データの長期保存・書き込みを行うハードディスク

ハードディスクとは、パソコンのデータを保存する部品です。

パソコンに内蔵されている記憶部品になります。別名:HDD。内蔵ストレージともいいます。

コンピューターでは「補助記憶」を担当します。

パソコンを動かすうえで欠かせないOS(Windows)、ワード・エクセルなどの各種ソフト、ユーザーが作成したデータなどすべてが格納されています。

容量の確認

マイコンピュータを開きます。

マイコンピュータ

四角の箱のような表示が、ハードディスクです。

ローカルディスク(C:)、ボリューム(D:)などがそれです。Windowsがインストールされているハードディスクは Cドライブです。システムドライブともいいます。

ハードディスク

右クリック→プロパティ。

アイコン上で右クリック

ハードディスクの使用領域、空き領域がどのくらいあるのか分かります。

使用領域と空き領域

補助記憶

ハードディスクは、パソコン以外にもHDDレコーダー、ゲーム器、WEBサーバーなど様々な機器で使われています。

どれも同じハードディスクです。

長期的に保存したいプログラムやデータをハードディスクに書き込むことで、パソコンの電源をOFFにしても データが消えることはありません。

コンピューター上では、ハードディスク上のプログラムやデータが メモリーに読み込まれ、CPUによって処理されます。

「名前を付けて保存」などとしたときに、メモリー上にある作業中のデータが ハードディスクに書き込まれます。

容量を示す単位は、MB(メガバイト)、GB(ギガバイト)、TB(テラバイト)。

1024MBで1GB、1024GBで1TBになります。

1MBは 1024KB、1024KBは 1024byte、1byteは8bit、1bitが0と1のコンピューターで扱う最小単位です。

ハードディスクの容量は、0と1で表現するデジタルデータをどれだけ記憶できるかということになります。

大きさ・規格

ハードディスクは大きさとして、3.5インチ2.5インチ、1.8インチがあり、接続のタイプとしては IDE接続SATA接続(シリアルATA)などがあります。

パソコンに内蔵されているハードディスク。左からデスクトップ用 3.5インチHDD、ノートパソコン用 2.5インチHDD、モバイルノートパソコンで主に使用される1.8インチHDD。

内蔵ハードディスク

2.5インチ IDE ハードディスク。XP~初期のVistaのノートパソコンなどで使用されていました。

2.5インチ IDE

2.5インチ SATA ハードディスク。XP、Vista、7 以降のノートパソコンなどで使用されています。現在主流のハードディスクです。

2.5インチ SATA

3.5インチ IDE ハードディスク。XP~初期のVistaのデスクトップパソコンなどで使用されていました。

3.5インチ IDE

3.5インチ SATA ハードディスク。XP、Vista、7 以降のデスクトップパソコンなどで使用されています。現在 主流のハードディスクです。

3.5インチ SATA

3.5インチ用IDEケーブル。通常青い色の付いたほうがマザーボード側になります。 ハードディスクの接続タイプがIDEの場合、このケーブルを使います。

IDEケーブル

3.5インチ用、2.5インチ用のSATAケーブル。金属のラッチ(固定金具)がついたタイプもあります。ハードディスクの接続タイプがSATAの場合、このケーブルを使います。

SATAケーブル

パソコンに内蔵されているものを 内蔵ハードディスク、ケースなどに入っていて USBで接続して使うものを 外付けハードディスクといいます。


内部

ハードディスクはパソコンの他の部品に比べると精密に作られています。

内部磁気ディスク、アーム、磁気ヘッド、スピンドルモーターなどいくつもの部品で構成されています。ハードディスクの3.5インチや2.5インチというのは磁気ディスクの直径の長さを表しています。


部品磁気ディスク(水色)
アーム(黄)
磁気ヘッド(緑)
スピンドルモーター(赤)

磁気ディスクはプラッタともよばれ高速に回転します。


ヘッドと磁気ディスク磁気ディスクとヘッドの間は、わずかな隙間しかありません。ヘッドはディスクの回転の空気流でわずかに浮上します。

ハードディスクにとって衝撃や落下が故障につながるのはこうした理由です。

回転数

ハードディスクには、回転数(rpm)というものがあります。

これは磁気ディスクが1分間にどれぐらい回転するかというものです。

主な回転数には、5400回転7200回転があります。5400回転はノートパソコンの2.5インチ ハードディスクでよく使用されます。7200回転は デスクトップ用の3.5インチのハードディスクや一部の2.5インチ ハードディスクで使用されます。

