ストレージデバイス：進化、種類、例 - 技術 - 2025

記憶装置又はデジタル記憶媒体は、一時的または永続的形状、コンピュータデータを含むことができる任意のハードウェアを指します。データファイルの保存、転送、抽出に使用されます。

これにより、ユーザーは比較的小さな物理スペースに大量のデータを保存できるため、その情報を他のユーザーと簡単に共有できます。これらのデバイスは、データを一時的または永続的に保持できます。

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データストレージメディアを使用するには多くの方法があります。たとえば、コンピューターは通常、機能するために情報ストレージに依存しています。

ストレージデバイスは、関連情報のバックアップにも使用できます。デジタルデータを保存すると、信頼性と耐久性の問題が発生する可能性があります。したがって、情報の独立したコピーを作成することを防ぐために賢明です。

一部のストレージデバイスはポータブルでもあります。つまり、データを1つのコンピューターから別のコンピューターに転送するために使用できます。

コンピュータの重要性

それらはすべてのコンピュータ機器の主要な要素の1つです。ファームウェアを除く、実質的にすべてのアプリケーションとデータをコンピューターに保存します。関係するデバイスのタイプに応じて、さまざまな形式で利用できます。

たとえば、一般的なコンピュータには、ハードディスク、キャッシュメモリ、RAMなどのいくつかのストレージデバイスがあります。外部接続されたUSBドライブとオプティカルディスクドライブがある場合もあります。

コンピューターはストレージデバイスがなくても機能しますが、情報を表示できるのは、ストレージ容量を持つ別のコンピューターに接続されている場合のみです。インターネットをサーフィンするような活動でさえ、情報をコンピュータに保存する必要があります。

コンピュータは、ストレージデバイスがないと、情報や設定を記憶したり保存したりすることができないため、ダム端末と見なされます。

コンピューターが進歩するにつれて、ストレージ要件も増加し、スペース要件、速度、および移植性が向上します。

最初のストレージデバイスからの進化

-穴あきカード

これは、マシンにデータを保存する最初の取り組みでした。それらは、コンピューターが開発される前に情報をコンピューターに伝達するために使用されました。

ホレリスは、1890年の米国国勢調査用のパンチカードデータ処理システムを開発しました。

1950年までに、それらはすでにコンピュータ産業の不可欠な一部になりました。1980年代まで使用されていました。

-磁気ストレージ

磁気テープ

1951年にレミントンランドによって導入された最初のテープドライブは、224Kbのデータしか保存できませんでした。1965年、モホークデータサイエンスは磁気テープエンコーダーを提供しました。

その後のテープドライブは、大量のデータを保存することができました。たとえば、2017年にリリースされたIBM TS1155テープドライブは15Tbを格納できます。

ハードドライブ

IBMは磁気ディスクストレージをプッシュしました。彼らはフロッピードライブとハードドライブの両方を発明しました。

1956年に、RAMC 305システムで使用される最初のハードドライブをリリースしました。5Mbのストレージ容量と50,000ドルのコストがかかります。

1ギガバイトのストレージ容量を備えた最初のハードドライブも1980年にIBMによって開発されました。重量は250キログラムで、価格は40,000ドルです。シーゲイトは、1992年に7200 RPMハードドライブを導入した最初の企業です。

8インチフロッピーディスク

これらは、非常に高価なハードドライブの代替としてIBMによって開発されました。最初は1971年に導入されました。

このフロッピーは、システム/ 370コンピュータ用に作成されました。それは1Mbの容量を持つ磁気コーティングを備えていました。

5.25″フロッピーディスク

1976年、シュガートは8インチフロッピーディスクの小型バージョンを開発しました。これは、パーソナルコンピュータには大きすぎるためです。

新しい5.25インチフロッピーは製造コストが安く、160 KBのデータを保存できました。それらは1980年代に非常に人気があり、1990年代初頭に廃止されました。

3.5インチフロッピーディスク

IBMによって1984年に作成され、5.25よりも人気が高まりました。それらは720Kbの容量で導入され、その後1.4Mbになります。

21世紀の初め以来、フロッピードライブを備えたコンピュータは製造されていません。それらはCD-Rドライブと交換されました。

-ランダムアクセスメモリ（RAM）

空のチューブ

1948年、ウィリアムズ教授はプログラミング命令を格納する最初のRAMメモリを開発し、コンピュータの速度を向上させました。

これは、オン/オフスイッチとして機能し、1024ビットの情報を格納する陰極線管のセットを使用していました。

磁気コアメモリ

1950年にこのタイプのメモリが開発されました。このシステムは、電流が流れるケーブルのグリッドを使用し、ケーブルが交差する場所を循環する糸の形をした磁石を備えています。

