データ・ストレージとは？ 完全ガイド

データ・ストレージとは、デジタル情報を保存し、後の検索や使用のために保持するプロセスのことです。これにより、コンピュータやその他のデバイスが構造化された方法でデータを保持し、アクセスすることが可能になり、シームレスなデータ管理と処理が容易になります。

コンピュータにおけるデータ・ストレージを理解する

コンピュータは、プライマリ・ストレージとセカンダリ・ストレージに分類されるさまざまなデータ・ストレージ方法を使用します。ランダム・アクセス・メモリ（RAM）などのプライマリ・ストレージは揮発性が高く、CPU がアクティブに使用するデータへの高速アクセスを提供します。急速に廃止されつつあるハードディスク・ドライブ（HDD）やソリッドステート・ドライブ（SSD）などのセカンダリ・ストレージは不揮発性で、長期的なデータ保持を可能にします。

プライマリ・ストレージとセカンダリ・ストレージの比較

プライマリ・ストレージは、揮発性で一時的なもので、CPU から直接アクセスします。セカンダリ・ストレージは不揮発性、永続的で、コンピュータの電源がオフの場合でもデータを保持します。

データ・ストレージの仕組み

データ・ストレージには、デジタル情報をストレージ・メディアに格納するための物理的な形式にエンコードすることが含まれます。これらのメディアは、バイナリ・データ（0 と 1）を磁気や電荷として保存します。

データ・ストレージには主に 3 つのタイプがあります。

• ファイル・ストレージ：データをファイルやフォルダに整理し、パーソナル・コンピュータやサーバーで使用し、データ管理を容易にします。
• ブロック・ストレージ:固定サイズのブロックにデータをスライスし、エンタープライズ・レベルのストレージ・システムにおいて一般的です。
• オブジェクト・ストレージ：データを一意の識別子を持つオブジェクトとして保存し、クラウドベースのストレージや Web アプリケーションに最適です。

データ・ストレージ・メディアには、主に 6 つのタイプがあります。

• 磁気プラッタを使用してデータを保存する磁気ストレージは、HDD によく見られます。
• テープ・ストレージは、磁気テープを使用して手頃な価格で長期的なデータ保持を可能にし、バックアップによく使用されます。
• ソリッドステート・ストレージやフラッシュ・ストレージは、高速アクセスと信頼性向上のために NAND フラッシュ・メモリを採用しており、SSD に搭載されています。
• ハイブリッド・ストレージは、HDD と SSD を組み合わせてコストと性能を最適化します。
• 光ストレージは、レーザーを使用して、CD、DVD、ブルーレイ・ディスクなどの光ディスク上のデータの読み取りと書き込みを行います。
• クラウド・ストレージは、インターネットを介してデータセンターにリモート・アクセスし、スケーラビリティと柔軟性を向上させます。

全てのストレージ・メディアが同じように作成されるわけではありません。オールフラッシュ・データセンターの登場が、回転ディスクの終焉を意味する理由をご覧ください。>>

データセンターは、さまざまなストレージ構成を使用して、次のような多様なニーズに対応します。

• 直接接続型ストレージ（DAS）：ストレージをサーバーやコンピュータに直接接続するもので、ローカル・アプリケーションに適しています。
• ネットワーク接続型ストレージ（NAS）：ネットワーク上で共有ストレージを提供し、複数のデバイスでデータにアクセスできるようにします。
• ストレージ・エリア・ネットワーク（SAN）：ネットワーク化されたデバイス専用の高性能ストレージを提供し、企業で一般的に使用されています。

データの整合性、アクセシビリティ、セキュリティを維持するためには、適切なストレージ・ソリューションの選択が不可欠です。コンピュータ・ネットワークにおけるデータ・ストレージの比較において、性能、容量、スケーラビリティ、コスト、信頼性、耐久性といった重要な要因について見ていきましょう。

データ・ストレージの性能と速度

データ・ストレージの性能と速度は、コンピュータ・ネットワークの全体的な効率性に直接影響を与える重要な要素です。ストレージ・ソリューションの高速化により、データへのアクセスと取得の高速化、遅延の低減、ユーザー・エクスペリエンスの向上が可能になります。ストレージ技術にはさまざまな種類があり、それぞれに独自の性能特性があります。

SSD：SSD は、NAND フラッシュ・メモリを使用する非機械的なストレージ・デバイスであり、従来の HDD と比較して大幅に高速な読み取り／書き込み速度を提供します。データベースや仮想マシンなどの高速データアクセスを必要とするアプリケーションに最適です。

HDD：HDD は、回転ディスクと磁気ストレージを使用してデータを保存します。SSD よりも低速ですが、大量のデータを保存するためのコスト効率が高く、高速アクセスを必要としないアプリケーションに適しています。

NAS：NAS デバイスは、ネットワーク上で一元化されたデータ・ストレージとファイル共有機能を提供します。NAS システムの性能は、ドライブ速度、ネットワーク帯域幅、RAID 構成などの要素によって異なります。

