HDDの種類とインターフェースについて｜データ復旧

1 知っておきたいパソコン基礎知識

知っておきたいパソコン基礎知識

ハードディスクにはさまざまなタイプが存在し、その長い歴史の中で多くの規格が登場してきました。一部の古い規格は現在ではほとんど使われておらず、実際に目にする機会も少なくなっています。たとえば、1980年代から1990年代にかけて普及したST506やESDIなどの規格は、すでに市場から姿を消しています。

近年では、ハードディスクの主流規格としてSATA（Serial ATA）が一般的ですが、高速かつ高信頼性を求められるエンタープライズ用途ではSAS（Serial Attached SCSI）が依然として広く利用されています。このページではハードディスクの種類とインターフェイスについて詳しくご紹介させていただきます。

ハードディスクの種類について

ハードディスクの接続インターフェイスには、大きく分けて「SCSI（Small Computer System Interface、スカジー）」系と「ATA（Advanced Technology Attachment、エーティーエー）」系の2種類があります。初期のハードディスクは主にSCSI系が採用されており、その高い信頼性と安定性から、現在でもサーバーや業務用システムで広く使用されています。一方、一般ユーザー向けのハードディスクの普及に大きく寄与したのは、価格が安く、取り扱いが簡単なATA系の登場です。

現在では、ATA系から発展したSATA（Serial ATA）が主流となり、パソコンや家庭用ストレージデバイスで広く使われています。また、SCSI系も進化を遂げ、SAS（Serial Attached SCSI）としてサーバーやエンタープライズ用途で高い信頼性を維持しています。

データ保存や復旧を考える際には、これらのインターフェイスの違いや特徴を正しく理解することが重要です。特に、故障時のデータ復旧方法や対応可能なインターフェイスの確認は、事前に把握しておくことが望ましいでしょう。

世界で最初のハードディスクについて

世界初のハードディスクドライブ（HDD）は、1955年にIBM社が開発した「IBM 350 RAMAC」に搭載されました。このHDDは「ディスクパック式」と呼ばれ、24インチ（約60cm）の大きなディスクを50枚も内蔵し、高さは約2メートルにも達する巨大な装置でした。しかし、記憶容量はわずか5MBで、現代のHDDと比較すると数十万分の一の容量に過ぎません。それでも、当時としては画期的な技術であり、従来のパンチカードや磁気テープに代わる革新的なデータ保存手段として高く評価されました。

IBM 350は、任意のデータに直接アクセスできるランダムアクセス方式を採用しており、データ処理速度が大幅に向上しました。この技術により、企業の会計処理や在庫管理など、大量のデータを扱う業務で大きな効率化が図られました。また、ディスクパックが交換可能な規格の登場は、後にリムーバブル方式のハードディスク、いわゆる外付けHDDの開発にもつながりました。

1970年代初頭には、IBMが「IBM 3340」を発表します。この製品は、それまでのハードディスクとは異なり、ディスクの交換ができない密閉構造を採用していました。この設計により、データの読み書きを行うためのヘッドもディスク内に内蔵され、外部からの塵や異物の侵入を防ぐことが可能になりました。この「ウィンチェスター型」と呼ばれる構造は、高い信頼性と大容量化を実現し、現在のHDDの基本的な設計の礎となっています。

初期のHDDは巨大で高価な装置でしたが、これらの技術革新が積み重ねられることで、ストレージデバイスは急速に進化を遂げました。現代では、手のひらサイズのHDDやSSDが数テラバイトの容量を持つまでに至り、デジタル社会を支える重要な基盤として広く利用されています。

SASIとATAの規格化の歴史

IBM 3340の発売と同時期、IBMのディスクストレージ製品部門を率いていたアラン・フィールド・シュガート氏はIBMを退社し、新たに「シュガート・アソシエイツ（Shugart Associates）」を設立しました。この会社はフロッピーディスクの開発で成功を収めましたが、シュガート氏はさらなる技術革新を目指し、低価格なハードディスクの製造に着手します。しかし、この方針を巡って投資家と対立した結果、同社を離れることとなります。

その後、シュガート氏は「シュガート・テクノロジー（Shugart Technology）」を設立します。この会社は、商標権の問題から後に「シーゲイト・テクノロジー（Seagate Technology）」と改称されました。シーゲイトは、世界初の5.25インチのPC用HDDである「ST-506」を1980年に開発し、これがハードディスク規格の標準化に大きな影響を与えました。この製品はSASI（Shugart Associates System Interface）と呼ばれるインターフェイス規格を採用しており、これが後のSCSI（Small Computer System Interface）の基盤となりました。

