今やHDDより頑丈な「SSDの寿命」と耐久性の凄さ

SSDは黎明期に「プチフリーズ」「突然死」などが頻発したため、HDDと比較して壊れやすいストレージという印象を抱かれている（最近はそうでもないが）。

しかし、実際のところは非常に壊れにくい。今やSSDは、HDDを超える耐久性と寿命を持つストレージ。本記事は「SSDの寿命」を分かりやすく解説してみる。

「TBW」がSSDの寿命を示す指標

SSDは非常にシンプルな構造を持つストレージです。SSDの心臓部である「コントローラ」、性能を高速化する「DRAMキャッシュ」、そしてデータを書き込む「NANDフラッシュ」の3つで構成される。

SSDは「NANDフラッシュ」にデータを書き込んでいるわけですが、このNANDは仕組み上「書き込める量に上限が存在」します。書き込めなくなったら、SSDは機能を喪失してしまう。

「TBW」は 電池の残量と似ている

そして現在、マトモなメーカーならSSDの書き込み可能量を「TBW」（Terabytes Written）という指標で示すことになっているので、TBWを見ることで寿命が分かる。

たとえば筆者が愛用しているSamsung 860 EVOの場合、500GB版のTBWは「300 TB」です。つまり、SSDの容量の600倍にあたるデータを書き込まないと壊れない…という意味。

「TBW」が尽きるとどうなるのか？

TBWが寿命ってことは分かったけど、尽きるとどうなるの？

困ったことに、高い確率で動作します。

「そもそも600TBも書き込むなんて、あまりにも非現実的だ。」というもっともなツッコミは置いておいて、仮にTBWを使い切れたとして何が起こるのかを解説しますね。

• 書き込みが出来なくなる（読み出しのみ）
• 不良ブロックの増加
• それに伴うデータ保持エラーの頻発
• （システムの場合）起動できなくなる…かも

TBWが尽きたら、起きるとされる不具合は以上の通り。なぜTBWが切れると以上のような「症状」が発生するのか、なるべく分かりやすく解説しますね。

1. 書き込みが出来なくなる

TBWとは「書き込めるデータ量」ですから、「尽きる = もう書き込めない」ということです。

だから、TBWが尽きたSSDから他のストレージへデータの移動（読み出し）は出来ても、他のストレージからTBWが尽きたSSDへの移動（書き込み）は出来ません。

要するにTBWが尽きたとしても、データの読み出し自体は可能なので「重要なデータだけでも引っ越し」は可能※。とはいえ、あくまでも理屈上の話なので、TBWが尽きる前にバックアップを取りましょう。

※後述するデータ保持エラーで、その重要データが破損したら不可能なので注意。運良くデータが生き残っていればの話です。

2. 不良ブロックの増加やデータ保持エラー

NANDフラッシュは書き込めば書き込むほど、データ化け（ビット化け）の発生確率が上昇する性質がある。そのため、TBWが尽きるほどに書き込んだ状態では、エラー発生率はかなり高くなります。

データ化けが発生するとどうなるか。筆者が壊れたUSBメモリーで試したところでは、保存したはずのファイルが開けなかったり、USBからコピーした画像がモザイクだらけになっていたり…。

要するにファイルが破損する。動作自体はするけれど、ストレージとしての信頼性は著しく低下した状態になると考えてくれれば良い。

ちなみに、ビットエラーが起こるとSSDのコントローラが「ECC」という機能を使って訂正してくれるが、訂正し切れない場合は「不良ブロック」として処理されます。

処理されたブロックは「予備領域」から補填されるけれど、いずれは予備領域も底をつく。そうなれば、不良ブロックが延々と増え続け、少しずつデータが蝕まれていくことに。

要約すると、TBWが尽きたSSDは「脳腫瘍で少しずつ記憶を失っていく脳みそ」とイメージしてください。いきなりぶっ壊れることは稀だけど、信頼性は低下していくのです。

3. システムの場合、起動できなくなるかも

Windowsは基本的に読み出しだけで起動しているため、TBWが尽きたからと言ってすぐに起動できなくなる可能性は高くない。

しかし、先まで解説した通り「データ保持エラー」が発生しやすくなるため、運悪くWindowsが保存されているデータに修正不可能なエラーが発生したらアウトです。

まとめ：TBWが尽きてもすぐに壊れない

というわけで、TBWが仮に尽きたとしても、SSDがすぐに壊れるわけではない。

データ化けの頻発で不良ブロックが急増し、少しずつデータが破損していくので可能な限り速くバックアップを取ることが重要。もちろん、TBWが尽きる前に交換がベストですよ。

【参考】実際に、TBW以上に書き込むとSSDはどうなる？

少し古いデータですが、実際にSSDに対して過酷な書き込みを行い、SSDのTBW（公称値）が尽きた後にどうなってしまうのか。を検証したレポートがある。

かなり興味深いので、ちょっとだけ紹介します。

「Samsung 840 Pro」のTBWは公称値で73TBです

Samsung 840 Proは、比較的耐久性に優れている「MLC NAND（別名：2-bit cell）」※を採用するSSDですが、TBWは公称値でわずか73TBしか無い。

