさらに一回り小さく、主に小型のモバイルノートや携帯型音楽プレーヤ、ビデオカメラなどに用いられています。2011年現在では東芝のみが生産をしており、接続コネクタは独自の形状となっています。

※1インチ=2.54cmとなりますが、一部ドライブでは筐体は3.5インチサイズのものでもプラッタは一回り小さいものもあります。

その他のインチ

HDDの黎明期においては、5インチや8インチ等の大きなサイズのものもありましたが、90年代中ごろまでには市場から殆ど消えています。また小型カメラや携帯音楽プレイヤー向けに1インチ(マイクロドライブ)や0.85インチサイズのものもありましたが、こちらもフラッシュメモリとの競合により現在はほぼ廃れています。

厚み

2000年代末以降からはほぼ1種類に統一されていますが、それまでは様々な厚みのものが存在していました。規格的な違いは存在しませんが、サイズ的にパソコン等の本体に収まらない場合もあるので注意が必要でした。

●3.5インチ: 25.4mm(1インチハイト)が主流です。一時期、薄型の20mm前後のものが販売されていましたが、厚みはプラッタ枚数に直結するため次第に数が減っていっています。
●2.5インチ: 2011現在の主流は9.5mm。初期の12.5mmや19mmサイズのものから完全に切り替わっていましたが、大容量化への対応のため近年になって12.5mm/19mmタイプのものが僅かながら再流通するようになってきました。

ハードウェアインターフェース

インターフェース規格は大きく分けてSCSI系とATA系の2つに大別されます。

両者の違いを簡単にまとめると
●SCSI系は「接続された相手の状態を確認しながら正確にデータを送る」という方式、
●ATA系は「物理的に接続された相手に一方的にデータを送る」方式になります。またSCSI規格はHDD内部に制御用のシステムを備えていますが、ATA系はそれらをマザーボードのBIOSに依存するため、CPUの処理時間を常に要求することになります。

SCSI系は主にサーバー向けのシステムから発展したテクノロジーで、ATAと比較して高速性や拡張性の高さで優れ、またSCSIコマンドをマルチスレッドで処理できるため、高負荷環境下でも高い信頼度を誇ります。 ATA系は主にパソコン向けに発達しており、廉価で大容量であることが重視され進化してきました。SCSIに比べて優位に発展したのは、そもそも高機能なSCSIよりは単純な設計なため低コストだったことで最初にPC/AT互換機に標準搭載されたことが確定的な原因です。パソコンの内蔵記憶媒体としてのデファクトスタンダードとなったため、それが現在でも引き継がれています。

なお一般にSCSI系は高品質、ATA系は低品質という評価をされていますが、両者の違いは信号インターフェイスの違いでしかなく、機械的な信頼性には直接関係はしません。ただし、高性能/高信頼性が要求されるサーバー用途に向けて販売されるSCSIはより高コスト/高品質な部品が使われ、ATAは価格重視の開発が進められているため、結果的に用途/目的がはっきりと分けられた存在となっています。

ATA(AT Attachment interface)

IDE(Integrated Drive Electronics)

1980年代後半の時点では、HDDを接続するインターフェースとしては、Compaq Computer社やWestern Digital社などが共同で開発したIDE(Integrated Drive Electronics)が主流でした。ただし統一規格ではなかったため、各メーカーの独自拡張がされるようになり、1989年にアメリカ規格協会(ANSI)によってIDEを元に「ATA」規格として標準化されることとになりました。
その後E-IDEからATAPIなどの様々な規格が追加・拡張がなされ、最終的にはUltraATAまで拡張されています。
現在でも名残として「IDE」という呼称はそのまま残っていますが、正式な規格名称ではありません。
40芯もしくは80芯のケーブルで接続され、台数はケーブル1本あたり2台まで、上限2本なので計4台のデバイスが接続可能です。
ケーブルの長さは45.7cmまで。ドライブ側もマスタ/スレイブなどのジャンパをつけて順番を明示化する必要があります。
データ転送速度としては「Ultra ATA」規格では33MB/s。その後、転送速度66.6MB/sのUltra ATA/66、同じく100MB/sのUltra ATA/100、133MB/sのUltra ATA/133が最後となっています。
技術的な限界を迎えたため、後継の規格として従来のパラレル転送方式からシリアル転送方式に変更されたシリアルATA(SATA)が規格化されています。そのため正式名称ではありませんが、区別をつける為ATAをパラレルATA(PATA)と呼ぶ事もあります。

SATA(Serial Advanced Technology Attachment)

SATA(Serial Advanced Technology Attachment)