SAN：SAN は、ストレージ・デバイスをサーバーに接続する専用の高速ネットワークです。エンタープライズ・レベルのアプリケーションに優れた性能を提供し、データセンターで一般的に使用されています。

データ・ストレージにおける容量とスケーラビリティが重要な理由

データが急激に増大し続けるなか、十分なストレージ容量とスケーラビリティがコンピュータ・ネットワークにとって欠かせません。ストレージ・ソリューションは、現在のデータ・ボリュームに対応し、データ要件の増加に応じてシームレスな拡張を可能にする必要があります。

容量：ストレージ容量とは、ストレージ・デバイスが保持できるデータの最大量をさします。現在や将来のデータ・ニーズに対応するために、十分な容量を備えたソリューションを選択することが不可欠です。

拡張性：スケーラブルなストレージ・ソリューションは、増大する需要に対応するために容易に拡張やアップグレードができます。例えば、クラウドベースのストレージ・サービスは、ユーザーが必要に応じて追加のストレージ・スペースを購入できるため、実質的に無限のスケーラビリティを提供します。

データ・ストレージの最も安価な形式

コストは、データ・ストレージ・インフラの最適化を求める組織にとって重要な考慮事項です。データ・ストレージの最も安価な形式は、組織のニーズ、規模、予算などの要因によって異なる場合があります。

コスト効果の高いストレージ・オプションには、次のようなものがあります。

クラウド・ストレージ：クラウド・ストレージ・プロバイダは、従量課金制のモデルを提供し、使用するストレージに対してのみ支払うことができます。これにより、初期コストを削減し、スケーラビリティを容易にします。

HDD：HDD は、一般的に SSD よりも手頃な価格であるため、大規模なデータ・ストレージのためのコスト効率の高いオプションとなります。

テープ・ストレージ：テープ・ストレージの普及は低迷していますが、低消費電力と耐久性により、長期的なデータ・アーカイブのためのコスト効率の高いソリューションとなっています。

低コストとコスト効率：安価なデータ・ストレージは、長期的には必ずしも最も費用対効果が高いとは限らない点に留意することが重要です。フラッシュ・ストレージのコストが下がるにつれ、テープや HDD から、ストレージの密度、容量、信頼性を高めるフラッシュ・ソリューションへと切り替わりつつあります。QLC DirectFlash モジュールの登場により、オールディスク・システムよりも TCO を削減するデータ・ストレージ・ソリューションにどのようにつながるかをご覧ください。

さまざまなデータ・ストレージの信頼性と耐久性

データの完全性と信頼性は、データ・ストレージにおいて最優先事項です。さまざまなストレージ・オプションの信頼性と耐久性に関する考慮事項を以下に示します。

SSD：SSD には可動部品がないため、HDD よりも物理的な衝撃に対する耐性が高く、機械的な障害が発生しにくいようになっています。しかし、書き込みサイクルの数は限られており、長期的な信頼性に影響を与える可能性があります。

HDD：HDD は、ディスクの回転や読み取り／書き込みヘッドの移動により、機械的な障害が発生しやすくなっています。しかし、近代的な HDD には、RAID や SMART 監視などのさまざまな技術が付属しており、データの信頼性が向上します。

クラウド・ストレージ：クラウド・ストレージ・プロバイダは、多くの場合、複数のデータセンター間でデータをレプリケートし、データの冗長性を確保し、データ損失のリスクを最小限に抑えます。

テープ・ストレージ：テープは堅牢性と長寿命で知られており、安全な長期データ・アーカイブのための優れたオプションとなっています。

効率性、セキュリティ、信頼性を確保するためのデータ・ストレージのベストプラクティスをご紹介します。

サステナブルなデータ・ストレージ

クラウド・コンピューティング、ブロックチェーン、AI、ストリーミング・サービス、その他のデータ集約型アプリケーションの台頭に伴い、管理と保存が必要なデータの総量は急激に増加しています。環境、社会、ガバナンス（ESG）のイニシアチブに対応するために、組織は二酸化炭素排出量を削減する方法をデータセンターに求めています。サステナブルなデータ・ストレージ・ソリューション、優れたストレージ密度とエネルギー効率の高い技術を活用し、エネルギー消費量、データセンターの設置面積、冷却要件を削減することで、環境への影響を最小限に抑えます。

このホワイトペーパーでは、エネルギー効率の高い IT インフラが、エネルギー・コスト以上の節約につながることをご紹介します。

ソフトウェア定義のストレージ

従来のストレージ・システムでは、特定のハードウェア構成が必要になることが多く、柔軟性の欠如や複雑な管理につながります。ソフトウェア定義のストレージ（SDS：Software-Defined Storage）は、ストレージ・ハードウェアを管理しているソフトウェアから切り離すことで、これらの課題に対処します。このアプローチにより、柔軟性、スケーラビリティ、コスト効率が向上します。

