ハイブリッド駆動

ハイブリッドドライブ（ソリッドステートハイブリッドドライブ（SSHD）およびデュアルストレージドライブ）は、 ソリッドステートドライブ（SSD）などの高速ストレージメディアと大容量ハードディスクドライブ（HDD）を組み合わせた、論理的または物理的なコンピュータストレージデバイスです。その目的は、従来のHDDのコスト効率の高いストレージ容量に、SSDの高速性を加えることです。ハイブリッドドライブにおけるSSDの役割は、HDDに保存されているデータのキャッシュとして機能し、最も頻繁に使用されるデータのコピーを高速なSSDに保持することで、全体的なパフォーマンスを向上させることです。

ハイブリッドドライブを実装するための主な構成は、デュアルドライブハイブリッドシステムとソリッドステートハイブリッドドライブの2種類です。デュアルドライブハイブリッドシステムでは、物理的に分離されたSSDとHDDデバイスが同じコンピュータにインストールされ、データ配置の最適化はエンドユーザーが手動で行うか、オペレーティングシステムが「ハイブリッド」論理デバイスを作成することで自動的に行います。ソリッドステートハイブリッドドライブでは、SSDとHDDの機能が1つのハードウェアに組み込まれており、データ配置の最適化はデバイス自体が完全に行う（自己最適化モード）か、オペレーティングシステムが提供する配置「ヒント」によって行う（ホストヒントモード）かのいずれかです。

NANDフラッシュメモリまたはSSDとHDD技術を組み合わせた主な「ハイブリッド」ストレージ技術には、デュアルドライブハイブリッドシステムとソリッドステートハイブリッドドライブの2種類があります。

ハイブリッドストレージ技術の2つの形態（デュアルドライブハイブリッドシステムとSSHD）では、HDDとより高速な技術（多くの場合NANDフラッシュメモリ）を組み合わせることで、パフォーマンスの向上と大容量ストレージの可用性のバランスを取ることを目指しています。一般的に、これは「ホットデータ」、つまりパフォーマンス向上に最も直接的に関連するデータを、ストレージアーキテクチャの「高速」な部分に配置することによって実現されます。

NANDフラッシュメモリにおいてどのデータ要素を優先的に保存するかを決定することが、SSHD技術の中核を成す。様々なベンダーが提供する製品は、デバイスファームウェア、デバイスドライバ、あるいはソフトウェアモジュールとデバイスドライバを組み合わせることで、この決定を実現している。

ハイブリッド駆動技術は、2007年から始まる10年間で著しい進歩を遂げた。

• 2007年、SeagateとSamsungは、Seagate Momentus PSD ^{[ 13 ]}とSamsung SpinPoint MH80 ^{[ 14 ]}という製品で、初のハイブリッドドライブを発表しました。どちらのモデルも2.5インチドライブで、128MB または256MBの NANDフラッシュメモリオプションを備えていました。SeagateのMomentus PSDは、モバイルエクスペリエンスを向上させるために電力効率を重視し、Windows VistaのReadyDriveに依存していました。これらの製品は広く普及しませんでした。^{[ 15 ]}
• 2010年5月、SeagateはMomentus XT ^{[ 16 ]}と呼ばれる新しいハイブリッド製品を発表し、ソリッドステートハイブリッドドライブという用語を使用しました。この製品は、ハードドライブの容量とSSDのようなパフォーマンスという両方の利点を提供することに重点を置いていました。500GB のHDDに4GBのNANDフラッシュメモリを内蔵した製品として出荷されました 。
• 2011年11月、シーゲイトは同社が「第2世代SSHD」と呼ぶ製品を発表し、容量を750GBに増やし 、内蔵NANDフラッシュメモリを8GBに拡張した 。
• 2012年3月、シーゲイトは第3世代のノートパソコン用SSHDを2つのモデル（ 500GBと1TB）で発表した。どちらのモデルも8GBのNANDフラッシュメモリを内蔵している。    
• 2012年9月、東芝は 初のSSHDを発表した。これは、東芝独自の8GBのSLC NANDフラッシュメモリと革新的な自己学習アルゴリズムを組み合わせ、最大 1TBのストレージ容量を実現することで、SSDのような性能と応答性を提供した。
• 2012年9月、ウェスタンデジタル（WD）は、コスト効率の高いMLC NANDフラッシュメモリと磁気ディスクを組み合わせたハイブリッド技術プラットフォームを発表し、高性能かつ大容量の統合ストレージシステムを実現した。
• 2012年11月、Apple Inc.はFusion Driveという名の工場出荷時構成のデュアルドライブハイブリッドシステムを発売した。^{[ 17 ]}
• 2015年10月、TarDiskは、最大256GBのフラッシュメモリ容量オプションを備えたプラグアンドプレイのデュアルドライブハイブリッドシステム「TarDisk Pear」を発表しました 。^{[ 18 ]}
• 2021年8月、Western Digitalは、新しいフラッシュ強化型HDDアーキテクチャであるOptiNANDを発表しました。OptiNANDは、パフォーマンス向上のために新しいiNAND読み書きキャッシュシステムを採用しています。この機能は、書き込みフェーズ中に電源が失われた場合にデータ損失を防ぐためのものです。OptiNANDドライブのシステムオンチップ（SoC）は、1秒未満で、ドライブ内部で既に回転しているディスクプラッタによって生成される回転電力を使用して内部コンデンサに電力を供給し、iNANDキャッシュされたデータが不揮発性NANDに転送されるまでデータを保持します。

 2011年後半から2012年初頭にかけて、750GBのHDDと8GBのNANDキャッシュで構成されるSSHDを使用したベンチマークで は、SSHDはランダム読み書きとシーケンシャル読み書きではSSDのパフォーマンスを発揮しないものの、アプリケーションの起動とシャットダウンではHDDよりも高速であることが判明した。^{[ 19 ] [ 20 ]}

2011年のベンチマークでは、多数のアプリケーションを実行して酷使されたシステムのイメージをロードして、新規インストールされたシステムのパフォーマンス上の利点を回避することが含まれていました。実際のテストでは、パフォーマンスは機械式HDDよりもSSDにずっと近いことがわかりました。別のベンチマークテストでは、SSHDはHDDとSSDの中間であることがわかりましたが、通常はSSDよりもかなり遅いことがわかりました。キャッシュされていないランダムアクセスパフォーマンス（4KBの ランダム読み取りと書き込みを複数回）の場合、SSHDは同等のHDDよりも速くはありませんでした。利点があるのは、キャッシュされたデータの場合のみです。著者は、SSHDドライブはSSD以外のドライブの中では圧倒的に優れており、ソリッドステートキャッシュが大きいほどパフォーマンスが向上すると結論付けました。^{[ 20 ]}

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