ハードディスクとは

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ハードディスクとは何か

ハードディスクとはデータを保存する記憶装置です。
パソコンに内臓されている部品の一つでWindowsを使用する上で欠かせない部品です。

写真ファイルなどを保存するのも内蔵ハードディスクへ書き込んでいると言うこと。
保存した写真ファイルを見るのもハードディスクからデータを読み込んでいると言う事です。
ハードディスクはパソコンを操作する上で当たり前のように使われています。

正式名称

正式にはハードディスクドライブ(Hard Disk Drive)と言われハードディスクとはその略称した呼び名です。
HDDとも言われますがこれはHard Disk Driveの頭文字をとってHDDと略したものでハードディスクもハードディスクドライブもHDDもみな同じ事です。

あとはHDと呼ばれる場合もありますがHard Diskを略してHD、これもハードディスクです。
ハードドライブ(Hard Drive)と呼ばれる場合もありますが略せば同じくHDです。
その他HDドライブとか固定ディスクとか固定ディスクドライブなどと言われる場合もありますがみな同じものです。

このようにハードディスクドライブは色々名称・呼び方はありますが主に使われるのはハードディスクかHDDです。

磁気ディスク

ハードディスクは磁気ディスクの一つです。
磁気ディスクは磁性体を塗布した円盤を回転させてデータの記録を行う記録媒体でその他にフロッピーディスクが有名です。
その他の磁気ディスクとして昔はZIPドライブやjazドライブなどもありました。

ハードなディスク

ハード・ディスク・ドライブ、これはハードなディスクのドライブと言う事です。

ハードディスクが一般的に使用されるようになる前のパソコンはフロッピーディスクにデータを保存したり読み書きしていました。
データを読み書きする本体のドライブ自体はFDDと言われフロッピー・ディスク・ドライブです。
フロッピーとは柔らかいとか柔軟なと言う意味合いがあります。
フロッピーディスクと言うのは柔らかい磁気ディスクで5インチのFDなどはペラペラしてますが3.5インチでもケース内部の磁性体の円盤は柔らかいです。

一方ハードと言うのは硬いと言う意味合いがあります。
ハードディスクの磁気ディスク部は磁性体をコーティングした円盤状のガラスやアルミニウム合金板などで出来ており硬い素材です。
このデータを記憶するディスク部・円盤部をプラッタと言います。
硬いプラッタにデータを記憶しますのでハードなディスクと言う事です。

ハードディスクはCドライブから

ちなみにWindows搭載パソコンの場合なぜWindowsがCドライブから始まるのかと言うのはAドライブとBドライブがフロッピーディスクドライブに割り当てられている為です。

FDDが搭載されていてもされていなくてもAドライブとBドライブは仕様でドライブレターは固定となりますのでハードディスクはCドライブ以降から割り当てられWindowsが搭載されているパーティションドライブパスはCドライブとなっています。

システムドライブは通常デフォルトでCドライブです。

DiskとDisc(ディスクとディスク)

尚、ハードディスクのディスクはDiskと書きますが円盤状のものを表す言葉です。

一方、CDやDVDやBDもコンパクトディスク・デジタル多目的ディスク・ブルーレイディスクの略称でディスクと言います。
CDはCompact Disc、DVDはDigital Versatile Disc、BDはBlu-ray Discとディスク部はDiscと記します。

Discも同じく円盤状のものを表す言葉ですが何故DiskとDiscで書き方が異なるのか。
Discと言うのは光記録メディアの系統で使われDiskは磁気記録メディアで使われます。
ですので磁気記録メディアであるフロッピーディスクもfloppy diskと記載され同じくdiskです。

ドライブ(Drive)は駆動部

ハードディスクドライブのドライブの意味ですが、Driveは駆動するとか動かすと言う意味あいがあります。

ハードディスクは上記で記載したとおり磁気ディスクであるプラッタ部分ですので、簡単に言えばそれ以外の部分がドライブです。
回転軸・モーター、読み取りヘッド、基板部分など含めディスクが駆動する装置全体がドライブと言う事になります。

ハードなディスクを駆動させる部分がドライブです。

ハードディスクはドライブと一体

フロッピーディスクの場合はフロッピーディスクドライブからフロッピーディスクを取り外せるようになっており磁気ディスクとドライブが別々になっています。

一方ハードディスクは別々に取り外せません。
ハードディスクドライブとしてハードな磁気ディスク部分もディスクをドライブさせる部分も一体です。
ドライブ装置から記憶媒体が取り外せない磁気ディスクはハードディスクぐらいなものです。

