回転数 (RPM)（かいてんすう）

2025年10月26日

回転数 (RPM)（かいてんすう）

英語表記: Rotational Speed (RPM)

概要

回転数 (RPM) は、ハードディスクドライブ（HDD）の内部にあるデータを記録する円盤（プラッタ）が、1分間に何回回転するかを示す性能指標です。単位は「Revolutions Per Minute」の略であり、文字通り「1分あたりの回転数」を意味しています。この数値は、ストレージデバイス（HDD, SSD, NVMe）という大きなカテゴリの中で、特にHDDの性能指標を語る上で欠かせない、心臓部とも言える重要な要素です。回転数が高ければ高いほど、データへのアクセス速度や転送速度が向上し、HDDの総合的なパフォーマンスに直結します。

詳細解説

HDDの性能指標としてのRPMの役割

私たちが今扱っているタキソノミー（ストレージデバイス → HDDの構造と特徴 → HDDの性能指標）において、回転数（RPM）は、HDDの動作原理そのものに基づいた、最も古典的かつ重要な性能指標です。

HDDは、スピンドルモーターと呼ばれる軸を中心に、データを記録した複数の円盤（プラッタ）を高速で回転させています。このプラッタの回転速度こそがRPMです。

RPMがなぜ性能指標として重要かというと、HDDのデータアクセス速度を構成する二つの主要な時間要素に直接影響を与えるからです。

シーク時間（Seek Time）: データを読み書きするために、磁気ヘッドが目的のデータの存在するトラックまで移動する時間。
待ち時間（レイテンシ、Latency）: ヘッドが目的のトラックに到達した後、プラッタが回転し、目的のデータセクタがヘッドの真下に来るのを待つ時間。

シーク時間はヘッドの移動速度に依存しますが、待ち時間（レイテンシ）は完全にプラッタの回転数に依存します。

例えば、回転数が7,200 RPMのHDDの場合、プラッタは1秒間に120回回転しています（7200 ÷ 60秒）。一方、5,400 RPMのHDDでは1秒間に90回です。回転が速ければ速いほど、目的のデータがすぐにヘッドの下を通過するため、待機時間が短縮されます。この待ち時間の短縮こそが、RPMがHDDのアクセス速度を劇的に改善する主要なメカニズムなのです。

一般的なRPMの種類とトレードオフ

現在市場に出回っているHDDの回転数には、いくつかの標準的な速度帯があります。

5,400 RPM: 主に外付けHDDや省電力性を重視したノートPC向け。消費電力が少なく、発熱や騒音も抑えられますが、アクセス速度は標準的です。
7,200 RPM: デスクトップPCや一般的なサーバー向けの標準的な速度。性能とコスト、信頼性のバランスが取れています。
10,000 RPM以上 (例: 15,000 RPM): かつてハイエンドサーバーや高性能ワークステーションで使用されていました。非常に高速なアクセスを提供しますが、高価で、発熱、騒音、消費電力が大きくなるという大きなトレードオフがありました。

このように、回転数を上げることは性能向上に直結しますが、「発熱の増加」「騒音の増大」「消費電力の増加」「部品の摩耗増加」といったネガティブな要素も同時に引き起こします。つまり、回転数（RPM）は、単なる速度の指標ではなく、性能、コスト、信頼性、電力効率のバランスを示す指標でもあるのです。

特に、現代においてはSSD（回転しないストレージ）が主流になりつつありますが、大容量データの保存を低コストで行うHDDにおいては、この回転数による性能の差は未だに重要な選択基準となっていますね。

