ハードディスクにおける連続・ランダムアクセスの速度と使用時の体感速度について

質問

私はベンチマークソフトとして「CrystalDiskMark2.2」を使用しています。
このソフトでは、ハードディスクの読み書き速度を「連続・512K・4K」の３パターンの方法で測定するのですが、連続と512Kはあまり差が無く、4Kになると極端に数値が低くなります。
これらの速度と実際に使っている時の体感速度の関係について知りたいので、教えていただければありがたいです。

以下にＰＣのスペックを記します。
機種名：DELL Vostro 220s
OS：Windows Vista Home Basic
CPU：Core2Duo 2.66GHz
RAM：4G
HDD：320G(7200rpm)
SSD：A-DATA XPGシリーズ 32GB これを２つ使用してRaid0にしました

以下に私の体験から推測したことを記します。

・ＰＣの高速化を目指してＨＤＤをＳＳＤに換装した時、連続・512Kの速度は数倍に上がったのですが、4Kはあまり変わりませんでした。そして体感速度もあまり変わりませんでした。
・HDDとSSDはデフラグをしたあとにベンチマークをとりました。
・HDDとSSDのアロケーションサイズは4Kでした。

上の３点から、HDDやSSDの速度で一番重要な点は4Kランダムアクセスの速度ではないのかと考えます。そして512Kや、それ以上の連続アクセスはほとんど発生しないと思うので、512K以上の速度は参考にならないのではと考えます。ということは、大容量RAMを搭載して4Kの速度を高めたモノしか大きな高速化にはつながらないのではと考えます。

これらの推測は正しいのでしょうか。間違っていたら、正しい知識を教えていただけるとありがたいです。

ご回答、よろしくお願い致します。

回答No.4

FCS_RIK · ベストアンサー

昔からサーバ用途で15000rpmのHDDがあるのもランダム性能を上げるためですからね、
OSの起動時も4kのランダムリード・ライトがメインとか言われてますし

ランダムアクセスの値を追及するなら安物の小容量モデルは買わずに、
X25-M(E)やOCZ Vertexの上位容量モデルを使った方が良い結果になるかと、
特にRAID0の場合、ランダムアクセスはデータ割り振りのオーバーヘッドで低下する傾向もありますし、
やるならキャッシュ付きのRAIDカードじゃないと、
質問者さんの目的とは逆効果にしかならない可能性もあります、
CPUもムダに食いますしね、専用のコントローラーが載ってるRAIDカードならともかく。

大容量RAMもWriteには効きますけど、Readはコントローラーチップに左右されますし、
結局はチップの素性>>>キャッシュかとは

キャッシュ積んでないX25-Mですが、単発でこんな位は出ますよ

お礼

ご回答、ありがとうございます。

なるほど、やはりOS起動は4Kランダムがメインなのですね。どんなに512&連続アクセス速度が上がっても、4Kと体感速度が上がらないのでおかしいと思っていたんです。

Raid0に関しては逆効果になる可能性があるとわかり、とても衝撃的でした。
確かに、ソフトウェアRaidを使用しているので、キャッシュ＆専用コントローラーを装備しているRaidカードと比べると、性能は落ちる気がします。

SSD性能はキャッシュよりもコントローラーチップに大きく依存することを教えていただき、目から鱗です。確かに、キャッシュは書き込みには影響しますが、読み込みに貢献するとは思えませんしね。

X-25Mのベンチマーク画像、ありがとうございます。キャッシュ積んでなくても画像のようなランダム性能を持つとは・・・X-25Mは凄いですね。今のところIntelのSSDがランダムにおいて最速だという気がしますね。

アドバイスを参考に、次にSSDを買うときはコントローラーチップの性能を良く比べて購入したいと思います。

それでは、ためになるご回答、ありがとうございました。

回答No.3

noname#114962

> HDDやSSDの速度で一番重要な点は4Kランダムアクセスの速度ではないのかと考えます。

ランダムアクセスとシーケンシャルアクセスどちらが体感速度に関わるかと言えば確かにランダムアクセスの方かもしれません。
OS起動時など複数のファイルを同時に読み込もうとするとランダムアクセスになりますから、これは速度に大きく関係します。
しかし、大容量ファイルのコピー時に数分待つ場合などはシーケンシャルアクセスになります。
容量が極端に小さいランダムアクセスの性能だけを見て体感速度と関係あるかといい切れるかどうか、微妙な所だと思います。

ランダムアクセス性能が低いSSDがあることについてはIntelが参考になることを言っています。
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/hot/20090619_294419.html

コントローラーによるHDDのエミュレーションの性能の違いやNCQサポート、キャッシュメモリの有無や容量などが関わってくるようです。
ランダムアクセスを重視されるのであれば、その性能が優れたSSDを買うべきでしょう。

SSDがシーケンシャルアクセスの速度を表記していることに関しては、単純にその数字が一番大きいからだと思います。
アクセス速度 200MB/s と書くところを、 アクセス速度 25MB/s(ランダム時)といった風に書くと、前者の方が早いと思う人が良そうですから。
今後両方表記するような事はあるかもしれませんね。

シーケンシャルアクセスよりランダムアクセスが早くなることは考えられないので(実際RAMディスクでも制御が面倒なランダムの方が遅いですし)、ランダムの方が遅いのは仕方ないでしょう。

結論としてはランダムアクセスだけを見て早いと決めるのはどうかと思うが、体感速度にランダム速度が大きく影響するのは事実なので、その点を重視するならランダムが早い機種を選択すると良い。
と言うことでしょうか。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

