東芝HG5d、ガベージコレクション(garbage collection; GC)の観測。デフラグ論争の終結

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    JUGEMテーマ:コンピュータ
    東芝HG5d SSD TUBO BOOST
     東芝SSD HG5d採用 CFD販売のSSD S6TNHG5Qシリーズにおいてガベージコレクション(GC)の観測を成功した。
    これにおいてSSDにデフラグは必要か?、不要か?の結論がジャッジできる。

     
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    1.SSDのガベージコレクタを初観測
     SSDは使っているうちにどんどん遅くなる。これはSSD固有の問題だ。
    これを防ぐためにはデフラグが必須となる。HDDのデフラグが断片化したファイルを一箇所にまとめるのに対し、SSDが必要としているデフラグは空き領域をブロックというSSD固有のアクセス単位にまとめる必要がある。
    ※ブロックとはSSDのフラッシュメモリを消去する時の単位。は512KBあるいはそのn倍が多い。

    SSDはデフラグは不要」という意見はSSDの内部構造を知らない人の勘違いだ。
    フラッシュにはブロックという単位がある事を知らない人の勘違いだろう。
    最新のSSDほど筐体内部にガベージコレクタというデフラグ機能を実装しこの問題を解決を試みている。
    HG5dにおいてこのガベージコレクタの観測と計測に成功した。



    Windowsのアクセスの50%は4KB単位の読み書きと言われている。
    SSD内部の一番自然なアクセス単位は多くは512KBのブロックだ。4KB<->512KBの不整合がSSD内部に貝殻の沢山付着した船底のようになっていく。

    SSDの問題点は上書きWriteが極端に遅いことである。上書きWriteが出来ないと言いなおして良い!
    上書きが起きたとき、1ブロック(512KB×n)を一度全部消去しないと書き込みできない。




    つまり4KBの書き込みが発生した時、.屮蹈奪をバックアップする。▲屮蹈奪を一括消去する。書き込みたい4KBとあわせて一括で書き込む手順が必要になる(´・ω・`)
    それはそれは盛大にプチフリが起きるのも無理は無い。


    ■ガベージコレクションとは?・・・


    実も蓋もない言い方をすれば、SSD内部に組み込んだ自動デフラグ装置だ。
    ガベージコレクション(ゴミ集め)という直訳のとおりだ。SSD内部のゴミ集めを行う。
    転じてSSD内部の有効スペースを整理整頓するという意味になる。
    ガベージコレクションとはSSD専用のデフラグ機能と理解してよい

    SSDが採用する記憶素子フラッシュメモリは、1回だけ書き込む事は出来るが、2回目、同じところに上書きをする場合、ブロック単位で全消去しないと書き込みできないという問題がある。
    このため上書きが発生すると


    ガベージコレクションとはこのように、書き込みたいブロックにある他のデータを異なるブロックに引越しさせる機能だ。
    Windwosのアクセス単位4KB<->ブロック間の不整合を埋める働きをする。

    このガベージコレクションは従来より言われているが筆者が具体的に観測した例を知らない。
    SSD検証用ソフト「スペースデデフラグ」においてSSD本体への電源供給のON/OFFを引き金に回復する事例を漠然とガベージコレクションの作用だろうと漠然と理解していた程度だ。

    表題の件はまず、次のURLにて検証された。
    らいっちのPC奮闘記・・・東芝HG5dの512GBの書き込みを検証

     事実上、上記の記事が民間における初の具体的な観測だと思う。


    2.追試★SSD TURBO BOOSTなしのプレーンな状態での効果


    [クリックで拡大]

    ラボではスペースデデフラグというディスク内部の空き領域の断片化ソフトを配布している。
    このソフトを使いHG5d CSSD-S6T128NHG5Qを断片化し測定した。
    スペースデデフラグの設定は要点は2つ、次の通りにした。
    •  ディスクの空き領域の大きさはゼロ〜512KBとした。
    •  ディスクの空き領域は12GBつまり、ディスク全体の約10%とした。
    開き領域をゼロ〜512KBとしたのはブロックサイズを意識している。全てのブロックが満遍なく断片化させるためだ。


    [クリックで拡大]

    128GBで30分くらいで断片化が終わる。


    [クリックで拡大]

    これはMyDefragブースター・Premiumeでデフラグを掛けているところを掲載する。
    デフラグ時、このように断片化しているのが判る。黒いところがディスクの空き領域だ。
    ディスク全域にゴマ塩になっているのが判る。

    2.1. HD Tune Proによるスコア
    HD Tune Proにおけるスコアを上げる。ゲージの数字は高いほうど性能が良い。

    ■初期値

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    このスコアが全ての物差しになる。

    ■スペースデデフラグを掛けた直後

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    リードが大幅に遅くなっているのが判る。

    ■スペースデデフラグを掛けた後、約3時間経過後のスコア
    ※PCのスリープはOFFのこと、注意。


    [クリックで拡大]

    ほとんど元に戻っているのが判る。
    以上より次の事が言える。
    1. 普通のデータディスク、システムディスクとして使用する場合、ガベージコレクタが作動し、SSD内部でデフラグが作動して速度劣化は起きない。劣化が起きても通電しておけば回復する。
    2. 別件のテストでの結果だが、4KBでビッチリ断片化している場合、GCでは吸収しきれない。この場合はデフラグを掛けた方が良い。。。ただし、このような事態は稀でまずないと思う。
     
    3.SSD TURBO BOOST(プチフリバスターのOEM版)前回での効果

    S6TNHG5Qシリーズに標準バンドルしている高速化ソフトSSD TURBO BOOST(プチフリバスターのOEM版)を入れて効果を見る。
     
     CPU インテルCeleron G460 1.8GHz
    マザーボード ASUSP8H77-V+メモリ16GB
    OS Windows7 HomePremiume
    SSD TURBO BOOST メモリ4GBを振る

    ■初期値

    [クリックで拡大]

    これはSSDがフォーマット直後でまっさらな状態だ。
    いわばベストコンディションと言える。
    キャッシュが効き性能が大幅にブーストしている。

    ■スペースデデフラグを掛けた直後

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    ■スペースデデフラグを掛けた後、約3時間経過後のスコア
    ※PCのスリープはOFFのこと、注意。



    ■さらにMyDefragブースター・Premiumeを掛けた後のスコア

    [クリックで拡大]

    MyDefragブースター・Premiumeを掛けることにより下段のReadのスコアがさらに上昇している。
    プレーンな状態ではHDD Tune Proでは観測できるほどの差はでないがSSD TURBO BOOSTで加圧するとこのように最適化の効果が観測できた。MyDefragブースター・Premiumeはたまにかければ良いだろう。


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