1953年に、MITはこのテクノロジーを使用する最初のコンピューターを開発しました。これらのメモリはパンチカードよりも高速で効率的であるため、すぐに人気が高まりました。しかし、それらを作成することは非常に困難で時間がかかりました。

このメモリは、集積回路によって半導体メモリが競争力を持つようになった1970年代まで主流でした。

半導体メモリ

1966年、インテルは2,000ビットのメモリを搭載した半導体チップの販売を開始しました。このチップはメモリセルにデータを保存しました。

これらのセルは、オン/オフスイッチとして機能する小型化されたトランジスタで構成されています。

-光ディスク

1960年代に、光を録音してから音楽を再生するメカニズムとして光を使用するというアイデアが研究されました。ソニーは1980年にこのプロジェクトを終了しました。これにより、CD、DVD、およびブルーレイが生まれました。

-フラッシュドライブ

2000年後半に市場に登場しました。可動部品はなく、チップとトランジスタを組み合わせて最大の機能を実現しています。彼らはフロッピーディスクをポータブルストレージとして置き換えました。

タイプ

-プライマリストレージデバイス

コンピュータの実行中にデータを一時的に保持/保存するために使用されます。メインメモリまたは内部メモリとも呼ばれます。

これはシステムの内部にあり、最速のストレージデバイスです。通常、現在処理中のすべてのデータとアプリケーションのインスタンスを保持します。

コンピューターは、プロセスが完了するか、データが不要になるまで、プライマリストレージデバイス上のデータとファイルを取得して維持します。

ランダムアクセスメモリ、グラフィックカードメモリ、キャッシュメモリもこれらのデバイスの例です。

アクセス時間ははるかに短く、パフォーマンスは高くなりますが、セカンダリストレージよりも高価です。

プライマリストレージとセカンダリストレージの主な違いは、CPUから直接アクセスできることと、ストレージが揮発性であり、取り外しできないことです。

-セカンダリストレージデバイス

コンピュータの内部または外部にある不揮発性ストレージデバイスを指します。削除または上書きされるまで、データを永続的に保存できます。

外部メモリまたは二次メモリ、または補助記憶装置とも呼ばれます。通常、数メガバイトからペタバイトまでの範囲のデータを保存できます。

これらのデバイスは、オペレーティングシステム、デバイスドライバー、アプリケーション、ユーザーデータなど、コンピューターに保存されているほぼすべてのプログラムとアプリケーションを保存します。

光学記憶装置

レーザーを使用して読み取る媒体です。最も一般的なタイプの光学メディアは、Blu-ray、CD、およびDVDです。

コンピューターは、CDまたはDVDライタードライブを使用して、CDおよびDVDを読み書きできます。ブルーレイはブルーレイドライブで読み取られます。

CDには最大700Mbのデータを保存でき、DVDには最大8.4Gbのデータを保存できます。Blu-rayディスクは最大50GBのデータを保存できます。

磁気記憶装置

現在、コンピューターで使用される最も一般的なタイプのストレージの1つです。このクラスのデバイスは、主にハードドライブにあります。

電磁書き込みヘッドは、ハードドライブの小さなセクションを上下にバイアス（オン/オフ）して、2進数の1または0を表します。

情報がハードディスクに書き込まれると、読み取りヘッドによって読み取られ、ディスクの各セクションの分極を検出して、書き込まれたデータを理解します。

フラッシュメモリデバイス

USBコネクタでコンピュータに接続するため、小型のデバイスになり、取り外しも簡単で、持ち運びにも便利です。

書き換え回数に制限はなく、電磁干渉の影響を受けません。

それらは、より安価になり、最も信頼性が高く効率的なソリューションとして、ほとんどの光学および磁気メディアに取って代わりました。

紙保管装置

それらは、特にパーソナルコンピュータが存在する前は、長い間、自動処理のための情報を保存するために使用されていました。

情報は紙や段ボールに穴を開けることによって記録され、機械的に読み取られて、中央の特定の場所に穴があるかどうかが判断されました。

ストレージデバイスの例

-プライマリストレージ

ランダム・アクセス・メモリ

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コンピュータで使用されるデバイスで、通常はマザーボードにあります。これは揮発性であり、コンピュータの電源を切ると、RAMに保存されているすべての情報が失われます。

読み取り専用メモリ（ROM）

内容を変更できない不揮発性メモリチップ。これは、BIOSなどのコンピュータにスタートアップルーチンを格納するために使用されます。

キャッシュ

コンピュータプロセッサにデータへの高速アクセスを提供し、頻繁に使用されるプログラムとデータを格納する小さな揮発性メモリ。プロセッサまたはRAMに直接統合されています。