どちらにせよ1分間での回転数ですから、すごい勢いで動作していることが分かりますね。

プラッタ数

ハードディスクの中に何枚の磁気ディスク(プラッタ)があるかです。1枚~2枚が一般的で、容量の大きいハードディスクは3枚や4枚入っています。

プラッタ磁気ディスク(プラッタ)。

ここでは3枚のプラッタが見えます。最近では容量の大きいハードディスクでも1枚や2枚などになってきています。それだけ高密度化しているということです。


ハードディスクのプラッタ数や容量は、ハードディスクのメーカーや型番によって異なります。

容量は 年々増加しており、現在は システム用として500GB~1TB、データ用として1TB~4TBのものがよく使われています。

シーク、サーチ、データ転送

ハードディスクの読み書きは、シーク→サーチ→データ転送の流れで行われています。

ハードディスクは トラックと呼ばれる同心円で分かれています。

また磁気ディスクが複数ある場合は、それぞれのディスクの同一半径上 同じ場所にあるトラックをあわせてシリンダといいます。

図では水色部分がトラック。

ヘッドと磁気ディスク

それぞれのトラックに セクタと呼ばれる 最小の単位である区画があります。

シーク

ヘッドは内周・外周を行き来しています。データ読み書きをする場合は、まず目的のトラックへ移動します。

サーチ

ヘッドは、トラック上の目的のセクタが ヘッドの下まで回って来るまで待機します。

データ転送

セクタに書き込まれている必要なデータを読み込んだり、書き込みを行います。

ハードディスクは こうした動きを何度も繰り返しています。

キャッシュ

CPUにキャッシュメモリーがあるように、ハードディスクにも一時的な記憶ができるキャッシュメモリーがあります。

単にキャッシュということもあります。

わずかではありますが、ハードディスクに付いているメモリーで、容量は 16MB、32MB、64MB、128MBなどがあります。

基本的にキャッシュの容量が大きいほど パフォーマンスは上がりますが、回転数やプラッタ数、1プラッタあたりの容量なども関係しているため、一概にはいえません。

パーティション

ハードディスクは、パーティションで区切られていることがよくあります。

例えば コンピューターを開いて CドライブとDドライブがあるとします。

このような場合は 大抵 1つの物理的なハードディスクがパーティションによって区切られて 2つのドライブに分けられています。これを論理ドライブともいいます。

ただ一部のパソコンでは、ハードディスクを2つ以上内蔵しているものがあり、Cドライブ、Dドライブが論理ドライブではなく 別々のハードディスクになっていることもあります。

内蔵されているハードディスクは何台か?パーティションの構成はどのようになっているか?は、ディスクの管理から知ることができます。

ファイルの断片化

データやアプリケーションが、連続したセクタではなく、別々のトラックのセクタ上にバラバラに断片化して書き込まれていることを、ファイルの断片化 あるいはフラグメンテーションといいます。

パソコンを使用する期間が長くなればなるほど 断片化は起きやすくなります。

読み込むデータが 連続したセクタにあるなら、ヘッドの動きは少なくて済みます。

一方、別々のトラックのセクタに書き込まれていると、読み込むためにヘッドは何度も動かなくてはなりません。

ファイルの断片化が進むと 動作が遅くなる、シーク音が目立つというのはこうした理由です。

フラグメンテーションを解消する作業を、デフラグメンテーション(デフラグ)といいます。

メンテナンス

パソコン(ハードディスク)は使用すればするほど、不要なファイルが蓄積したり、断片化が進んだり、時には論理障害(ファイルの読み書きが正常にできない)なども起こります。

ハードディスクのメンテナンスとして、Windowsにはディスククリーンアップ、チェックディスク、ディスクデフラグの3つが用意されています。これらの基本的なメンテナンスを知っておくことも大切です。

寿命

ハードディスクの寿命は平均すると4年~5年といわれています。

メーカーやモデルも様々なので個体差があるのが特徴です。10年使用できているものもあれば、1年未満に壊れるということもあります。

ハードディスクの寿命は、磁気ディスク上のデータの読み書きできなくなる不良セクタの増加や、物理的なハードディスクの故障によって決まります。使用しているうちに不良セクタが増加したり、熱や衝撃あるいは経年の劣化でハードディスクが物理的に壊れます。

ハードディスクの健康度を調べることができるソフトもあるので、定期的にハードディスクの状態をチェックするといいでしょう。

ハードディスクが壊れてもパソコンそのものが壊れたというわけではありません。新しいハードディスクに交換して使用することもできます。

自分のパソコンのハードディスクを調べる

自分のパソコンにどんなハードディスクが使用されているか調べることもできます。

ハードディスクはパソコンに内蔵されてるため見ることはできませんが、フリーソフトなどを使用するとハードディスクのメーカー、型番、容量、規格、回転数、使用時間、健康状態なども知ることができます。


関連情報