さらに、ATA（Advanced Technology Attachment）の規格化は、IBM PCの普及とともに進展しました。ATAは低コストでシンプルな構造が特徴で、家庭用パソコンや小型サーバーでのデータストレージの標準規格となります。ATAは後に進化し、より高速なデータ転送を可能にするSATA（Serial ATA）として広く普及しました。

シーゲイト・テクノロジーは現在でもHDD業界のリーダー的存在であり、当時の規格化の取り組みは、ストレージ技術の進化と広範な普及を後押ししました。また、SCSIやATAといった規格は、現代のストレージデバイスやシステム設計にもその影響を強く残しています。

HDDメーカー

SCSIとATAの違い

ハードディスクドライブ（HDD）の規格として、SCSI（Small Computer System Interface）とATA（Advanced Technology Attachment）の2つが誕生しました。両者にはさまざまな違いがあり、それぞれ異なる用途や特徴を持っています。以下に、それぞれの主要な違いを詳しく解説します。

1. データ転送速度の違い

SCSIはATAよりも高速なデータ転送が可能で、特に大容量データを扱う場面でその利点が発揮されます。その後、ATA規格も改良が重ねられ、SATA（Serial ATA）として転送速度が向上しましたが、SCSIは常に高い転送性能を維持し、より高速なデータ処理を必要とする環境に適しています。

2. ケーブル長の違い

SCSIは最大12メートルのケーブルが使用可能で、複数の外部デバイスを接続するのに適しています。一方、ATAは最大ケーブル長が0.46メートルと短いため、外部接続には不向きで、主に内蔵ドライブ専用の規格として使われてきました。この違いにより、SCSIはより広範囲での接続や複雑な機器構成が可能となります。

3. 同時接続可能なデバイス数

ATAでは、1本のケーブルに接続できるデバイスは最大2台までに制限されています。一方、SCSIは1つのバスに最大16台（拡張によりそれ以上も可能）のデバイスを接続でき、サーバーや大規模なストレージシステムでの利用に適しています。

4. コストの違い

SCSI製品は高性能で汎用性が高い反面、コストが高くなる傾向があります。これに対し、ATA製品は機能が限定的である分、製造コストを抑えられ、価格も比較的安価です。そのため、ATAは個人ユーザーや家庭用パソコン向けのストレージとして広く普及しました。

用途の違い

SCSI系のHDDはその高い信頼性と拡張性から、サーバーやRAID構成のHDDとして主に利用されています。一方、ATA系はコストの安さと取り扱いの手軽さから、デスクトップパソコンや家庭用ストレージとして広く使われてきました。用途に応じたこれらの選択肢は、現在のストレージ技術にも大きな影響を与えています。

RAIDについて

新規格の台頭

近年、ストレージインターフェイスは大きな進化を遂げています。SCSIから派生したSAS（Serial Attached SCSI）や、ATAの後継であるSATA（Serial ATA）などが登場し、性能やコスト面で多様な選択肢を提供しています。これらの進化は、各規格の特徴を際立たせ、現代のストレージ技術の基盤を形作っています。

ATA規格は当初からコストの低さを特徴としており、ANSIによる規格化が進むにつれて改良が加えられました。たとえば、ATA-1を高速化したATA-2や、リムーバブル接続メディアに対応したATA-3が登場し、一般的なPCに広く普及しました。また、ATA規格には、HDD以外のデバイス、例えばCDドライブを接続するためのATAPI（ATA Packet Interface）が追加され、多様な機器との互換性を実現しました。

2000年には、ATA規格をさらに発展させたSATAが登場しました。この規格はパラレル方式からシリアル方式に移行し、より細いケーブルの使用を可能にすることで、接続の利便性とエアフローの改善を実現しました。これにより、デスクトップPCからノートPC、さらにはサーバー用途まで幅広い場面で活用されるようになりました。

一方、SCSI系では1992年にANSIによって「UltraSCSI(ウルトラスカジー)」規格が制定され、転送速度の大幅な向上と最大16台のデバイス接続が可能となりました。その後、2003年にSASが発表され、SCSIの信頼性を継承しつつ、シリアル方式を採用して接続ケーブルを細くすることで、より柔軟なシステム構築が可能となりました。