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電子媒体とは?

この記事には独自研究が含まれているおそれがあります。問題箇所を検証し出典を追加して、記事の改善にご協力ください。議論はノートを参照してください。(2009年11月)
様々なタイプの電子記憶媒体
市販の記録メディア

電子媒体(でんしばいたい)の記事では、非電子的および電子的な、記録媒体について述べる。映像機器音響機器での映像音楽の記録再生や、電子計算機(コンピュータ)での情報処理に使用する記録媒体の総称。コンピュータで扱う情報については、記録内容は全てデジタルデータである、という特徴がある一方、映像機器音響機器においては、アナログ方式で記録再生されるものもある。かつては磁気テープ(ビデオテープコンパクトカセットなど)が主流であったが、近年はハードディスクドライブなど、ディスク形状のものが主流になりつつある、と認識している者がいるようだが、1956年にen:IBM 305 RAMACが誕生して以来、ディスクも同様に主流として使われている。

また、CD-ROMDVD-ROMBD-ROMなどは、全く物理的(機械的)に作られており、「電子」メディアと言うには無理がある。

目次

  • 1 種類
  • 2 用途
  • 3 構造
    • 3.1 テープタイプ
    • 3.2 ディスクタイプ
    • 3.3 メモリータイプ
  • 4 寿命
    • 4.1 保持期間
    • 4.2 書き込み・書き換えの上限
    • 4.3 読み込みの上限
    • 4.4 その他の要因
  • 5 弱点
    • 5.1 磁気テープ・磁気ディスク
    • 5.2 光ディスク
    • 5.3 光磁気ディスク
    • 5.4 半導体メモリ
  • 6 注
  • 7 関連項目

種類

電子、磁気(電磁気)、光、光磁気、半導体、などの技術や工学が使われている。いくつかの例を挙げる。

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用途

各種類の媒体の、技術的工学的特性、例えば容量や記録密度やレイテンシやスループット、さらには経済性(コストパフォーマンス)などにより、適した用途がある。いくつかの例について述べる。

磁気テープ
大容量のデータを安価に記録出来、かつ耐久性に優れているがランダムアクセスは出来ないため、大量の情報を記録する必要があるが頻繁には利用されない場合(企業における情報のバックアップなど)に用いられる。
アナログデータにも対応でき、データ容量の増加もテープ長を増やすという物理的対処で済んだため光学的記録媒体が進化するまではコストパフォーマンスの点で他の記録媒体よりも有利であった。
コンシューマー用途としては、FDが普及する以前に、コンパクトカセットコンピュータのデータ記録メディアとして活用されていた時代があった。コンパクトカセットについては、音楽録音用途では、現在でも広く用いられている。
FD
出現当初は、ドライブ機器が高価であったため普及していなかったが、PCの普及に伴い価格が下がり、急激に普及した。
8インチ、5インチ、3.5インチ等の種類があり、片面/両面記録や記録密度で更に区分された。
磁気テープと異なり、記録できる情報は少ないがランダムアクセスが可能である、という利点がある。一般的に、FDは1枚あたり1.2~1.4MBが記録可能である(両面HDフォーマットの場合)。
2000年代に入ると容量の少なさから徐々に使われなくなり、現在は各社が生産を中止するなど衰退傾向にある。
CD-ROM
FDと同様にランダムアクセスが可能で、生産性に優れていることから、ソフトウェアの販売パッケージは、ほとんどがCD-ROMに取ってかわられた。
現在使われているコンピュータシステムにおいて、CD-ROMを扱えないものはほとんどない。
CD-R
いったん書き込みを確定すると、後から上書きや改変が出来ないという特性があり、重要書類などの記録に用いられる事も少なくない。
また媒体価格が安価であるため、個人でPC内容をバックアップしたり、個人が少部数を電子出版したりする際にも、よく用いられる。
記録容量はCD-ROMと同じである。
CD-RW
CD-Rと違って、何度か書き換える事が出来るが、約1000回程度の書き換えで媒体寿命を迎える。
記録容量はCD-ROMと同じである。
DVD-ROM
CD-ROMとほぼ同じ使い勝手でありながら、CD-ROMの6倍強の約4.7GBの大容量データを記録出来る。
DVD-R
CD-Rと同様に、いったん書き込みを確定すると、後から上書きや改変が出来ない。
記録容量は種類により異なるが、DVD-ROMとほぼ同じと考えて良い。
DVD-RW
DVD-Rと違って、何度でも書き換える事が出来るが、約1000回程度の書き換えで媒体寿命を迎える。
記録容量は種類により異なるが、DVD-ROMとほぼ同じと考えて良い。
DVD-RAM
FDと同じような使い勝手でPC上のファイルを書き込んだり、専用のDVDレコーダーを用いて動画・音声を記録するのに用いる。
10万回の書き換えに耐えるとされる。また、他の書き換え媒体と異なり、両面媒体が存在する。
記録容量は種類により異なるが、片面当たりはDVD-ROMとほぼ同じと考えて良い。
BD
ホームシアターなどの映像フォーマットでの使用が主である。
LD
主に映像を記録するディスクで、その用途はほとんどDVDと変わりない。但し、家庭で録画することができない点がDVDと異なる。他に、レーザーディスクカラオケ等に利用されていた。
光磁気ディスク (MO)
FDと同じような使い勝手でPC上のファイルを保存するのに用いる。
1000万回の書き換えに耐えるとされる。また、カートリッジに保護されることで傷、埃にも強い。その耐久性を生かし、主に長期保存に用いられる。
128MBから2.3GBまで6種類の記録容量が用意されており、用途に合わせて選べる。将来的には5GBも用意される予定になっている。
メモリーカード
半導体メモリー(フラッシュメモリ)を使うため、可動部がなく一般的には低消費電力である。しかし、ビットあたりの単価が高価。
比較的小容量でよいデジタルカメラ携帯電話のデータメディアとして、普及している。
高価でも受入れられる業務用の分野では松下電器産業の放送業務用カムコーダの映像記録メディアとしても使われている。
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構造