SDS により、ストレージ管理を一元化して自動化できるため、プロビジョニング、データ・レプリケーション、移行などのタスクを簡素化できます。ストレージ・リソースを動的にプールして割り当てできるため、最適な使用率を確保し、無駄を削減できます。また、SDS ソリューションには、データの重複排除、圧縮、暗号化などの高度なデータ・サービスが付属し、データの効率性とセキュリティがさらに向上します。

ソフトウェア定義のストレージは、マルチクラウドの俊敏性にとって重要です。こちらのブログ記事で、詳しく解説しています。 >>

データ・ストレージのディザスタ・リカバリ

自然災害や人為的災害は、データの損失や深刻なビジネスの中断につながる可能性があります。堅牢なディザスタ・リカバリ・プランの実装は、データの継続性を確保し、このような事態が発生した場合のダウンタイムを最小限に抑えるために不可欠です。

同期／非同期のデータ・レプリケーションは、ディザスタ・リカバリの重要な側面です。データのコピーを作成し、それらを別々の場所に格納するからです。地理的に多様なサイトで冗長コピーを維持することで、1 つの場所にアクセスできなくなっても、データの可用性を確保できます。

ディザスタ・リカバリ・プランを定期的にテストすることは、潜在的な弱点を特定し、必要に応じてデータを正常にリストアできるようにするためにも重要です。シミュレーションによるリカバリ・ドリルを実施することで、組織の準備状況を評価し、それに応じて DR 戦略を微調整することができます。

3 部構成のブログ・シリーズで、ピュア・ストレージがディザスタ・リカバリをいかにシンプルに再考しているかをご覧ください。>>

データ・ストレージを安全かつプライベートに保つ方法

データ・セキュリティとプライバシーは、特にサイバー脅威やデータ侵害の頻度が高まっている中で最重要課題となっています。機密情報の保護は、データ保護規制の遵守に不可欠であるだけでなく、顧客や利害関係者の信頼を維持するためにも重要です。

暗号化は、データ・セキュリティの基本的な側面です。データは、転送中と保存時に暗号化する必要があります。暗号化アルゴリズムは、ストレージ・メディアが侵害された場合でも、不正アクセスからデータを保護します。

アクセス制御メカニズムは、データのプライバシーを維持する上で重要な役割を果たします。ロールベースのアクセス制御を実装することで、権限のある担当者のみが特定のデータにアクセスできるようになります。さらに、アクセスログの監視と監査は、疑わしい活動や潜在的なセキュリティ侵害を検知するのに役立ちます。

暗号化はかつてないほど重要になっています。GDPR などの進化するデータ・プライバシー規制への準拠に暗号化がどのように役立つかをご覧ください。>>

データ・ストレージのライフサイクル管理

データ・ストレージのライフサイクル管理には、データの作成から廃棄まで、ライフサイクル全体にわたるデータ管理が含まれます。全てのデータに同じレベルのアクセシビリティや性能が必要なわけではありません。各段階でデータを適切に管理することで、大幅なコスト削減と効率性の向上につながります。

データの使用パターンとアクセス頻度を理解することは、データの保存場所と保存方法について情報に基づいた意思決定を行う上で不可欠です。アクセス頻度の高い重要なデータは高性能ストレージに格納できますが、アクセス頻度の低いデータは、よりコスト効率の高いストレージ・ソリューションに移動できます。

データの経年変化に伴い、日々の運用にはあまり関係がなくなる可能性がありますが、コンプライアンス、履歴分析、法的目的には依然として価値があります。このようなデータをコスト効率の高いストレージ・オプションでアーカイブすることで、プライマリ・ストレージ・リソースを解放し、よりアクティブなデータを得ることができます。

また、適切なデータ廃棄は、ストレージのライフサイクル管理においても極めて重要です。不要になったデータを安全に消去や破棄することで、不正アクセスのリスクを低減し、データ・プライバシー規制への準拠を確実にします。

データ・ライフサイクルの管理が AI データ・パイプラインの微調整にどのように役立つかをご覧ください。>>

データ・ストレージ・アズ・ア・サービス

データ・ストレージ・アズ・ア・サービス（STaaS）は、モダンでクラウドベースのデータ・ストレージであり、保存データに対してのみ支払うことができます。これにより、従業員が最も重要なこと、つまりデータに最適な価値を提供するビジネス成果に集中できるようになり、組織の俊敏性と耐障害性が向上します。無駄なストレージ作業に時間を費やす必要がなくなり、効率性と持続可能性を向上させることでストレージ・スペースを最適化できます。

データ・ストレージは、デジタル・ワールドのバックボーンを形成し、膨大な量の情報を保存、アクセス、保護する手段を提供します。さまざまなタイプのデータ・ストレージとベストプラクティスを理解することで、個人や組織がデータのニーズについて十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。

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