あと固定ディスクとか固定ディスクドライブなどと言われる意味はディスクとドライブが一体型であるからです。

パソコン以外にも使われるハードディスク

ハードディスクはパソコン以外にも色々なハードで使用されています。
HDDレコーダーやゲーム機、サーバーやNAS、監視カメラ、ビデオカメラ、音楽プレーヤーなど色々な機器で使われます。

色々なハード機で使われますがどれもハードディスク製造メーカーで作られた同じ理屈の部品です。

内蔵ストレージ

パソコンに搭載されているHDDを内蔵ハードディスクと言い筐体内部の記憶装置を内蔵ストレージ、内部ストレージと言います。

内蔵ストレージにはHDDやSSDやハイブリットHDD(SSHD)、eMMCなどがありますがパソコンに内蔵していればそれは内蔵ストレージ(内部ストレージ)です。

ストレージ(storage)とは情報蓄積 貯蔵、保管 倉庫と言う意味合いがあります。
補助記憶装置とストレージは同じ意味合いです。

ストレージとはデータを保管する倉庫のようなものですので、内蔵ストレージと言えば内蔵ハードディスクなどの内蔵記憶デバイスが内蔵ストレージにあたります。

SSDはハードディスク?

SSDもHDD同様記憶装置ですがデータをメモリに保存します。
理屈的にはUSBメモリのようなものです。

SSDとはソリッド・ステート・ドライブの略称です。
メモリにデータを記憶させますしドライブですがディスクがありません。

SSDはハードディスクではありませんが同等のストレージです。
内蔵ストレージとして使用できます。

SSHDはハードディスク?

SSHDはSolid State Hybrid Driveの略称です。
ソリッド・ステート・ハイブリッドドライブと言う事でディスクの文字が見当たりません。

それではハードディスクではないのか?
そんな事はありません。
SSHDはハイブリッドHDDとも言われます。

HDDの一部にSSDが入っているドライブ、これがSSHDでありハイブリッドHDDです。
HDD同様プラッタ(ディスク)も入っています。
ですのでSSHDはハードディスクと言っても間違いではありません。
SSHDもHDDやSSD同様のストレージで内蔵ストレージとして使用できます。

外部ストレージ

一方、外部ストレージとは外部からデータを記憶できるメディア・デバイスです。

SDカード・USBメモリ他メモリカードやCD-R、DVD-R、BD-Rなど光学ストレージ、外付けハードディスク、フロッピーディスクなどパソコン本体内部ではなく外部にデータを保存しておけるメディアやデバイスが外部ストレージです。

ハードディスクはパソコンに内蔵する際は内蔵ストレージですが外付けとしてハードディスクを使用する際は外部ストレージになります。

主記憶装置と補助記憶装置

補助記憶装置はハードディスクなどデータを保存できるメディア・デバイスを言いますが主記憶装置はメモリの事です。

主記憶装置はCPUから直接データを読み書きできる記憶装置ですが電源を切ると記憶した内容が失われてしまいます。
メモリのように一時的にデータを記憶しておく事ができる装置が主記憶装置です。

ハードディスク内部の部品

補助記憶装置であるハードディスクドライブはどのような部品構成で作られているのか。

まずプラッタと言う磁性体のデータを記憶する円盤。
その円盤を回転させるためのスピンドルモーター。
プラッタからデータを読み込んだり書き込んだりする磁気ヘッドやアーム。
磁気ヘッドやアームを動作させるアクチュエーター。
モーターやヘッドを制御したりデータの読み書きをやり取りするIC回路が載った基板。

これらの部品が組み合わさってハードディスクとしてデータを保存したり保存したデータをパソコンへ送り出したりしています。
これら部品のどこかが故障していればそれはハードディスクの故障と言う事です。

プラッタと容量の関係

プラッタがデータを記憶する部分です。
このプラッタの密度が高ければ高いほど保存できるデータ量が増えますしプラッタの枚数が多ければ多いほど保存できるデータ量が増えます。

大容量ハードディスクと言うのはプラッタの密度が高く2枚とか3枚など複数枚のプラッタが搭載されたものが多いです。

回転数

プラッタのモーター回転数によってデータの読み取り速度が変わります。
5400回転とか4200回転とか7200回転とか回転速度の仕様がありますがこれは1分間にどれだけプラッタが回転するかと言う事です。