テープタイプ

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ディスクタイプ

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メモリータイプ

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寿命

いくつかの観点からの、寿命について述べる。主として記録された情報についての観点と、媒体自体についての観点がある。

保持期間

一般に、データを保持できる期間は有限である。読み込みや書き込み処理を行わずとも経年により媒体は劣化していき、やがては記録したデータが消失したり、正常に読み出せなくなる。例えば、CD-RやDVD-Rは色素が退色すると反射率が狂う。磁気テープやFDなどは磁力が薄れていく。フラッシュメモリはフローティングゲートに捕捉した電子を維持できなくなる。

書き込み・書き換えの上限

書き換え可能な媒体であっても、無限に書き換えられるものではなく、書き換え回数(書き換えサイクル)は有限である。読み書きを繰り返していくうちに媒体にダメージが蓄積されていき、徐々に劣化していく。蓄積されるダメージは、摩擦による摩耗であったり、磁性の消失、レーザー光による熱、電圧など媒体により様々である。

CD-RWやDVD-RWは基本的に全体を書き換える(書き込み時はシーケンシャルアクセスである)ため、1000回ほど書き換えると寿命になる。それ以外では基本的に1セクタあたりの書き換え回数であり、すべてのセクタを使っているのでもなければ、簡単には書き換え回数の寿命に達することはない。さらに磁気テープや一部のフラッシュメモリを除き、同じデータでも毎回記録位置を変えることで更なる延命を行っているため、書き換えサイクルの寿命の前に媒体の寿命が尽きる場合もある。

媒体別の書き換えサイクルとして、書き込みが特定ブロックに集中しないように対策されていないフラッシュメモリでは数百回、次いでCD-RW/DVD±RWの1000回、磁気テープ、BD-RE/UDO/PDDの1万回、DVD-RAM/GIGAMO/一部フラッシュメモリの10万回、Phase-change Dualの50万回、磁気ディスク/一部フラッシュメモリ/業務用GIGAMOの100万回、MOの1000万回となっている。

読み込みの上限

読み込み回数(読み込みサイクル)も基本的に有限である。通常、読み込み時にも媒体は劣化していくが、書き換え時ほどの劣化はなく、無視できるものと考えてよいだろう。

その他の要因

これ以外にもドライブの寿命もある。ドライブ単体での寿命は勿論であるが、その規格を読み書きできる製品がこの世に存在しなくなると、媒体としても寿命と言える。製品を復活生産するという方法もあるが、多額の費用がかかるため、よほどの重要データでない限り、費用をかけて復活させることが見合わないと予想される。さらに、最近のCADを駆使した設計を考慮すると、その製品の設計情報を収録した媒体の読み出しが出来ない状態も、あり得ないわけではない。ハードディスクドライブやフラッシュメモリ系の機器(USBメモリ、SDメモリーカードなど)は、ドライブと媒体が一体となっていて切り離すことができない構成のものがほとんどであり、ドライブ側が故障した場合は即、媒体も使用不能となる。

