SSD 容量（SSD: エスエスディー）

2025年10月16日

SSD 容量（SSD: エスエスディー）

英語表記: SSD Capacity

概要

SSD容量とは、ソリッドステートドライブ（SSD）に搭載されている、データを恒久的に保存できる総記憶領域の大きさを示す指標です。これは、私たちが学んでいる「情報の単位」をベースに、「ストレージの公称容量」としてメーカーから提供される値です。しかし、この公称容量は、実際にOS上で利用できる「実効容量」とは異なる場合が多く、この差を理解することが「データサイズと容量表記」を学ぶ上で非常に重要になります。

詳細解説

SSD容量の概念を理解するには、「情報の単位（ビット, バイト, KiB, MiB）」から派生する「データサイズと容量表記」の二つの大きな壁を乗り越える必要があります。

1. 公称容量と実効容量のズレ：10進数と2進数の壁

SSDの容量表記が複雑になる最大の原因は、メーカーの「公称容量」の計算方法と、コンピュータのOSが採用する「実効容量」の計算方法が異なる点にあります。これは、私たちが学ぶ「情報の単位」の分類と深く関わっています。

メーカーは、SSDの容量を販売する際、国際単位系（SI）に基づき、10進数（デシマル）で容量を表記します。具体的には、以下の定義が使われます。

1キロバイト (KB) = $10^3$ バイト = 1,000バイト
1ギガバイト (GB) = $10^9$ バイト = 1,000,000,000バイト
1テラバイト (TB) = $10^{12}$ バイト = 1,000,000,000,000バイト

しかし、コンピュータの内部処理やオペレーティングシステム（OS）は、情報の基本単位であるビット（2進数）を基礎としてデータサイズを扱います。そのため、OSは2の累乗（バイナリ）に基づく単位を使用します。

1キビバイト (KiB) = $2^{10}$ バイト = 1,024バイト
1ギビバイト (GiB) = $2^{30}$ バイト = 1,073,741,824バイト

この結果、メーカーが「1TB」として販売したSSDは、実際には1兆バイト（$10^{12}$ バイト）ですが、OSが2進数で計算すると約0.909TiB（テビバイト）にしかなりません。この容量表記のズレこそが、私たちが学ぶべき「データサイズと容量表記」の核心であり、ユーザーが「容量が足りない」と感じる主要な理由の一つなのです。

2. ストレージの公称容量に含まれる管理領域

SSDの容量は、単にデータを保存するスペースの合計ではありません。公称容量の一部は、SSDの性能維持と長寿命化のために、ユーザーから見えない形で内部管理領域として予約されています。この技術は「オーバープロビジョニング（Over-Provisioning, OP）」と呼ばれ、特に「ストレージの公称容量」を理解する上で不可欠な要素です。

SSDは、NAND型フラッシュメモリという部品にデータを保存しますが、このメモリには書き換え回数に限界があります。性能と信頼性を維持するため、SSDのコントローラは以下の重要な管理を行います。

ウェアレベリング（均等化処理）: 特定のセルに書き込みが集中するのを防ぎ、全てのセルを均等に利用することで寿命を延ばします。
ガベージコレクション（ゴミ集め）: データの削除マークがついた領域を整理し、新しい書き込みに備えて空き領域を確保します。

これらの処理をスムーズかつ高速に行うためには、常に一定の空き領域が必要です。オーバープロビジョニングは、公称容量の数%から数十%（通常は7%や28%など）をこの管理領域として確保することで、SSDの書き込み速度の低下を防ぎ、製品寿命を大幅に延ばすという重要な役割を担っています。

つまり、私たちが「SSD容量」として認識する値は、10進数で表記され、さらに内部管理領域が差し引かれた上での「公称容量」であることを理解しておく必要があるのです。

具体例・活用シーン

SSD容量の表記と実態の違いは、購入後の利用シーンで必ず直面します。この現象は、情報の単位とデータサイズの表記方法に起因する、非常に現実的な問題です。

実際の容量の計算例

あなたが家電量販店で「500GB」のSSDを購入したとしましょう。これはメーカー表記（10進数）です。

メーカー表記（公称容量）：500,000,000,000バイト
OS上での計算（2進数）：500,000,000,000バイト $\div$ $2^{30}$ (GiB) $\approx$ 465.66 GiB

この時点で、すでに約34GBの差が生まれています。さらに、SSD内部でオーバープロビジョニングのために約7%の容量（約32GB）が予約されているとすると、ユーザーが実際に利用できる容量は430GiB前後となります。

アナロジー：駐車場の運営計画

SSD容量の仕組みは、巨大な駐車場を運営する計画に似ています。

あなたは「1000台収容可能」と謳う大型駐車場（公称容量）を建設したとします。これは「データサイズと容量表記」における10進数表記です。

しかし、実際に駐車場を運用するにあたっては、様々な管理上の制約が出てきます。

管理スペースの確保（オーバープロビジョニング）: 事故を防ぎ、スムーズな入出庫を実現するために、管理事務所、緊急車両用の通路、清掃用具の保管場所など、全体の1割を予約スペースとして確保しなければなりません。このスペースは、顧客（ユーザーデータ）が利用することはできませんが、駐車場（SSD）の安定稼働には不可欠です。
看板の表記（情報の単位の定義）: 駐車場を借りる人が、独自の「駐車マス計算方法」を持っていて、あなたの看板の「1000」という数字を、彼らの計算方法に変換すると「930」に減ってしまう、という現象が起こります。

このように、SSD容量は、単なる物理的な記憶領域の総和ではなく、「安定運用に必要な内部管理領域」と「計算単位の国際的な違い」という二つの要素によって決まる、複雑な「ストレージの公称容量」なのです。

資格試験向けチェックポイント

SSD容量に関する問題は、「情報の単位」の定義を理解しているか、そして「ストレージの公称容量」に含まれる特殊な技術を知っているかを問う形式で出題されます。IT Passport試験や基本情報技術者試験では頻出項目です。

10進数と2進数の違い（GBとGiB）の理解:
- メーカー表記（GB, TB）は10の累乗（10進数）、OS表記（GiB, TiB）は2の累乗（2進数）であることを区別できるか問われます。特に、1TBが約0.93TiBになるという概算値は計算問題で利用されます。
- 関連する試験分野: 情報の単位、データサイズと容量表記。
オーバープロビジョニング (OP) の目的:
- OPが容量の一部を予約する理由（SSDの寿命延長、性能維持、ウェアレベリングやガベージコレクションの効率化）を理解しているか問われます。
- 「公称容量の一部がユーザーには利用できない領域として確保されている」という事実が「ストレージの公称容量」の文脈で重要です。
ウェアレベリングの機能:
- SSDの特性上、特定のセルへの書き込み集中を防ぎ、書き換えを均一化する技術（ウェアレベリング）の必要性が問われます。これはOPと密接に関連しています。
SSDの構造:
- SSDがHDDと異なり、NAND型フラッシュメモリとコントローラで構成されている点、特にコントローラがウェアレベリングやOPなどの容量管理を行っている点を押さえておきましょう。