SSDを使うNASのメリットとデメリット、どんな分野で使うのがおすすめか

NASは家庭または法人でネットワーク環境に接続されたストレージデバイスです。

単にファイルの保存を行うだけでなく様々な処理を行う事ができます。

ファイルを保存するためにこれまでは主にハードディスクドライブ(HDD)が使われてきました。

NASの目的に合致した記憶容量を価格的に提供できる記憶媒体としてはHDDが最も適したものだったからです。

しかし最近SSDを用いたNASが現れました。

これにはどんなメリットとデメリットがあるのでしょうか。

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NASは何に使われているか

NASは家庭や会社内のLANに接続された記録媒体です。

Network-Attached Storageを略した用語で実体は(複数の)ハードディスクになっています。

ただし後で説明するように最近はハードディスクの代わりにSSD(Solid State Drive)を搭載したものがあります。

NASの場合は複数のPCやタブレット、スマートホンなどネットワークに接続している多数のデバイスからアクセスできます。

それに対してパソコンに取り付ける外付けハードディスクは一台の機器とのみ接続されています。

またNASの場合はCPUを持っていますのでソフトウェアを使って様々な処理を行う事が可能です。

この意味ではハードディスクよりPCに近いと言えます。

法人ではファイルサーバーやファイルのバックアップのために使われます。

一方家庭用はオーディオ機器やHDレコーダーやBDレコーダー等の録画再生機器、あるいはPCとネットワークを作る事で様々な場所で音楽・動画を楽しむなどの用途に使われています。

スマホなどで撮影した写真などの保存・バックアップ用などとしても使われています。




NASはハードディスクなのか

NASはファイルの共有や保存が可能でファイルサーバーやファイルのバックアップに使われてきました。

家庭用としても保存するファイルの種類が動画や音楽関係に変わっただけでやっている事の本質はファイルの保存・共有・管理です。

そのためにファイル保存用のメディアが必要でHDが使われています。

これだけだと別にネットワークにHDをつなげれば安価とは言えないNASを使う必要がないように思えます。

しかし実際はNASはHDDだけでなくPCのようにCPUを積んでいます。

これはネットワークにつながれた多数の機器からの要求を処理して適切なファイル管理をするためや複数積んでいるHDにそのタイプによってファイルの保管場所や保存方法を変えたりなどの様々な処理をするためです。

HDDの代わりにSSDを使う

NASがハードディスクを積んでいるのはファイルの保存をするためです。

この観点からは記録装置として使えるのなら別にHDでなくてもよいはずです。

例えばCDだろうがDVDだろうが、それこそ(実際はこんな事実行しようとする人はいないでしょうが)フロッピーディスクでもいいはずです。

しかし現状では記憶できる容量の大きさや価格・信頼性(データが消えたりしないか、機械が簡単に壊れたりしないか)などを考えるとNASの目的に使える記憶装置はHDだけです。

いや「だけでした」と過去形になりつつあります。

HDDの代わりにSSDを搭載したNASが現れたからです。

SSDの構造

SSDはSolid State Driveを略したものです。

直訳すると固体状態ドライブとなりますね。

ここでSolid Stateといっているのは半導体の事で要は半導体メモリの事です。

半導体メモリには通電している時だけ記憶を保っているもの(揮発性メモリ)とそうでないもの(不揮発性メモリ)があります。

SSDに使えるのは不揮発性メモリだけですが、その中でもフラッシュメモリを記憶装置に使ったドライブをSSDと呼んでいます。

USBメモリやDAP(デジタルオーディオプレーヤー)の記憶装置もフラッシュメモリです。

SSDはフラッシュメモリのチップを複数枚もち、それらへの書き込み・読み出しを制御するプロセッサから出来ています。

フラッシュメモリの仕組み

フラッシュメモリはセルと呼ばれる基本単位が並んだ格好をしています。

このセルにはドレイン、ソース、ゲートという三つの電極が付いていますがゲート電極は薄い絶縁幕の上に載っていてその上にフローティングゲートと呼ばれる部分が設けてあります。

