ディスク関連の用語
理解のために小咄形式でまとめました。
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登場人物
- 太郎（後輩）：入社1年目の若手エンジニア。
- 花子（先輩）：システムエンジニア歴3年の先輩。
場面：オフィスの会議室
太郎が ディスク I/O に関するドキュメントを見ながら、花子に質問する。
太郎：「花子先輩、ディスク I/O について学んでいるんですが、 用語の定義 が多すぎて混乱しています…。基本的な用語を整理したいんですが、教えてもらえませんか？」
花子：「確かに、 ストレージやディスク I/O の話をするときは、 基本用語 を押さえておかないと話が進みにくいわね。じゃあ、 重要な用語 を順番に説明していくわ。」
用語の解説
花子：「ディスクに関連する 基本用語 は、 6つ あるわ。」
- 仮想ディスク（Virtual Disk）
- トランスポート（Transport）
- セクター（Sector）
- I/O（Input/Output）
- ディスクコマンド（Disk Command）
- スループット & 帯域幅（Throughput & Bandwidth）
1. 仮想ディスク（Virtual Disk）
花子：「まず 仮想ディスク だけど、これは エミュレートされたストレージデバイス のことよ。」
- 実際には複数のディスクや、単一ディスクの一部で構成される。
- OS からは
1つの物理ディスクのように見える。 - 仮想マシン（VM）やクラウド環境でよく使われる。
「例えば VMware や KVM の 仮想ディスクイメージ（VMDK, QCOW2） は、この 仮想ディスク の一例ね。」
太郎：「なるほど、 1台の物理マシンを複数の仮想マシンで共有する ときに使われるんですね！」
2. トランスポート（Transport）
花子：「トランスポート とは、 データ転送（I/O）やディスクコマンドのやり取り に使われる 物理バス のことよ。」
- 代表的な
ストレージトランスポートには以下がある：- SATA（シリアル ATA）: 一般的な HDD/SSD 向け
- SAS（シリアルアタッチド SCSI）: 高速 & エンタープライズ向け
- NVMe（PCIe 経由）: 高速 SSD 用の最新プロトコル
- iSCSI（Ethernet 経由）: ネットワークストレージ向け
太郎：「つまり、 ストレージと CPU がどうやって通信するか？ を決める仕組みですね！」
3. セクター（Sector）
花子：「セクター は ディスク上の最小のストレージ単位 のことよ。」
- 昔は 512 バイトが標準 だったが、最近は 4KB（4096バイト） が一般的。
-
4Kセクターは
先読み性能やエラー訂正に有利。 - HDD も SSD も 内部的には 4K 単位でデータを管理している。
太郎：「ってことは、 ファイルシステムのブロックサイズ も 4K にすると効率的 ってことですね！」
4. I/O（Input/Output）
花子：「I/O とは、 ディスクの読み書き のことよ。」
I/Oは、ディスクのリード（読み込み）とライト（書き込み）の操作。サイズやアドレスを指定して実行される。- I/O の
頻度（IOPS）やスループットがパフォーマンス指標になる。
太郎：「じゃあ、 1秒間にどれくらい I/O が発生しているか が IOPS なんですね！」
5. ディスクコマンド（Disk Command）
花子：「ディスクコマンド には データ転送 以外の 制御コマンド も含まれるの。」
リード/ライト（読み書き）は基本的なディスクコマンドキャッシュフラッシュ（sync）やSMART診断もディスクコマンド- ディスクには
特権コマンドもあり、ファームウェア更新や低レベルフォーマットができる
太郎：「ってことは、 ディスクの健康状態をチェックする smartctl も ディスクコマンド の一種なんですね！」
6. スループット & 帯域幅（Throughput & Bandwidth）
花子：「スループット と 帯域幅 は ディスク I/O の速度 を示す指標よ。」
- スループット（Throughput）: 実際に転送されたデータ量（bps, MB/s）
-
帯域幅（Bandwidth）: そのトランスポートが
理論上転送可能な最大速度
「例えば SATA3（6Gbps） なら 帯域幅は 600MB/s だけど、 実際のスループットは 550MB/s くらいなの。」
太郎：「理論値と実測値が違うのは、 プロトコルのオーバーヘッド があるからなんですね！」
花子：「これらの ディスク用語 を 宅配便の仕組み に例えると、こんな感じね。」
-
仮想ディスク →
宅配便の荷物ロッカー（実際には複数の荷物を管理している） -
トランスポート →
トラックやバイク便（データの運搬手段） -
セクター →
1つの荷物の最小単位（小包のサイズ） -
I/O →
荷物の受け取りや発送（データのやり取り） -
ディスクコマンド →
荷物の配送状況の問い合わせ（ディスクの制御） -
スループット & 帯域幅 →
1時間あたりの配送可能な荷物量（データ転送速度）
太郎：「なるほど！ トラックの最大積載量 と 実際の荷物の配送速度 が違うのと同じで、 帯域幅とスループット も違うんですね！」
まとめ
花子：「ディスク I/O を理解するには、 基本用語をしっかり押さえること が大事よ。特に I/O の概念 や スループットと帯域幅の違い は、パフォーマンス分析でもよく出てくるわ。」
太郎：「ありがとうございます！たしかに抑えておきたい用語ですね！」
参考リンク
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システムパフォーマンス関連記事は、以下の書籍を参考に記述しています。