数世紀~数万年といった超長期間の保存媒体としては、石板、木簡、紙、レコードといった、古典的な物の方が安全である。太陽系外に出る探査機に積まれたメッセージは、いつ回収されるか分からないこともあり、パイオニアでは記号的なイラストを刻み込んだ金属板、ボイジャーでは音溝が刻まれたアナログレコード盤などといったもので、このような発想の類似である。(なお、ニュー・ホライズンズにはCD-ROMが積まれた)

弱点

大抵の記憶媒体は、採用する記録方式や使用素材などにより、特有の弱点を持ち合わせている。誤った使用や保管をすると、媒体寿命を極端に縮めてしまうことがある。媒体にとって弱点となる環境下に放置せず、適切な使用や保管をすることで、媒体寿命を延ばすことができる。

媒体によって向く使用用途、向かない使用用途もあるので、これを考慮して媒体を使い分けることも必要になる場合もある。

磁気テープ・磁気ディスク

フロッピーディスク、ハードディスクなどが該当する。磁気、埃、汚れに弱い。当然ながら磁気に大変弱いため、磁石を密接させれば簡単に壊れてしまう。また構造上、記録面になどの異物や汚れが付着すると正常に読み取れなくなってしまう場合が多く、埃が被るような場所に放置すると数年と持たずに記録内容が壊れる(フロッピーディスクの場合、現在最も使われている3.5インチディスクはプラスチックのケースに入っているが、初期(5インチ・8インチ)の物は紙のケースに入っており、シャッターも無いために非常に破損しやすかった)。樹脂製ディスクやテープは、熱や湿気、紫外線の影響も受けやすく、変形を招いたり、カビが生えたりして使い物にならなくなる場合もある。

テープ媒体特有の弱点としては、たるみ調整が正常でなかったり、ピンチローラーなどが汚れていたりすると、巻き込み事故が起こる場合がある。

光ディスク

レーザーディスク、コンパクトディスク、DVDなどが該当する。熱、湿気、紫外線に弱い。現在広く使われている基盤素材はポリカーボネートだが、熱や湿気の影響を受け劣化する。過去に基盤素材として広く使われたアクリルは、より湿気を嫌う(基盤にガラスを使うものは理論上1000年以上の寿命がある)。有機色素を使うCD-RやDVD-Rなどは、紫外線の影響を受けやすい。紫外線への耐性は使用する有機色素の種類や製造時の品質によってまちまちだが、積極的に紫外線に晒される場所に放置すると数年と持たずに寿命が尽きる。磁気ディスクに比べ埃や汚れの影響を受けにくく、多少の傷ならば特に問題なく使えるが、ディスクが剥き出しのものはカートリッジタイプよりも汚れやすく傷つきやすいことに注意。

光磁気ディスク

カートリッジに収められ、磁気や紫外線の影響も受けにくく、他のどの媒体よりも耐久性があるとされるが、ドライブにプリズムを使用している関係上、埃の多い場所でドライブを使い続けるとドライブの故障に陥りやすい。

半導体メモリ

フラッシュメモリを使ったUSBメモリやFlash SSD、各種メモリーカード(SDメモリーカード、コンパクトフラッシュなど)が該当する。テープメディアやディスクメディアと異なり完全な電子機器であるので、電気系のトラブル(接続や切断時の電気ショック、静電気、ショート、落雷など)に弱く、場合によっては故障する虞がある。構造上の問題から、特定ブロックへの書き込み集中を回避する構造を持たないタイプは書き込みに対する耐性が極端に低く、回避する構造を持つタイプでも磁気ディスクのそれには及ばないものが大半である。したがって極端に書き換え頻度の高い使用をすると、数年と持たずに寿命が尽きる。

  1. ^ 記事名が適切でないのは日本語版ウィキペディアではむしろ多数派であり、説明は不要だろう

関連項目

補助記憶装置
紙など | 

磁気 | 
  • 磁気テープ
  • 磁気バブル
  • 磁気コアメモリ
  • 磁気ドラムメモリ
  • 磁気ディスク

  • 光学 | 
  • 光ディスク
  • 光磁気ディスク

  • 半導体メモリ | 
  • 不揮発性メモリ
  • フラッシュメモリ

  • 関連項目 | 
  • ディスクドライブ
  • ディスクメディア
  • 主記憶装置
  • リムーバブルメディア
  • シーケンシャルアクセス
  • ランダムアクセス


  • ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
    出典:wikipedia
    2019/09/16 23:24

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