具体例・活用シーン

回転数（RPM）の違いが私たちのデジタルライフにどのように影響するかを見てみましょう。HDDの性能指標として、RPMは用途に応じて使い分けられています。

1. 用途による使い分け

データアーカイブ（バックアップ）:
大容量のデータを一時的に保存したり、めったにアクセスしないデータを保管したりする場合、速度よりも容量とコスト、そして省電力が優先されます。この場合、5,400 RPMのHDDが選ばれることが多いです。回転が遅い分、電気代も安く、静かに動作してくれます。
メインシステムドライブ（OSやアプリケーション）:
PCの起動や日常的なアプリケーションの動作を快適にしたい場合、アクセス速度が重要になります。この場合、かつては7,200 RPMが標準でした。少しでも早くOSを立ち上げたい、というユーザーの要望に応える性能指標だったわけです。
高性能サーバー環境:
複数のユーザーが同時にアクセスするデータベースサーバーなど、一瞬の待ち時間も許されない環境では、かつては10,000 RPMや15,000 RPMといった超高速HDDが採用されていました。これは、レイテンシを極限まで短縮し、多数のリクエストを効率的に処理するための、究極の性能追求の結果と言えます。

2. 回転寿司のメタファー

回転数（RPM）がアクセス速度に与える影響を理解するために、身近な例として「回転寿司のコンベア」を想像してみてください。

HDDのプラッタは、この回転寿司のコンベアそのものです。そして、データはコンベアの上に乗っているお寿司だと考えてください。

ヘッド（磁気ヘッド）: 席に座っている私たちです。欲しいデータ（お寿司）が来るのを待っています。
回転数（RPM）: コンベアの回る速度です。

もしコンベアがゆっくり（5,400 RPMのように）回っていたら、目的の高級ネタ（探しているデータ）が自分の席の前に来るまでに、かなりの時間を待たなければなりません。これが「待ち時間（レイテンシ）」が長い状態です。

しかし、コンベアが猛烈なスピード（15,000 RPMのように）で回っていたらどうでしょう？目的のネタはあっという間に目の前に現れます。待機時間が短縮されるため、私たちはすぐにデータ（お寿司）にアクセスできるわけです。

この回転寿司の例からわかるように、回転数（RPM）が高いほど、「欲しいデータが自分のところに来るまでの平均的な待ち時間（レイテンシ）」が短くなる、ということが直感的に理解できるかと思います。これはHDDの性能指標を考える上で非常に重要なポイントですね。

資格試験向けチェックポイント

ITパスポート、基本情報技術者、応用情報技術者などの資格試験において、「回転数 (RPM)」は、主にHDDの構造と性能を問う文脈、あるいはSSDとの比較の文脈で出題されます。

ここでは、ストレージデバイス（HDD, SSD, NVMe） → HDDの性能指標の知識として押さえておくべきポイントをまとめます。

RPMと性能の関係性:
- RPMが高いほど、HDDのデータアクセス速度（特にランダムアクセス性能）が向上します。
- これは、プラッタの回転が速くなることで、待ち時間（レイテンシ）が短縮されるためです。この因果関係は必ず覚えておきましょう。
トレードオフの理解:
- 高RPM化のデメリット（発熱、騒音、消費電力）は頻出テーマです。特に、サーバーの電力効率や冷却システムに関する問題で、高性能HDDの欠点として問われることがあります。
SSDとの比較:
- 最も重要な出題パターンの一つです。SSDは半導体メモリを使用しており、プラッタのような物理的な回転部品を持ちません。したがって、SSDには「回転数 (RPM)」という概念自体が存在しません。
- SSDは、RPMという物理的な制約がないため、HDDと比較してレイテンシが極めて短く、高速なアクセスを実現します。試験では、HDDの弱点（物理的な動作に起因する遅延）を問う形で、RPMの概念が間接的に利用されます。
データ転送速度との関係:
- RPMが高いと、単位時間あたりに磁気ヘッドの下を通過するデータ量も増えるため、論理的な最大データ転送速度（シーケンシャルリード/ライト）も向上します。しかし、これはシーク時間やレイテンシとは異なり、プラッタの外周と内周で速度が変わる（線速度の違い）という物理的な側面も持ち合わせていることも、応用レベルでは知っておくと有利です。
出題パターン例:
- 「HDDの性能を向上させる要因として、回転数以外に適切なものはどれか？（例：記録密度）」
- 「5400 RPMのHDDを7200 RPMのものに交換した場合、主に改善される性能指標はどれか？（例：平均待ち時間）」