それでも、実際に不良ブロックが増加するのは書き込みが600TBを超えたあたりです。公称値の8倍に相当する書き込みを行って、ようやくSSDとしての機能を喪失し始めたことになる。

「TBWが尽きてもすぐに壊れるわけではない。」の分かりやすい実例だね。

ただし、840 ProはMLC NANDを採用するハイエンド向けSSDなので、コントローラのECCが強力かつ予備領域が多めに確保されていたから8倍もの書き込みに耐えた可能性はあります。

この結果を見て「TBW切れてもすぐに壊れないから、切れてから新品買ってきてバックアップ取ればいいや。」など、悠長な対処は取らないほうが良いでしょう…。

※ 最近の一般向けSSDの多くは「TLC NAND（3-bit）」採用です。「MLC NAND（2-bit）」はTLCよりも、書き換え可能回数が数倍も多い。

SSDの寿命「TBW」を確認する方法

TBWが尽きるかどうか、どうやってチェックしたらいいの？

実は超カンタンです。

スマホのバッテリー残量ゲージのように、SSDの「TBW残量」もフリーソフトを使うことでカンタンに確認できます。

Crystal Disk InfoでTBW残量をチェック

フリーソフト「Crystal Disk Info」

1. 通常版
2. 「雫」版
3. 「暮井 慧」版

2018年の時点で3つのバージョンがありますが、デザインが違うだけで機能は同じなので、好きなバージョンのCrystal Disk InfoをインストールすればOK。

さっそく起動して、確認したいSSDを選びます。すると「総書込量（ホスト）」というステータスが表示されているはずです。

筆者が使っている「Samsung 750 EVO」の場合、既に25790GB（約25.2TB）ほど書き込みを行っていると、表示されていますね。

Samsung 750 EVO（250GB）のTBWは、公称値で「70TB」です。つまり、残りTBWは44.8TBという計算になる。余裕があるように感じるが、これだけでは実態が分かりません。

SSDの使用時間を確認してみよう。約12500時間と表示されている。

総書込量と使用時間から、残りの寿命を計算できます。筆者の750 EVOは1日あたり約50GBほど書き込んでいるので、残りのTBWを使い切るのに約926日（2年と6ヶ月）掛かる計算に。

TBWが70TBのSSDなら、何とか使い切れそうだ。

ゲーム用のSSDでは寿命はもっと伸びる

先の例はシステムドライブ（C:）の実例でした。次は、筆者がゲーム用に使っているSSDの実例も確認してみよう。

総書き込み量は1090GBで、使用時間は5762時間でした。では、同じ要領で残りの寿命を推測してみる。

驚くことに、今のペースでは残りのTBWを使い切るのに約18000日も掛かる計算になった。年に換算すると、約48年と9ヶ月。ゲームは読み出しが中心なので、TBWを消費しづらいことが分かった。

現代のSSDは計算上の寿命がザラに数年を超える

ハッキリ言って、Samsung 750 EVOもCrucial MX300も古いSSDです。現在主流のSSDは更にTBWが伸びている上、コントローラも進化している。

まず、筆者のように1日50GBというハードな使い方を想定して寿命を計算してみた。Samsung 860 EVOだと、このような過酷な使い方でも8年を要する計算になる。

まぁ8年くらいなら、まだ現実的な寿命だと感じます。

次はゲーミングを想定した場合の寿命。Samsung 860 EVOで計算すると、なんと90年を超える計算になってしまった。ゲーム程度の使い方でTBWを使い切るのは非常に難しい。

通電しないと「データが蒸発」は本当か

SSDの寿命についてここまで解説してきた。まとめに行きたいところだが、ここでSSDの信頼性に関わる「データの蒸発」について、一応解説しておきたい。

特に、「通電しなければデータが消える」といった類の話は、割りとよく聞く話です。

残念ながら正常なSSDでは滅多に起こらない

米国の半導体技術協会（JEDEC）が、SSDの製品規格を策定しています。その中に、データの保持期間に関する策定（ルール）がある。

「JEDEC SSD Specifications Explained Alvin Cox」より

それがこの表です。

これはTBWをほとんど使い切ったSSDを前提にした規格で、見ての通り「非通電状態で気温30℃、通電時の動作温度が40℃なら、データは最低でも52週間は保持されること」と、決まっています。

つまり、壊れかけのSSDでもデータが破損しないように、メーカーはSSDに余裕を持たせて作らなければならない。TBWが余っている正常なSSDなら、なおさらデータの蒸発は稀でしょう。

2008年にIntelとMicronの社員によって執筆された文献※でも、TBWを派手に使い切った状態のSSDを1年以上放置すると、データ化けの発生率が大幅に上昇することが判明している。

つまり、正常なSSDを使っていれば、滅多にお目にかかれないレア現象です。

※Bit error rate in NAND Flash memories / 2008 IEEE International Reliability Physics Symposium より

