【独習まとめ】ストレージとは?

ストレージとは?

今回は、ストレージとは何かを書き溜め、
新しく計算機科学を学ぶ人のためのマイルストーンを残していく。

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ストレージとは何か?

補助記憶装置

ストレージとは、データを記憶する装置のことです。
ハードディスクやSSDのことです。

補助記憶装置(ほじょきおくそうち)は記憶装置の分類で、外部バスに接続され、CPUが入出力命令で操作する物を示す。
メインのバスに直接接続される主記憶装置(メインメモリ)と比較するとレイテンシやスループットは遅いが比較すると大容量である。二次記憶装置などとも。
(Wikipediaより)

ストレージの役割

ストレージの主な役割は、
デジタルデータの「蓄積(=Write:書き込み)」と「参照(=Read:読み込み)」です。

この読み込み・書き込みの処理速度、データを蓄積できる容量は各ストレージによって様々です。
利用用途、予算によって選択するストレージは変わります。

代表的なストレージ

  • 光ディスク: 光学ドライブ
  • HDD: 磁気ディスク装置
  • SSD: 半導体ドライブ

光ディスク

Blue-ray

光ディスクとは光学ドライブ装置を使って、
光の反射により情報を読み書きする情報媒体のことです。

代表的なものとしてCDやDVDがあります。

HDD

大容量のデータ

HDDとは、ハードディスクドライブの略で、
データやプログラムなどを電磁的に書き込んだり読み出したりする記憶装置です。

HDDの仕組み

HDDには、プラッターと呼ばれる円盤があります。
円盤部分を回転させ、磁気ヘッドでデータの読み書きを行います。

磁石のN極S極の並びで2進数を表現します。
現在の磁性体の磁極と、その次の磁性体の磁極で0,1を下記のようになっています。

  • N極->S極の並びで「1」
  • S極->N極の並びで「1」
  • N極->N極の並びで「0」
  • S極->S極の並びで「0」

SSD

「省電力」「小型・軽量」「耐衝撃性」「高額」「高速」

SSDとは、ソリッドステートドライブの略で、
半導体素子メモリ(フラッシュメモリ)を使った記憶媒体のことを指します。
HDDより高速で省電力、耐障害性が高いです。
SSDには、HDDにある磁気ヘッドによる移動時間がないため、読み込みは高速であるものの高額です。

SSDの仕組み

P型半導体上にトンネル酸化絶縁膜で挟んだ「フローティングゲート」という部分で
2進数を表現します。

フラッシュメモリでは下記のようになっています。

  • フローティングゲート中に電荷が存在する(ドレイン電極-ソース電極間に電流が流れない)と「1」
  • フローティングゲート中に電荷が存在しない(ドレイン電極-ソース電極間に電流が流れる) と「0」

また、HDDとは違い「上書き」という概念がありません。
データを書き換えるには、下記のステップを必ず踏みます。

  1. 消去
  2. 書き込み

そのため、書き込みについては、
少し遅いです。

ドライブからCPUまでデータの流れ

ストレージからCPUまでのデータの流れは下記の順になっている。

  1. ドライブ
  2. チップセット内STAコントローラー
  3. CPU内メモリコントローラー
  4. メモリ
  5. CPU

ストレージについて説明してください

さて、先程の説明を読んだ人は、ストレージについて説明できますね。

ノートやメモに書くでも、Twitterに呟くでもYoutubeにアップロードするでも構いません。
今日知った情報をアウトプットしてみましょう。



詳しくは、参考をどうぞ。

wiki

じゃあね〜〜〜。