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ハードディスクの概要

「ハードディスクドライブ (HDD)」「ハードディスク」「ハードドライブ」「磁気ディスク」「固定ディスク (Fixed Disk)」などと呼ばれます。

JIS情報処理用語では「ハードディスク」となっています。



 

ハードディスクの仕組み

構造的には、本来は回転する円盤(円板)が「磁気ディスク」または「ハードディスク」で、回転軸やモーターなどの駆動装置を含めた全体が「磁気ディスクドライブ」または「ハードディスクドライブ」であるが、特に区別せず呼ばれることも多い。また、ディスクが駆動装置やコンピュータ本体などに固定され、容易には着脱できないものが多かったため「固定ディスク」とも呼ばれる。現代のハードディスクドライブの大半は金属製の筐体でほぼ密閉されているため、「密閉型ハードディスクドライブ」とも呼ばれている。

歴史的には、当初は「磁気ディスク記憶装置」または単に「ディスク装置」と呼ばれていた。またコンピュータから見たアクセス特性より、当時の磁気ドラムなども含め「DASD」とも呼ばれた。しかし後に「柔らかいディスク」を意味する「フロッピーディスク」(またはフレキシブルディスク)が登場すると、その対比で「硬いディスク」を意味する「ハードディスク」の名称が一般化した。なお「ウインチェスター・ディスク」 (Winchester Disk) もハードディスクの別名とされた時代もあったが、本来はIBM 3340の開発コード名である。
 

ハードディスクの概要

ハードディスクの概要

円盤(ディスク)がアルミニウムやガラス等の硬い(ハードな)素材で作られていることから「ハードディスクドライブ」と呼ばれる。パーソナルコンピューター用の補助記憶装置では、かつて主流の位置を占めていたフロッピーディスクドライブより、遥かに大きい記憶容量を持ちアクセス速度も非常に高速である。

元々はメインフレームの補助記憶装置として利用されていたが、現在ではパーソナルコンピュータを含めたあらゆる汎用のコンピューターや、大容量のランダムアクセス記録を必要とする業務用専用装置にて用いられている。

ハードディスクドライブはその構造上、使用過程において故障する可能性も高く、消耗品として扱われる場合も多い。外部からのショック(衝撃)やダスト(埃)の侵入に弱く、ヘッドクラッシュを引き起こしディスクを傷つけ致命的な障害を与えやすい。
加えて経年変化でベアリングの磨耗を引き起こし機械部品のがたつき等が発生し読み書きの障害が発生する恐れがあるほか、何の前触れも無く動作不能に陥ることもある。こうした障害の発生頻度を低減させるために、装置に加わる衝撃を吸収緩和できる構造や、ヘッドを安全な位置へ退避させるリトラクト機能などといった装置の改良が行われているほか、障害発生時のデータ喪失を未然に防ぐために、ハードディスクドライブの健康度を検知し障害回避に役立つS.M.A.R.Tや、ミラーリングを利用できるRAID (RAID1) といった技術が普及している。

しかし完全に障害を回避することはできないことから、重要なデータは定期的にバックアップを取ることが一般的となっている。バックアップを取っておらずにデータが消えた場合のユーザー向けに、データ復旧ソフトウェアやデータ復旧サービスを提供する業者も存在する。

ハードディスクの歴史

ハードディスクの歴史
世界最初のハードディスクは1956年のIBM 305 RAMACの一部として登場した、IBM 350ディスク記憶装置である。直径24インチ(約60cm)のディスクを50枚も重ねたもので、ドライブユニットのサイズは大型冷蔵庫2個分程もあるが、約4.8MB(原稿用紙5000枚程度)の記憶容量しかなかった。

2000年代に入り家庭電化製品のデジタル化が進み、音声映像等のデータをデジタルデータとして記録する用途が生じてきたことから一般の家電製品での利用も増え始めた。容量単位の価格が安価で大容量、ランダムアクセスが可能で、下記のRAMディスクには劣るがアクセス速度も比較的速く、さらに書き換え可能という特性を生かし2003年以降、特にハードディスクレコーダーやデジタルオーディオプレーヤーといった用途での搭載が増加している他、カーナビゲーションにも搭載され地図情報の保存等に利用されている。

2009年現在では、上記の家電製品やパーソナルコンピュータ等での使用においては筐体内に内蔵する方式が多いが、本体とは別の外付ユニットをUSBやIEEE 1394等の通信ケーブルで接続する方式も増設用途などで存在する。また、ネットワーク上で特定コンピュータ装置に従属しない独立した外部記憶装置として利用できるネットワークアタッチトストレージ (NAS) と呼ばれる製品も存在する。

ハードディスクドライブは半導体メモリと比較して読出・書込には時間が掛かる。そのためOSから見てハードディスクドライブと同様のオペレーションで、より高速なアクセスを実現するための工夫もされてきた。2010年現在では、主流である3.5インチサイズのHDDの記憶容量は、1台で最大3.0TB(2.8TiB程度)に達し、2011年現在では、最大4.0TB(3.7TiB程度)に達した。また、ノートパソコンでよく用いられている2.5インチ9.5mm厚サイズのHDDの記憶容量も、1台で最大1TB(931GiB程度)に達している。

近年では小型化や低消費電力を重視する傾向が強まり、出荷台数ではPC用で主流の3.5インチサイズばかりでなく、それまではノートPCが主な用途だった2.5インチサイズ以下のHDDがゲーム機やサーバ用途を中心に需要が広がっている。2007年のHDD国内出荷台数は、2.5インチ以下のHDDが全体の53%となっている

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