回転数が速ければその分目的のデータ箇所へ到着する時間も速くなります。
よって回転数が速ければデータのアクセス速度は速くなると言う事になります。

キャッシュ・バッファ

あとハードディスクにはキャッシュと言うものもあります。
一時記憶領域・一時メモリです。
パソコンで言うメインメモリのようなものです。
バッファと呼ばれる事もあります。

プラッタからのデータをキャッシュが一時的に記憶しますのでキャッシュに残っているデータを再び読み出したい場合、プラッタから読み出すよりも高速に読み出せますので効率的にデータを読み出せると言う事になります。

またデータを書き込む場合も直接プラッタへ書き込むよりキャッシュへ書き込んだ方が速いですので、あとでキャッシュ・プラッタ間でデータ処理してもらえばパソコンの方は次の処理に速く入る事ができます。

よってキャッシュを介してデータを読み書きした方が効率的にデータのやり取りが出来るようになりアクセス速度が速くなると言う事です。

外付けハードディスク

外部ストレージである外付けハードディスクは現在USBタイプで接続し外付けのUSB/SATAとかUSB/PATAなどの変換を用いてHDDを収めるケースと一体に外付けとしてパソコンへ接続されるストレージデバイスです。

外付けタイプは昔SCSI接続タイプが主流でしたがUSBが登場した事によりUSB接続タイプが一般的になりました。
その他IEEE1394タイプの外付けもあります。

ファイヤワイヤー接続の外付けと言えばmac系のパソコンで一般的に使われますがこれはIEEE1394タイプの事です。

ハードディスクの大きさ

古くから内部ストレージとして使用されていたハードディスクですが、その大きさも様々です。
現在では主に3.5インチ、2.5インチ、1.8インチのHDDが使用されます。
3.5インチは主にデスクトップや液晶一体型
2.5インチは主にノートパソコンと液晶一体型
1.8インチは主にモバイル系の小型パソコンで使われます。

サイズが大きいほど大容量のハードディスクがあります。
一般的にモバイル系のパソコンでは容量が小さくデスクトップ系では容量が大きいものが搭載されているのはHDDの大きさが一つの要因です。

インターフェース

大きさも色々ありますがパソコン内部に接続されているインターフェースも複数あります。
主にIDEとSATAです。

IDEとはパラレルATA、PATAと呼ばれたりします。
パラレル形式でデータを読み書きするインターフェースです。

一方SATAはシリアル伝送方式でデータを読み書きするインターフェースです。
同じインターフェースでもハードディスクの大きさ・サイズによって接続するコネクタが違う場合もあります。

通常のSATAの他にMicro SATAであったり通常のIDE接続がZIFやLIFであったりサイズが3.5インチ2.5インチ1.8インチなど異なる事で接続するコネクタが変わる場合があります。

その他SASI SCSI SASなどSCSI系のインターフェースもあります。

PATA・IDEのマスターとスレーブ

デスクトップパソコンで複数台のハードディスクが搭載できるIDEタイプではプライマリ・セカンダリと主に2系統に分かれておりそれぞれ2台搭載できるようになっています。

マスターとスレーブです。

交換する際にはパソコンによってジャンパーセッティングでマスターやスレーブ・ケーブルセレクトを合わせないと認識できないなど正常に動作させる事が出来ませんので注意が必要です。

厚み

大きさやインターフェースなど色々ありますが2.5インチや1.8インチHDDでは交換する際に厚みも重要です。

7mmなど薄いハードディスクが搭載されているパソコンで9.5mmなど厚いハードディスクで交換する場合は、取り付けできずパソコンに収まらないなどの問題が発生する場合があります。

ハードディスクの起動

電源を入れるとまずプラッタ上のサービスエリアにあるファームウェアが読み込まれます。

ファームウェア情報が基板側のROMとマッチングしなければデータを読み書きできるデバイスとして立ち上がる事はできません。
結果パソコン上でハードディスクを認識させる事ができません。

認識しなければユーザーエリアには全くデータをアクセス出来ませんのでただ一つのセクタにさえアクセス出来ないと言う事になります。

ファームウェアが損傷すれば認識できませんので故障。
BIOSで認識出来ない。
これも故障の一つです。

正常にファームウェアの読込みができればハードディスクそのものの起動は完了です。
ユーザーエリアにデータを読み書きできると言う事になります。
個々のセクタへデータアクセスできるのです。

電源を入れてファームを読み込み起動を確立させる。
これが正常な本来の起動シーケンスです。

パソコンで内蔵ハードディスクを使用すると言う事はパソコンの起動だけでなくハードディスクの起動も必要です。
パソコンが起動しなければ使えませんし起動してもハードディスクそのものの起動が確立しなければ使えません。

