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技術概要

オーバープロビジョニング (OP) について

ソリッドステートドライブ (SSD) は、(高さ、幅、長さなどの)物理的な寸法や、(SATA や SAS インターフェースなどの) 外部インターフェースはハードディスクドライブ (HDD) とほぼ同じですが、内部の機械レベルの動作や、SSD の構成部品は、HDD の磁気性回転プラッターのデザインとは大幅に異なります。

SSD の製造後、SSD メーカーはファームウェアのプログラミング時に「オーバープロビジョニング (OP)」という技法を用いて、ドライブの総容量の一部を別途確保できます。オーバープロビジョニングは、SSD のパフォーマンスや耐久性を向上させることができ、耐用年数を通じて NAND フラッシュの摩耗を低減するフラッシュ NAND ストレージを持つ SSD コントローラにより、ドライブの長寿命を実現します。

SSD のオーバープロビジョニング (OP) の比率 (%) の計算には、図 1 の数式を用いることができます。

オーバープロビジョニングの比率 (%) =

物理容量 - ユーザーが利用可能な容量


ユーザーが利用可能な容量

図 1. オーバープロビジョニング比率の計算式

大部分の SSD のオーバープロビジョニング比率は、7% です。SSD の物理容量の比率と、オーバープロビジョニング後のユーザーが利用可能な容量の比較を図 2 に示します。

物理容量 ユーザーが利用可能な容量 性能設定用の容量の比率 (%) アプリケーションクラス
64 GB 60 GB 7% 集中的な読み取り
96 GB 90 GB 7% 集中的な読み取り
128 GB 120 GB 7% 集中的な読み取り
128 GB 100 GB 28% 集中的な書き込み
256 GB 240 GB 7% 集中的な読み取り
256 GB 200 GB 28% 集中的な書き込み
512 GB 480 GB 7% 集中的な読み取り
512 GB 400 GB 28% 集中的な書き込み
1024 GB 960 GB 7% 集中的な読み取り
1024 GB 800 GB 28% 集中的な書き込み
2048 GB 1800 GB 14% 集中的な読み取り
2048 GB 1600 GB 28% 集中的な書き込み

図 2. 性能設定用に割り当てられたディスク容量と、アプリケーションクラス

ユーザーが一般的に 20% の書き込みと 80% の読み取りを行う一般的なクライアントによる作業負荷の場合、アプリケーションによっては読み取りが集中する場合があります。読み取りキャッシュ用のストレージデバイスを使用するエンタープライズ・アプリケーションで、読み取りが集中します。このようなアプリケーションでは、ストレージデバイスへのより多くのデータ書き込みが行われ、さらに書き込みが集中します。

SSD メーカーによって設定される性能設定用のディスク容量は、SSD のアプリケーションクラスや NSND フラッシュメモリの総容量によって、大きく異なる可能性があります。

ガーベジコレクション、スペアブロック、および強化されたデータ保護機能の使用に伴い、更に多くの NAND フラッシュの管理でのリソース要求が増すため、オーバープロビジョニングのための容量を拡張して、更なる大容量と異なるアプリケーションクラスのドライブに対応するように一般的に構成されます。

このオーバープロビジョニングのための記憶域はユーザーがアクセスすることはできず、ホストのオペレーティングシステムからは見えません。SSD コントローラの使用に限定されます。

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