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SMR?CMR?HDDの書き込み方式は2種類

SMR?CMR?HDDの書き込み方式は2種類

HDDの書き込み方式には、SMR(Shingled Magnetic Recording)とCMR(Conventional Magnetic Recording)の2種類があり、それぞれ書き込み方が異なります。SMRはデータを書き込むトラックを瓦屋根のように重ね合わせ、キャッシュメモリを利用して書き換えることで大容量化を実現しました。また、CMRはトラックを重ね合わせず、キャッシュメモリを使わない従来の書き込み方式です。今回は、この2つの書き込み方式の違いやHDDとSSDの違い、そしてHDDに起こりがちなトラブルについて詳しく見ていきましょう。

HDDの書き込み、読み出しの仕組み

HDDの主要部品には、次の2つがあります。

  • プラッタ
    磁性体(磁力を持つ物質)が塗られた金属のディスク
  • 磁気ヘッド
    磁性体の磁力を変える(磁化する)部品で書き込み用と読み込み用がある

パソコンのデータは通常、電気信号でやりとりされていますが、HDDにデータを書き込む時磁気ヘッドがデータを磁気信号に変換します。なお、磁気信号ではデータを磁石のS極、N極という磁性で表します。
磁気ヘッドが磁気信号に従ってプラッタの磁性体を磁化することでデータが書き込まれます。このように磁気を使ってデータを記録することを磁気記録と呼びます。

データを書き込む時、磁気ヘッドは指定された位置まで移動します。そしてHDDの機種にもよりますが、プラッタは1分間に5400回〜1万回転以上という速度で回転しており、目的の位置が磁気ヘッドの真下に来た瞬間にプラッタの磁性を変えてデータを書き込みます。また、HDDからデータを「読み出す」ときは、磁気ヘッドがプラッタの上を通る時に発生する電気抵抗の違いで磁性を判断してデータを読み出します。

HDDの書き込み方式は2種類

先述の通りHDDの書き込み方式には「SMR」「CMR」の2種類があり、それぞれまったく違う仕組みでデータを書き込みます。さらにHDDとSSDはデータの記録方式が違いますので、それぞれ詳しく見ていきましょう。

■ SMR(Shingled Magnetic Recording)とは

SMRは、Seagate社が開発したデータ書き込みの最新技術です。HDDの容量を大きくすることは、HDDの品質を上げるための課題ですが、SMRの開発により記録密度を上げることに成功し、データ容量は25%も大きくなりました。 実際、SMRを採用して、超大容量の外付けHDDも製品化されています。 HDDにデータを書き込む時、データはセクタという最小単位(主に512バイトまたは4,096バイト)に切り分けられ、プラッタの同心円状に作られているトラックと呼ばれる領域に保管されます。

SMRの特長はこのトラックを重ね合せて、複数のトラックを「ブロック」という単位で一括して書き込むことです。また、部分的にデータを書き込む場合は、ブロックを一時的に別の場所(キャッシュメモリ)に読み込み、キャッシュメモリ内で必要なブロックを書き換えてから、再度ブロックを書き込むことで対応します。

■ CMR(Conventional Magnetic Recording)とは

CMRはSMR登場以前から使われているデータ記録方式です。SMRとは異なり、トラック同士は隣接していて、お互い干渉しないように隙間(ガードバンド)が設けられています。データは複数のセクタをまとめたクラスタと呼ばれる一定領域で管理されており、CMRでは部分的な書き換えの際、キャッシュメモリを利用しません。

■ SSDとの違い

SSDは半導体メモリにデータを記憶します。そのため、磁気ヘッドなどを使うHDDよりも処理速度が速いのが特徴です。しかし、保管できる容量はHDDのほうが圧倒的に大きく、安価に大量のデータを保管したい方にはHDDがおすすめです。データ容量より処理速度を重視する方は、SSDを検討してみてください。

絶対に覚えておきたい!HDDで遭遇しやすいトラブルを紹介

HDDの2つの書き込み方式としてSMR、CMRを解説しましたが、HDDのトラブルもご紹介します。特に長期間HDDを使用しているとトラブルが発生しがちです。トラブルには主にハードディスクの音がおかしい、あるいはまったく音がしないというパターンが代表的ですが、他にも以下のようなトラブルがあります。

■ 書き込み禁止のエラーが出る

遭遇しやすいトラブルは、「このディスクは書き込み禁止になっています」「対象のフォルダーへのアクセスは拒否されました」といったメッセージが表示され、書き込みが失敗するというケースです。

こういったトラブルの対処法としては、まずHDDがパソコンにしっかり接続されているか確認しましょう。また、HDDには誤ってデータを上書きしないように書き込みを禁止するスイッチ(ライトプロテクトスイッチ)が搭載されている媒体もあるので、ONになっていないか確認しましょう。

保存しようとしているファイルが「読み込み専用」になっていないかどうかも、確認してください。Windows10の場合の確認方法は、保存できないファイルを右クリックして「プロパティ」を選択します。次にプロパティ画面が表示されますので、全般タブ(始めに表示されています)の下部に「読み取り専用」というチェックボックスがあります。このチェックを外して「OK」ボタンを選択しますと、ファイルを保存できるようになります。これらを行っても解決できない場合、読み書き回数の限界を超えて、媒体の記録面や磁気ヘッドなどに異常があることも考えられます。日頃からこまめに外付けHDDでバックアップを取ることも大切です。

■ 速度が遅くなる

パソコンを長く使用していると、データの読み書きが異常に時間がかかる、パソコンの起動やシャットダウンに時間がかかるといったトラブルが起こりがちで、最悪の場合はパソコンが止まることもあります。

異常な音がしていないのに速度が遅くなる原因としては、HDDに不要なデータが多すぎて、必要なデータへのアクセスが遅いことが考えられます。そのため、不要なプログラム(使用頻度の低いプログラム)やインストールした覚えのない、不審なプログラムを削除すると良いでしょう。Windowsの場合、HDD内の不要なデータを自動で削除する「ディスククリーンアップ」機能、MACの場合はディスクユーティリティ機能の利用もおすすめします。

まとめ HDDを選ぶときは「書き込み方式」にも注目

HDDの書き込み方式には、トラックの配置を変えてキャッシュメモリを使うことで大容量化を実現したSMRと、キャッシュメモリを使用しない従来の書き込み方式、CMRがあります。SMRはコンパクトかつ大容量という特長があります。HDDは必要な容量や書き込み方式を考えて購入しましょう。




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