セクタサイズ

セクタサイズにも種類があります。

普通は1セクタ512バイトのハードディスクですが、1セクタ4KBのもの1セクタ512バイトとしてエミュレーションするAFT(512E)と言われるものや4KネイティブのHDDなどもあります。

パソコンやWindowsによって対応できるストレージが異なりますので交換する際はその点にも注意する必要があります。
対応できない部品で取替えてしまうとリカバリインストールできないとかwindowsが起動できないとかwindows上で動作に問題が発生する場合があるからです。

容量単位

B(バイト)が最小単位となります。

単位が繰り上がるにつれ KB(キロバイト)、MB(メガバイト)、GB(ギガバイト)、TB(テラバイト)、PB(ペタバイト)、EB(エクサバイト)、ZB(ゼタバイト)、YB(ヨタバイト)と上がっていきます。

現在パソコンで一般的に使われている容量単位の中で最も大きい容量単位はTBです。
6TBや2TBとか500GBや320GBや8GBや20GBのHDDなど昔から2018年現在まで容量も様々です。

尚、記憶ブロックの最小単位であるセクタ1つに記憶できるデータ容量は通常512バイトです。(512バイトセクタモデルの場合)

AFT (512E)のHDDでは本来1セクタ4KBあるブロックを細かくし1セクタ512Bとエミュレートして使用されますので1セクタ512バイト相当ですが、ネイティブで4KをサポートするHDDであれば1セクタのブロックで4KBのデータを保存できると言う事になります。

ちなみに1バイトは8bit。
bitは0と1の2進数の世界で表現され8個のビットを0と1で表すと256通りの表現ができます。
1バイトで256通りのデータ情報を表現できると言う事です。

SATAコントローラーモード

パソコン対主にシリアルATAのハードディスクですがAHCIとかIDEとかRAIDなどコントローラーのモードもBIOS上で複数選択できるタイプもあります。

BIOS上のシリアルATAのディスクコントローラーを適切なモードにしないと正常にリカバリインストールできなかったりパフォーマンスに影響が出る場合があります。

このディスクコントローラーのモードもハードディスク交換時には注意する必要があります。
NEC Lavie 東芝Dynabook 富士通FMV SONY VAIO DELL HPなどメーカーパソコンでは基本的にデフォルトのディスクコントローラーを使用します。

Windowsが使えるまでには

このように色々なハードディスクがあり色々な仕様・決まりごとがあるハードディスクですが、単に取り付けただけでは使えません。

パソコンで使用する際にはディスクを初期化してMBRなりGPTなり使用するパーティションテーブルのもと使うと言う準備をしなければなりません。

次にそのパーティション形式の元、パーティションを区切りハードディスクの容量に対して1つのドライブでどのぐらいの容量を使用するのか設定しなければなりません。

その次にフォーマットです。
NTFSなりFAT32なりファイルシステムを選定しWindowsをインストールする場合はCドライブをフォーマットしなければなりません。
これでようやくハードディスクでデータを書き込んだり読み込んだりできる環境が整うと言う事です。

次にWindowsのインストールです。
フォーマットしたファイルシステムの元、クラスタにWindowsをインストールして初めてパソコン上でwindowsが起動できるようになります。

これでwindowsが使えるパソコンとしてようやく使用する事ができるようになりますが、一般的にメーカーパソコンでWindowsを導入する場合はリカバリプログラムからのリカバリインストールで行いますので基本的に画面の指示に従えばこれら一連の準備も含め自動的にやってくれます。

Windows単体のインストールでも今のWindowsは細かい部分含めインストールのセットアップ時にインストールする場所を指定して進めば一括して反映されますので基本的に画面の指示に従えばパーティションテーブルもパーティション作成もフォーマットもしてCドライブにOSがインストールされます。

故障した場合は

物理的なハードディスクの問題でWindowsが起動できなくなれば故障ですしセクタが損傷したり読み書きできなくなっても故障です。
ハードディスクそのものが起動できなくなれば認識できないほど故障してしまいます。

パソコン本体に内蔵されているハードディスクが故障してしまった場合、パソコンを修理する際には正常なパーツに取り替えるしかありません。
交換してWindowsを入れ直せばまた使用できるようになります。

インターフェースが合わなければ取り付けできませんし同じコネクタの規格で取替えても合わずWindowsが使用できないパソコンもあります。

故障してパソコンを修理したいなどお困りの際にはぜひ当店の交換サービスをご利用ください。


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