ランダムアクセス速度が体感速度に大きく関係している。このことが事実だとわかり、とても嬉しく思います。また、シーケンシャルアクセスの例としてコピー時の待機時間があると聞いて、なるほどと思いました。こういった時は、連続アクセス速度がモノをいうのですね。連続・ランダムのそれぞれの速度が関係している動作について知ることができて、疑問が解決しスッキリすることができました。

ランダムアクセスに関する記事の紹介、ありがとうございます。読ませていただきました。ランダムアクセスはコントローラーやキャッシュ容量に依存することがわかり、次回の購入の良い参考にさせていただきます。

SSDの速度表記に関しては、仰るとおりですね。確かに販売側から見たら、誤解を受けるような表記はしたくないですものね。それに、ランダム速度が高いSSDはシーケンシャル速度も一緒に宣伝してますし、ランダムが速いモノは連続アクセスも速いですしね。今後は良く見極めてから買おうと思います。

結論として、やはりランダムアクセスの速いSSDを買った方が良いと思いました。買った人のレビューもあまり見つかりませんし、自分で使ってみないとどんな時にどれくらい速いかとかはわからないので、次にお金が貯まったら挑戦してみます。

それでは、ためになるご回答、ありがとうございました。

回答No.2

Eureka_

＞・HDDやSSDの速度で一番重要な点は4Kランダムアクセスの速度ではないのか？(何故か多くのSSDは連続アクセス速度しか宣伝しない)
多分ですけど、4kの速度に言及が少ないのは測定誤差が大きいからだと思いますね。Windows上でCrystalDiskMark使ったらこれくらいの速度が出る、んじゃLinux上でhdparmコマンドを使ったらどうか、Mac OSではどうだ、場合分けを考えていったらきりがありません。
連続データ転送速度なら、とにかくもっとも単純にもっとも都合が良い条件を仮定すればOS側のコマンドオーバーヘッドは無視できるレベルになるはずですから都合が良いんでしょう。宣伝材料としても見栄えのする大きな数字になりますし。

512k～については当方の知識不足、大容量キャッシュ～については当方の財力不足(あんな高いの買えるかぁ(涙))で回答できかねます。
ただ、4kのランダムライトでHDDがリード比3倍くらい速いのは、多分OSなりHDD自体なりのキャッシュの影響でしょう。OSは細切れデータをなるべくまとめて書き込もうとしますしHDDにしても同様、いかにCrystalDiskMarkがその辺の影響を減らすように設計されているといっても完全には払拭できないと見る方が自然かと思います。

お礼

ご回答、ありがとうございます。

なるほど、確かにOSやsoftが違えば比較は困難になりますね。
しかも測定誤差が大きいなら尚更ですね。一番誤差の少ないものを宣伝するという点では正解かもしれません。

しかし、宣伝材料として見栄えが良いのはわかりますが、私のような愚者は連続アクセスの速度だけ見て、「あっ３倍も速くなるんだ」と誤解してしまいます。なんて良いカモだったんだろう...(泣)。でも、とても痛かったけど、勉強になったから良いです。

書き込み速度が速かった理由はとても納得できました。OSやハードの方でまとめて書き込んでくれる性質があるなら、読み込みの方が圧倒的に不利ですものね。

それにしても大容量キャッシュ搭載SSDは高いですよね。
今回、滝に飛び込む意気込みで買ってしまったSSD２個とSSD Enclosureの値段を足して２倍にして、ようやく64Gモデルが買えますからね。

今回は失敗してしまったけど、またいつかお金を貯めて挑戦したいと思います。その時までに安くて4Kランダムの速いSSDが出てると良いなぁ。

それでは、ためになるご回答、ありがとうございました。

補足

すいません。下でカモとか発言してしまいましたが、自分が不注意なだけで、SSDは悪くないですものね。不適当なコメントをして申し訳ありませんでした。

回答No.1

Eureka_

・・・
何をどう計算したら18.03と0.497(36倍以上)であまり変わらないという結論が出るのか理解できません。よって質問者さんのお尋ねしたいことが理解できません。

換装したといってOSの再インストールはされたんですか?
であれば「体感変わらない」ということはあり得ないはずですが…
＃回答者、XPGより遙かに遅いSSDN-S64B使ってますがOS入れて最初の起動では目を疑いました。各種ツール入れて環境構築していったらもりもり起動遅くなって逆の意味で目を疑いましたが。

補足

ご返答、ありがとうございます。
仰る通り、見返してみると自分でも意味のわからない質問に見えます。
申し訳ありませんでした。

改めまして、自分の知りたいことは以下の３点です。１点だけでも教えていただけたらありがたく思います。

・HDDやSSDの速度で一番重要な点は4Kランダムアクセスの速度ではないのか？(何故か多くのSSDは連続アクセス速度しか宣伝しない)
・上が正しいなら、512K以上の速度は参考にならないのでは？
・4Kランダムの高速さを宣伝している、大容量RAMを搭載するSSDでは体感速度に大きな変化はあるのか？

以下は備考です。

確かに、4Kの読み込み速度は大きく上昇したように見えます。
しかし、体感速度があまり上がらないですし、4Kでは数値が異常に低いことと毎回の測定で数値がバラツキすぎることから、このデータが信用できないのです。読み込みと書き込みではどう考えても書き込みのほうが時間がかかりそうなものなのに、HDDでは書き込みの方が３倍くらい速いので、測定誤差では？と思います。

OSはバックアップが使えなかったので、クリーンインストールしたのち、アップデート＋各種ツールのインストールで元の状態と同じにしました。

確かに自分のPCでも、クリーンインストール直後は明らかにHDDよりSSDの方が速かったです。しかし、各種ツールのインスト後では同程度か遅くなりました。