SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）とは？

SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）の意味

SSDは可動部が無く低遅延・高IOPSだが、フラッシュメモリは書き換え回数に上限があるため寿命が書込み量で決まる。書込みを全ブロックへ均等に分散するのがウェアレベリング、総書込み可能量の保証値がTBWである。HDDは単価と容量で優る。

SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）の具体例

ログ収集サーバのように書込みが連続する用途では、TBW（例：1台あたり数百TBW）と1日の書込み量から寿命年数を計算して機種を選ぶ。参照が主のマスタ用途なら安価なモデルで足りる、という選定根拠になる。

SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）は試験でどう引っ掛けられる？

「可動部が無いから故障しない」は誤りで、書込み量に応じて確実に摩耗する。またRAIDで同時期に同型SSDを組むと寿命が揃い、複数台がほぼ同時に寿命を迎える危険がある。HDDの機械故障とは故障の性質が違う。

SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）と関連する用語

• ストレージのIOPSとレイテンシ
• 階層型ストレージ管理（HSM）と自動階層化
• バスタブ曲線（故障率曲線）

SSDとHDDの特性（ウェアレベリング・TBW）が出た過去問

• NAND型フラッシュメモリに関する記述として、適切なものはどれか。

  正解：ページ単位で書込み及び読出しを行う。

  要点：NAND型フラッシュは読み書きページ単位、消去はブロック単位

  NAND型フラッシュメモリは、複数バイトをまとめたページを単位として読出しと書込みを行う。消去はさらに大きなブロック単位で行われる。バイト単位のランダムアクセスができない代わりに、高集積化しやすく大容量・低コストで、SSDやメモリカードに使われる。

  出典：平成30年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問10（IPA）

• ファイルシステムをフラッシュメモリで構成するとき、ブロックごとの書換え回数を管理することによって、フラッシュメモリの寿命を延ばす技術はどれか。

  正解：ウェアレベリング

  要点：ウェアレベリングは書換えを分散して摩耗を平準化する

  フラッシュメモリはブロック単位の書換え回数に上限があり、特定ブロックに書込みが集中すると先に寿命が尽きる。ウェアレベリングは各ブロックの書換え回数を管理し、書込み先を分散させて摩耗を平準化することで、デバイス全体の寿命を延ばす技術である。SSDのコントローラが実装している代表的な機能である。

  出典：令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問10（IPA）

• フラッシュメモリにおけるウェアレベリングの説明として、適切なものはどれか。

  正解：各ブロックの書込み回数がなるべく均等になるように、物理的な書込み位置を選択する。

  要点：ウェアレベリングは書込み回数を分散して寿命を延ばす

  フラッシュメモリは同じブロックに書換えを繰り返すと寿命に達して使えなくなる。ウェアレベリングは、論理的な書込み先を実際の物理ブロックに割り当て直し、各ブロックの消去・書込み回数がなるべく均等になるよう分散させる制御である。これにより素子全体の寿命を延ばす。

  出典：令和5年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問11（IPA）