VRAM

デュアルポートメモリとも呼ばれるVRAM（ビデオRAM）は、ビデオメモリとして一般的に使用され、ビデオカードの全体的な速度を向上させます。

-磁気ストレージ

磁気テープ

出典：Hannes Grobe 23:27、16 December 2006（UTC）CC BY-SA 2.5
（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5）

磁気でコーティングされた薄いプラスチックテープで、ホイールを包み、データを保存します。

他のストレージデバイスよりも安価ですが、アクセスがシーケンシャルであるため、はるかに遅くなります。

HDD

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コンピューターにデータを永続的に保存します。磁気ヘッドを使用してデータが書き込まれる1つ以上のプラッターで構成され、すべて密閉されたハウジング内にあります。

フロッピーディスク

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インストールが簡単でありながら、損傷しやすい、ヘッドを使用してデータを保存および読み取ることができるポータブルデバイス。直径は3.5インチ、5.25インチ、8インチです。ハードドライブとは異なり、ヘッドはドライブに接触し、最終的には摩耗します。

SuperDisk

1997年に3Mによって導入されたディスクドライブ。従来の1.44Mbフロッピーディスクと同じサイズのディスクに120Mbを格納できました。その後、240Mbを保存することができました。

磁気カード

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データを含む、オブジェクトまたは磁気ストライプが外側にある長方形のカード。クレジットカードで利用できるクレジットや部屋に入室するためのアクセスコードなどの情報を含めることができます。

ジップフロッピー

Iomegaが開発したデバイスで、標準の1.44Mbフロッピードライブのように機能します。ユニークなのは、最大100Mbのデータを保存できることです。

-光学ストレージ

のCD-ROM

メモリが読み取り専用のオーディオデータまたはソフトウェアを含むディスク。光学式CD-ROMドライブを使用して読み取ります。これらのユニットは、オーディオCDを再生し、データCDを読み取ることもできます。

CD-R

書き込み可能なコンパクトディスク。情報をディスクに一度書き込んだ後、何度も読み取ることができます。書き込んだデータは削除できません。

DVD + RW

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DVDディスクを作成できる書き込み可能なDVDドライブ。DVDディスクの作成には多くの標準があります。容量は4.7 GB、または両面ドライブの場合は9.4 GBです。

DVD-Ram

従来のDVDとは異なり、データはハードドライブのような同心円状のトラックに保存され、読み取りと書き込みの同時操作が可能です。

ブルーレイ

13社の電子機器およびPC企業によって開発された光ディスクフォーマット。2層ディスクに最大25Gb、50Gbを保存できます。ディスクは標準CDと同じサイズです。

- フラッシュメモリー

USBフラッシュドライブ

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人間の親指のサイズのポータブルデバイス。USBポートを介してコンピュータに接続します。

可動部分はなく、データを格納するために使用される集積回路メモリチップがあります。サイズは2Gbから1Tbまでさまざまです。

メモリカード

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デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、MP3プレーヤー、PDA、携帯電話、ゲーム機、プリンターなどの電子機器に写真、ビデオ、またはその他のデータを保存するために使用されます。

ソリッドステートデバイス（SSD）

フラッシュメモリを使用して、データを永続的に保存するためのメモリとして集積回路のセットを使用します。ハードドライブよりもアクセス時間が速く、待ち時間が短くなります。

- クラウドストレージ

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「クラウド」は、ネットワークを介して一連のリモートサーバーによって提供されるサービスを表します。

これは、Webブラウザーを使用してインターネットに接続されている任意のデバイスからアクセスできるストレージ容量を提供します。

-紙デバイス

穴あきカード

出典：Mutatis mutandis CC BY-SA 3.0（http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）

初期のコンピューターで使用されているデータストレージの一般的な方法。基本的に、それは手または機械によって作成されたパンチ穴を備えた段ボールカードで構成されていました。

穴あきテープ

これは、データを保存するために穴が開けられた長い紙です。20世紀のほとんどでテレプリンター通信に使用されていました。

参考文献

1. Computer Hope（2019）。ストレージデバイス。取得元：computerhope.com。
2. Techopedia（2019）。ストレージデバイス。取得元：ceilingpedia.com。
3. ポール・グッドマン（2019）。コンピュータの基礎：デジタルデータのストレージデバイスの10の例。ターボフューチャー。取得元：turbofuture.com。
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6. Teach Computer Science（2019）。ストレージデバイス。取得元：teachcomputerscience.com。
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