ゲートにプラスの高電圧をかける事で電子が引き付けられて絶縁膜を越えてフローティングゲートに侵入します。

こうやって電子が貯まった状態とたまっていない状態で0と1という二つの状態を記憶するという仕組みになっています。

電子を貯めた状態で電圧を切っても絶縁膜のために電子はフローティングゲートから逃げられません。

こうして不揮発性メモリが出来上がるわけです。

電子を貯める時と逆の電圧をかけると電子はフローティングゲートから出ていき空の状態に戻ります。

このようにメモリに書き込みを行う場合は電子が絶縁膜を通過するので、何度もこの操作を繰り返すと絶縁膜が損傷していってやがて記憶操作が出来なくなります。

このためフラッシュメモリには書き込み動作に回数制限があります。

一方読み出しはドレインとソースの間に電流を流すのですがこの流れる量がゲートに電子がある時と無い時で異なる事を利用します。

そのため読み出し操作には回数制限がありません。

NASにSSDを使うメリット

HDDとSSDを比べた場合、SSDは書き込みや読み出しを電子的に行っているのでHDに比べて速度がずっと速いという利点があります。

会社などでは同時に多数の要求が行われるので読み書き速度が速い点は有利になります。

この点は家庭用のサーバーでは要求頻度が会社に比べれば低いのでそれほどメリットにはなりませんが、それでも動画を再生する場合などの時間が大幅に短縮されるなどの利点があります。

HDDは先端に磁気ヘッドが付いたアクチュエーターという棒が、回転する磁気ディスク上を移動してデータを書き込みます。

そのためデータの読み書きの際には物理的な移動時間がかかるのでSSDに対して読み書き速度が劣るうえ可動部分が多数あるため寿命の点でも不利です。

NASにSSDを使うデメリット

一方フラッシュメモリは同じ容量あたりの価格がHDより高いので特に大容量の場合、価格差が顕著になります。

このこともあってSSDはHDDに比べると低容量のものが主になります。

またSSDは機械的可動部分がないのでその点からはHDDより長寿命になるのですが先に説明したように書き込み回数に制限があり頻繁にデータを書き換えるような用途の場合はHDDを使った物よりかえって短寿命になる場合があります。

しかしこれらの欠点は最近解消されつつあります。

SSDの改良

SSDに使われているフラッシュメモリで記憶容量を増やすためにはセルを増やす必要があります。

そのためにセルを層構造にする技術が開発され大容量のものがつくられています。

また一つのセルの状態を貯める電子の量でいくつかに分ける事で0と1の二つの状態だけでなくもっと多数の状態を表す事が出来るようにして容量を増やす事が行われています。

現状では1セルにたいして3ビット(2の3乗 = 8通り)まで記録可能なセルを作る事が出来るようになりました。

また書き込み回数に関しては各セルへの書き込みの回数を制御して特定のセルに書き込みが集中する事を避けることで寿命を延ばす事がおこなわれています。

SSDを使ったNASはおすすめか

SSDにはHDDに比べて弱点がありましたが短所が急速に改善されている事でHDのかわりに半導体メモリが使われている分野が増えてきました。

NASの場合もSSDを用いたものが今後増えるでしょう。

特にオーディオ関係では可動部分が音声にノイズを生む原因になるので普及がすすんでいます。

この分野ではDAPも最初はHDDを使っていましたが今では半導体メモリを内蔵したものが主流です。

オーディオだけではなく録画再生でもSSD搭載NASは同じような利点を持ちます。

またこれら家庭用途では会社に比べて頻繁なデータの書き換えがないのでその点でもSSDが有利です。

法人向けに比べて家庭用のNASはSSD搭載型がおすすめといえるでしょう。

法人向けではデータ書き換えの他にも安定性や価格ではHDD搭載型の方が以前有利です。

まとめ

NASのHDDをSSDに置き換えるといくつかのメリットがあります。

アクセス速度が速くなるので特に大量のアクセスが短時間におこる企業向けのNASとしては有利です。

また機械的な可動部分がないので寿命が長くなる事も予想されます。

一方高価で容量面でHDDには及ばないという欠点があります。

ただしデメリット部分の改善はすすんでおり、現状でもオーディオ用NASではSSD搭載の物が増えています。