HDDのプラッター

最終更新日 2023年09月07日

HDDのプラッターとは

基礎

HDDのプラッターとは、磁性体を塗布した平たい円形のものです。金属製のプラッターもあればガラス製のプラッターもあります。

プラッターの直径

プラッターの直径には、主に約3.5インチ、約2.5インチがあります。

プラッターの表と裏

プラッターでは表に限らず裏でもデータを記憶できます。

プラッターとスピンドルモーター

スピンドルモーターとは、プラッターを回転させるモーターです。

プラッターと磁気ヘッド

磁気ヘッドとは、プラッターに対しデータ読み書きする部品です。

プラッターのデータ記憶部分の単位

プラッターにはデータを記憶する部分の単位があります。トラック、セクターです。同心円の一定幅の線がトラックです。トラックを放射状に等分割した一つ一つがセクターです。セクターが最小単位です。セクターの容量が512バイトです。

プラッターの種類

AFCプラッター

磁性体粒子とは、プラッター表面に敷き詰められている微細な磁石です。磁性体粒子の極性によってデータを記録します。磁性体粒子を小さくするほど記録密度が向上しますが、熱により磁化を失いやすくなります。そこでAFCプラッターが登場しました。AFCとはAntiFerromagnetically Coupledの略で、日本語では反強磁性結合です。AFCプラッターでは磁性層の間に、ルテニウム金属等の極薄の非磁性層があります。プラッター表面の磁性層を磁化すると、もう片方の磁性層が逆向きに磁化し保持力が強くなります。

S→N S→N N←S S→N
非磁性層
N←S N←S S→N N←S

出典
ハードディスクはどのようにデータを記録しているのか(2)(2ページ目) | 日経クロステック(xTECH)

プラッターの枚数

プラッター枚数がモデルによって異なる

HDDのプラッターの枚数がモデルによって異なります。複数枚のプラッターを内蔵するモデルもあります。

プラッターの枚数が少ないメリット

プラッターの枚数が少ないほど、HDDの消費電力が低い、発熱が小さい、振動が減り振動音も減る、部品数が少なくなり故障率が低下する、以上のメリットがあります。比較対象によっては該当しません。例えばプラッター枚数が少ない方が消費電力が低いとは限りません。消費電力を低くする技術が進歩しており、昔のHDDの方がプラッター枚数が少なくても最近のHDDの方が消費電力が低い場合があります。最近のHDDに限って比較するとしても、プラッター枚数以外、例えばHDDの回転数も消費電力に影響するので、比較対象によってはプラッター枚数が少ない方が消費電力が低いとは限りません。

プラッターの枚数が少ないと発熱が小さい理由

プラッターが高速回転するのでプラッター等の部品同士の摩擦熱、プラッターと空気との摩擦熱が発生します。プラッターの枚数が少ないと摩擦熱が減るので発熱が小さいです。

プラッターの枚数が少ないほど故障率が低い理由

プラッターの枚数が多いほど、ヘッド等の部品数が増えるので故障率が高くなります。HDDはプラッターやヘッドが関連する故障が多いので、プラッターの枚数が2倍になれば故障率が1.5倍程度に上がります。基板等、プラッターの枚数によらず部品数が変わらないものもあるので2倍にはなりません。

プラッターの記録密度

プラッターの記録密度が大きいメリット

プラッターの記録密度が大きいほど、データ読み書き速度が速いです。記録密度を大きくするためにBPI(Bits Per Inch)(線記録密度)を上げると速度向上効果が大きいです。TPI(Tracks Per Inch)(トラック密度)を上げても効果が非常に小さいです。もしBPIが変わらずTPIのみ向上で記録密度が大きくなっても速度があまり変わりません。

プラッターの記録密度向上を実現する記録方式

プラッターの記録密度が頭打ちになってきたところ、新しい記録方式が登場し記録密度が向上しています(2023/05/20時点)。例えばSMRです。SMRとはShingled Magnetic Recordingの略で、屋根瓦のようにトラックの一部を重ね書きする記録方式です。

エネルギーアシスト磁気記録もあります。エネルギーアシスト磁気記録とは、記録密度を高めるために保持力を高めたプラッターに対し、外部からエネルギーを与えて磁化を反転しやすくしてデータの書き込みを実現する記録方式です。

エネルギーアシスト磁気記録には、シーゲイト・テクノロジーが開発したHAMR、ウエスタンデジタルと東芝が開発したMAMRがあります。HAMRとはHeat Assisted Magnetic Recordingの略で、熱でエネルギーを与えます。MAMRとはMicrowave Assisted Magnetic Recordingの略で、マイクロ波でエネルギーを与えます。

プラッターのトラブル

衝撃・振動でプラッターに傷が付きやすい理由

HDDが動作中にプラッターが高速回転します。モデルによってプラッターの回転数が異なりますが、遅い方でも1分間当たりに約5,000回転です。高速回転するプラッター上を磁気ヘッドが移動しており、衝撃・振動で磁気ヘッドがプラッターに接触し傷が付く場合があります。傷が付いたら直ちに故障するとは限りませんが、故障する場合があります。


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