ストレージ（保管庫）— 電源を切っても残る保管場所

同じ「不揮発の保管庫」でも、記録の物理はまったく別です。

HDD（機械式）。磁性体を塗った円盤（※1 プラッタ）を毎分数千〜1万回転させ、微小な磁気ヘッドで各点の磁化の向きを読み書きします。目的の位置に届くには、ヘッドを狙いのトラックへ動かすシーク時間（※2 シーク時間）と、目的セクタが回ってくる回転待ち（※3 回転待ち）が要ります。

SSD（電気式）。NANDフラッシュのセルに電荷を閉じ込めて記録します。可動部が無く、位置決めの待ちがありません。1セルに複数ビットを詰める方式（SLC／MLC／TLC／QLC）ほど大容量・安価ですが、状態の刻みが細かくなり耐久性は下がります。

登場人物メモ:

• ※1 プラッタ — 磁気を塗った円盤。複数枚を重ねて回す
• ※2 シーク時間 — ヘッドが目的トラックへ移動する時間
• ※3 回転待ち — 目的セクタがヘッドの下に来るまで待つ時間

ストレージは、記憶階層のいちばん下——主記憶より桁違いに遅い層です。目安で主記憶が約100ns、SSDが数十μs、HDDが約10ms。だからCPUはストレージへ直接演算せず、いったんメモリへ読み出して処理します。

この桁差を埋めるため、OSは頻繁に使うデータを主記憶にキャッシュし、書き込みはいったんためて後でまとめる（書き込みバッファ）などして、遅いアクセスの回数そのものを減らします。大量転送はCPUを介さずDMAで運ぶのも定石です。階層全体の距離感は computer-overview を参照してください。

SSDが速い一方で扱いが独特なのは、NANDの書き込みと消去の粒度が違うことに尽きます。

• 書き込みはページ単位・消去はブロック単位 — ページはブロックより小さい。しかも上書きができないので、既存データのあるブロックへ書くには「有効ページを別へ退避 → ブロック消去 → 書き戻し」が要る
• 書き込み増幅 — 上の退避のせいで、要求した量より多くの実書き込みが発生する。寿命を削る
• ウェアレベリング — 特定セルへの書き込み集中を避け、全体へ均して寿命を平準化する
• ガベージコレクション — 無効ページの散らばったブロックを裏でまとめ、空きブロックを用意する
• TRIM — OSが「もう不要」と伝えた領域をSSDが先に無効化し、消去を前倒しして書き込みを軽くする
• 耐久性（TBW） — NANDは書き換え回数に上限があり、総書き込み量の目安（TBW）で寿命を示す

だから空き容量が減ると、書き込み前の消去や整理が増えて速度が落ちます。SSDは少し余裕を残して使うのがコツです。

複数の物理ドライブを1つに束ね、速度・冗長性・容量のバランスを変える技術がRAIDです。

• RAID 0（ストライピング） — データを分散して並列に読み書き。速いが冗長性なし（1台壊れると全滅）
• RAID 1（ミラーリング） — 同じ内容を2台に複製。1台壊れても読める。容量効率は半分
• RAID 5 — データ＋パリティを分散。1台故障まで許容し、容量効率も良い
• RAID 6 — パリティを2重に持ち、2台同時故障まで許容
• RAID 10 — RAID 1で守った組をRAID 0でまとめ、冗長性と速度を両取り（容量効率は半分）

要は「速さ・壊れにくさ・容量」のどれを取るかの設計です。なおRAIDは冗長化であってバックアップではありません。誤削除やランサムウェアは全台に伝わるため、別のバックアップが必要です。

• 空き容量不足でSSDが失速 — 書き込み前の消去・整理が増える。余裕を残す
• 書き換え寿命の消耗 — 書き込み増幅で見えない実書き込みが積もる。大事なものはバックアップ
• HDDの物理故障 — 可動部・ヘッドの損傷でデータ消失。衝撃に弱い
• RAIDを過信 — 冗長化はバックアップの代わりにならない。誤操作やウイルスには別の備えを