HDDの容量増加は、なぜ2倍則ではないのですか？

質問

キロバイト（KB）とキビバイト（KiB）の誤差1.024【メガもギガも同様】は理解しているうえで、
DRAMもフラッシュメモリも、16→32→64と2倍則で大きくなっていくのに、HDDは、30GBありの40GBありの60GB,80GB,120GB,160GB,300GB,500GB・・・と、2進数で言えば中途半端な倍率で増加していくのは何故ですか？
と訊かれ、返事に詰まってしまいました。

同じ2.5インチの表面積でも、書き込み密度はアナログ的に細かくなっているということでしょうか？
分かりやすい説明方法を教えてください。

ちなみに、セクタとかクラスタとか言いますが１バイト＝８ビットのように、１セクタ＝Ｘビット・１クラスタ＝Yビットとかの式もあるのでしょうか？

回答No.3

noname#212313 · ベストアンサー

お考えの、DRAM、フラッシュメモリといったものは、コンピュータのメモリとして、直接にアクセスされるものを指しているようですね。以下、メモリと呼ぶことにします。

　メモリはアクセスされるときに、まずアドレスを指定して、続いて読む・書くという動作を行います。

　メモリ（上限）の増え方が2倍則であるのは、アドレス指定と一度に扱えるデータのビット数によるものです。

　例えば、8bitでアドレス指定できる場合、メモリのアドレスは16進で00～FF（10進で255）になります。そのアドレスに対し、8bitのデータを扱えるわけです。最大のメモリを扱いたいなら、データは8bitごとにアクセスするようにすればよいわけです。

　8bitコンピュータ（CPU）の8080ですと、データは8bit、アドレスは16bit扱える設計になっていました。16bit個分（4096個分）の8bit（10進数で16）ですから、65536バイトまで扱えていて、1K＝1024バイト換算で、64Kバイトと呼ばれていました。

　同様に、16bitコンピュータになるとデータ・アドレスのbit数が増え、メモリの上限が16倍の1024Kバイト＝1Mバイトになりました。以降、コンピュータのbit数が増えると、データとアドレス指定のbit数増加に従って、メモリの上限が2倍則的な増え方になっていきました。2進数で直接的に管理するから、2倍則的になるわけですね。

　一方、ハードディスクは外部記憶装置です。コンピュータから直接にアドレス指定はしません。また、ハードディスクのデータを直接扱うのではなく、コンピュータのメモリにいったんデータを転送します。ハードディスクごとに違いますが、例えば1Kバイト単位で区切ってデータを保持します。区切られた領域を「セクタ」と呼びます。

　区切り方、区切られた領域の管理方法は割愛しますが、区切られた各領域である「セクタ」に番号を振って、コンピュータが番号を渡せば、ハードディスクはその番号に割り当てられたディスク内の領域のデータをコンピュータに渡します。

　この方法だと、2進数による束縛を受けません。コンピュータが16bitだとして、4096個のセクタを直接指定するとしても、1セクタを何バイトにするかは自由に決められます。あるいは、セクタ番号を32bitに拡張しておいて、16bitずつ2回に分けてセクタ番号を指定してもよいです。いろいろ自由にできるわけですね。

　このため、ハードディスクにどれだけデータを保持できるかという技術的な限界が、ハードディスク容量の限界になります。金属ディスクの磁気的な密度をどれだけ高められるか、などですね。ですのでコンピュータのbit数はハードディスクに関係しておらず、コンピュータのメモリに現われるような2倍則的な上限にはならないわけです。

お礼

＞金属ディスクの磁気的な密度をどれだけ高められるか

電子というより、精密工学的な進化なんですね。
アナログ（リニア）に大きくなるのが分かりました。

回答No.2

trytobe

まず、メモリなどとは違い、「ハードディスクは２のべき乗でなくても良い」ので、

・ヘッドが小さくでき、１ビットを記録できる面積を減らせるほど、同じサイズで高密度＝大容量化の新モデルができる

・厚みさえ許してもらえれば、中のディスク（プラッタ）の枚数を１枚→２枚、２枚→３枚にすることで、２倍にも１．５倍にもできる

などの都合で、特別な技術のブレークスルーがなくとも、じわじわと容量は増やせ、ヘッドの構造や記録密度を飛躍的に向上させるヘッド方式が導入できれば、そこで急激に記録密度が上がるものの、それは２のべき乗ではなく物理法則と歩留まりで決まった「実用化の限界値」なのです。

回答No.1

kamikazek

製品規格条件をクリアしてるかしてないかだけの話と思ってました。
実際、日本では売られてるかわかりませんが、
10Ｔ〔テラ〕あたりまでいってたような・・見間違いかな。
ただ、メモリとＨＤＤでは役割が違うので、
倍数で進化していくという解釈の仕方ははじめからしてませんでしたね。

容量はいくらでも増やせるが、一般的に長期使用して
事故の無い容量が規格として定められ、世界標準規格クリアして、世に出てくる、と。

しごくあたりまえ・ありきたり的意見ですいません。