ATA規格を元にシリアル転送方式に変更・拡張した規格。通称「サタ」。2000年11月に最初のシリアルATA1.0が発表されており、その後もSATA2.0(300)/SATA3.0(600)と規格の拡張が続けられています。
当初のSATA1.0(150)では最大転送速度150MB/sとUltra ATA/133と同等のものでしたが、SATA2.0で300MB/s、SATA3で600MB/sと大幅に増加しています。
ただし上記はあくまでも外部との転送速度であり、内部の転送速度(ディスク(プラッタ)からの読み取り速度)は最大でも80〜90MB/s程度、転送能力がそのまま発揮されるわけではありません。またこの数字は速度がもっとも速い外周部の数字なので平均するとさらに下がります。
SATA2.0よりNCQ(Native Command Queuing)の採用がされたことでPATA時代よりディスク自体の読み取り速度は少し向上していますが、実測では50〜90MB/s程度となります。
接続は7pinのケーブルでなされており、従来のPATA方式ではケーブルの特性により取り回しが非常に面倒だった点が解消されています。長さは最大100cmまで。1本1台となりますが、ジャンパなどの設定は不要になります。
またeSATA(External Serial ATA)規格では、ホットスワップにも対応しており、コンピュータの電源を入れたまま、接続ケーブルを抜き差し出来るようになっています。

SCSI(Small Computer System Interface)

SCSI(Small Computer System Interface)

ATAと同じく古くからある汎用の周辺機器接続インターフェイス。
IDEが普及する以前に利用されていたSASI(Shugart Associate System Interface)規格が元にされています。当初からHDDやテープ、プリンタなどの周辺機器装置を同一環境で結合する汎用性を高めたインタフェースとして開発されており、当初のSCSI-1規格では、1つのバスに最大で7個の周辺機器を接続することが可能で、その後の拡張により16台までの接続が可能となっています。
1986年にアメリカ規格協会(ANSI)にて制定されており、以降SCSI-2、SCSI3と規格拡張が続いていますが、種別呼称よりはWIDE、ULTRA、ULTRA WIDE、WIDE ULTRA 2、ULTRA 160、ULTRA 320の規格名称の方が一般的。転送速度は5MB/sから始まり、20MB/s、40MB/sと向上を続け、ULTRA 320では320MB/sまで達しています。
MacintoshやSunワークステーションでは、SCSIインターフェイスが標準搭載されていましたが、前述のようにより一般に広まったPC/AT互換機では標準搭載されたのはATAの方で、SCSI接続をするためには別途SCSIコントローラを増設する必要がありました。HDD単体のコストもATAと比べて非常に高価なこともあり、パソコンでの利用は殆どされることはなく、用途はサーバー向けとして特化されていきます。
コネクタ・ケーブルの種類が非常に多く10種類以上は存在しており、間違えやすいことでも知られています。他にメーカー独自のものも多数あり、変換用のアダプタなども多数販売されていました。
総ケーブル長の限界は機器内配線長+外部ケーブル長で、接続台数によって上限が変わり、1.5m〜6mとされています。長くなればなるほど不安定にるので出来るだけ短く抑える必要がありました。
ATAと同様にパラレル接続方式としての速度向上の限界が見られるようになったため、新たにSAS規格が後継として制定されています。

SAS(Serial Attached SCSI)

SAS(Serial Attached SCSI)

SCSIの後継としてSATAを意識して規格が制定されており、SASとSATAで共通の接続ができる点も特徴的です。通称「サス」。
2003年5月8日にSAS-1.0として正式に標準となり、以降、SAS-2.0、SAS-3.0と拡張し続けています。転送速度はSAS-1.0で300MB/s、SAS-2.0で600MB/s、最新のSAS-3.0で1200MB/sとなっています。

コネクタはSATAとの互換性があり7ピンのもので統一されています。SATA規格のデバイスをそのままSASコネクタに接続する事が可能ですが、逆は不可です。

従来のパラレルSCSIと同様にサーバー用途で用いられていますが、コネクタのサイズが小さくできたため、従来の主流だった3.5インチに変わって2.5インチタイプのものが増えつつあります。

特殊HDD

小型のモバイルノートや携帯型音楽プレーヤ、ビデオカメラなどに主に用いられている1.8インチHDDは、規格としてはATAとなります。
ただし接続コネクタはメーカー独自のものとなっており、ZIF(もしくはLIF)コネクタで接続されるものが主流です。
ZIF (Zero Insertion Force)とLIF (Low Insertion Force)はケーブルの種類としては同一のもので、ロックをつける機構があるのがZIF、ないものがLIFとなります。両者は共有できますが厚みなどが問題になり規格外のものは正常には接続できないことが多いです。

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