まとめ「SSDの寿命は長い」

SSDの寿命について、解説をまとめる。

• SSDの寿命を示す指標は「TBW」
• 普通の使い方では「数年～数十年」掛かる
• TBWが尽きてもすぐには壊れない
• TBWが尽きると「データ保持エラー」が頻発
• 正常なSSDでは「データの蒸発」は都市伝説級

というわけで、理論上SSDは極めて壊れにくいストレージです。

NANDフラッシュの寿命である「TBW」は、ハードな使い方でも数年。普通の使い方なら、TBWが底をつくのに軽く10年を超える年月が必要になる。

NAND以外の部品は大丈夫？

SSDコントローラは一種のプロセッサ（CPU）なので、これも壊れにくい。DRAMキャッシュはメモリーと同じなので、これも故障する可能性は極めて低い。

もっとも壊れる可能性が高いのはインターフェイスと基板。しかし、SATAやM.2の抜き挿しを繰り返すような使い方は普通はしないので、よほど雑な挿し方をしない限りは大丈夫でしょう。

基板に関しても、SATA SSDはケースに密閉されているのでホコリの影響を受けないし、電解コンデンサなど壊れやすいコンポーネントが実装されていないため、少なくとも5～7年以上になる。

ただし、半導体は熱で寿命が増減するので、発熱の高いNVMe SSDを使う場合はヒートシンクを取り付けたり、スポットクーラーでエアフローを与えるなど。適切に冷却する必要はあります。

• NANDフラッシュ：TBWは簡単に使い切れない
• SSDコントローラ：プロセッサの一種なので故障は稀
• DRAMキャッシュ：メモリなので故障は稀
• インターフェイス：頻繁に抜き挿ししなければ大丈夫
• 基板：シンプルな基板なので数年単位（普通に使っていれば）
• HDDと違って「動的な部品」が一切ない

2018年現在において、SSDはHDD以上に壊れにくいストレージと言える。参考までに筆者が運用しているSSDを以下にまとめておく。

1. CSSD-S6T128NHG6Q：2014年6月（OS用・運用中）
2. Samsung 850 EVO：2015年12月（OS用・運用中）
3. Samsung 750 EVO：2016年6月（ゲーム用・運用中）
4. PNY SSD7CS1311-120-RB：2016年8月（ゲーム用・運用中）
5. Samsung 750 EVO：2016年9月（ゲーム用・運用中）
6. Crucial MX300：2017年3月（OS用・運用中）
7. Sandisk PLUS：2017年3月（OS用・運用中）
8. Transcend TS240GSSD220S：2017年4月（OS用・運用中）
9. Samsung 850 EVO：2017年5月（OS用・運用中）
10. DREVO X1：2017年8月（OS用・運用中）
11. Samsung 960 Pro：2018年2月（OS用・運用中）
12. Samsung 960 Pro：2018年2月（作業フォルダ用・運用中）
13. Crucial MX500：2018年3月（OS用・運用中）
14. Samsung 860 EVO：2018年4月（OS用・運用中）
15. Micron 1100：2018年7月（ゲーム用・運用中）
16. Samsung 860 EVO：2018年8月（OS用・運用中）

※ 太字は該当するSSDのレビュー記事へリンクしています。

筆者は10台以上のSSDを運用しているが、1台も故障したことはないし、初期不良に遭遇したこともない。SSDは本当に驚くほど壊れないです。

保証期間中に壊れる確率は極めて低い。

保証期間が「永久」にならない理由

「そこまで頑丈なら、なぜメーカーは保証を永久にしないのか？」という疑問が湧いてくるが、これはひとえに「人によってTBWの消費ペースが違うから」に尽きる。

筆者のように1日50GBも書き込むハードユーザーがいれば、1日に3～5GB程度しか書き込まないゲーマーだっています。動画クリエイターのように日常的に100GB以上を書き込む人もいる。

TBWという有限の寿命がある以上、「永久保証」は出来ないわけですね。メモリーが永久保証なのはTBWという概念などは無く、普通の使い方で壊すのはほぼ不可能だからです。

依然としてデータ保存にはHDDが向いている

最後に…、SSDは確かに頑丈ですが「データを長期間に渡って、大量に保存する」という用途においては、依然としてHDDに勝てません。理由は以下の通り。

• GBあたりの容量単価はHDDの方が遥かに安い
• 安いので「RAID 6」といったゴリ押しを使いやすい
• 安いのでバックアップ用のHDDを用意しやすい
• TBWが無いので運が良ければHDDもかなり長く使える

やっぱり安いのが強い。今後、SSDは「QLC NAND」の導入により安価になるけれど、それでもHDDにはまだまだ届かない。

安価なので、SSDを使うよりもコスパよく「高い信頼性」を実現できます。たとえば、4TB SSDでRAID 6を組むのと、4TB HDDで同じことをするのでは総額が7～8倍も違う。

SSDは「システム、ゲーミング、作業フォルダ」として有能で、HDDは「データの長期維持、大量保存」に最適。2018年になっても、まだこの関係は変わっていない。

以上「実はHDDより頑丈だよ。SSDの耐久性と寿命のすごさ」について、詳しく解説してみました。本記事で「普通に使っていれば滅多に壊れない」という認知が広がれば幸いです。

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