外部ストレージの更新を計画する　最新のハイブリッドなDASキットってどうなん？

おはこんばんちは。ジャンカメハンターのぐりやんです。
本日はカメラの話ではなく題名のとおりDASの話です。
ところで、DASってなんじゃろ？DASとはDirect Attached Storageの略で、サーバーやワークステーションなどに直接接続するストレージデバイスを指します。NASが一般に普及したことによりネットワークを介して接続するNASに対してDASという言葉がPCなどの用途にも使われるようになってきました。簡単に言えば外付けハードディスクなのですがNASやDASと呼ぶ場合には一般的にディスクアレイ、つまり２台以上のディスクドライブを搭載してRAIDなどで冗長化を図っていることが多いようです。

さて、現在拙者がデーター保管庫として使っているDASは2012年に購入したDroboで２TB HDD x２をミラーリング（Droboの場合はちょっと違うが）で使っています。運用開始からすでに12年も経過しておりますから動いているのは奇跡ですｗ
で、先日のプライムデーでDASを更新すべく、最新のDASキットとHDDx2 + M.2SSDを買いました。プライムデーだった為かなりお安く買うことができました。プライムデー前後で金額を比べてみると総額で17,000も安く買うことができた事になります。これは嬉しいですね。

今回はデーターを保管する上で冗長性の確保とストレージの種類について、そして拙者のデータ保管環境と今回選んだDASキットの事をひっくるめてお話していこうと思います。

デジタル時代のデーター保管は冗長性が重要だ

突然ですが、みなさん大事なデーターはどのように保管してますか？このブログを見に来てくださる皆さまのほとんどは、写真がお好きな方でしょう。そして使っているカメラはデジタルカメラって方が大多数でしょうから撮った写真は物理的には存在せずデジタルデーターとして存在していると思います。

さて、デジタルカメラの写真データーってのは、SDカードなどからPCに移動してPC内で保管されている方がほとんどでしょうし、PC内には写真以外にも失うと困るデーターも入っているでしょう。そういったデーターはストレージと総称される所謂記憶媒体に保管されているのです。ストレージとはざっくり言うとデジタルデーターの保管場所で、スマホの内蔵メモリやSDカード、PCの場合は内蔵HDD（ハードディスクドライブ）や内蔵SSD（ソリッドステートドライブ）や外付けのHDD、SSDなどのことをひっくるめてストレージと呼びます。

とっても便利なストレージですが、何らかのトラブルが発生すると大切なデーターを失ってしまうというリスクを常に抱えています。トラブルにはPCの故障や大事なファイルを誤って上書きや消してしまうこともあるでしょう。そしてストレージに使われているHDDやSSDには寿命があるのです。PC本体にも寿命がありますから、いつか必ず壊れます。PC本体が壊れても内蔵ストレージを抜き出してデーターを救出する事はできるかもしれません。しかしストレージ自体が故障すれば大切なデータを復元することは、ほぼ不可能となります。そんな時データーのバックアップがなければ全てのデーターを失う事になります。

バックアップと外付けストレージ

初歩的なデータバックアップの方法は、バックアップストレージとして外付けストレージを利用しPC内のファイルをそっくりそのままコピーしておく方法でしょう。

外付けストレージにコピーして保管しておけば、PCか外付けストレージ、どちらかが壊れても大切なファイルを失うことは無くなるわけです。メリットは大事なものだけを選んでバックアップできるってところでしょうが、手動で差分バックアップを取るとなると作業が煩雑になるというデメリットがありますね。解決するにはバックアップの自動化が必要となってくる訳ですが、WindowsにはWindowsバックアップ、MACにはTime Machineという自動バックアップ機能が標準搭載されています。これらを利用して保存先を外付けストレージにすれば、自動的にバックアップしてくれます。

外付けストレージのメリットは比較的安価でありスピードが速いこと、対してデメリットは使う際にUSBケーブルなどで物理的に接続する必要があり、また数台のPCでストレージを共有するのもめんどくさい。スマホから使いにくいなどがあります。

外付けストレージの種類としては、SSDとHDDがあります。SSDはソリッドステートドライブという簡単にいうとメモリーの一種です。メリットは、稼働部がないため衝撃に強く壊れにくい。そしてなんといっても高速です。デメリットは、容量は少なめで値段は高め。つまりコストが高いです。対してHDDはハードディスクドライブといって金属の円盤を高速回転させながら磁気でデーターを記録するものです。メリットは容量が非常に大きく値段は安めってところ。つまり低コストって事です。デメリットは稼働部分があり衝撃に弱いこと。そしてSSDに比べるとかなり低速です。

各ストレージのメリットデメリットとバックアップに必要な容量を検討した上でお財布と相談して選べば良いでしょう。

一歩進んでNASという選択　対してDASとは？

初歩的なバックアップとして外付けストレージを使う方法を挙げましたが、最近はPCにストレージを外付けするのではなく、ネットワーク上にストレージを接続する方法もメジャーです。これはNASと呼ばれるストレージを家庭内のLANに参加させる方法です。NASとはネットワークアタッチトストレージの頭文字をとったモノで、簡単にいうとLAN（家庭内ネットワーク）に直接繋ぐ事ができるストレージです。家にネットワークなんか無いと思う方も多いかと思いますが、家にWi-Fiをつけているならばネットワークはある事になります。Wi-Fiの親機にNASを接続して簡単な設定をすれば使える様になりますよ。NASのメリットはなんといってもストレージを共有できること。デスクトップPCとノートPC、そしてスマホからも同時にアクセスできますしデーターの受け渡しも簡単になります。NASのメリットは設定してしまえばアクセスと共用が簡単って事です。なんならインターネット経由で家の外からストレージにアクセスすることも可能で、家にWi-Fiがあれば接続さえも自動になります。デメリットは外付けストレージと比べるとコスト高であることとスピードが遅い事が挙げられます。このスピードに関してはJPG写真などではあまり問題になりませんが、大量のRAW写真や大きな動画ファイルなどを保存しようとするとかなりの時間がかかる事になります。

あまり聞きなれない用語でなありますがNASに対してDASという用語があります。DASとはDirect Attached Storageの略で、PCにストレージを直接接続もので、いわゆる上であげた外付けストレージのことです。NASに対してDASと呼ばれる訳です。最近はUSB3.2やサンダーボルトなどの高速インターフェースが実用化されため内蔵ストレージと変わらない高速でアクセスできるようになってきています。

内部ストレージの枯渇と外部ストレージの冗長化

上で述べた外部ストレージを使ったバックアップでは、大切なファイルを内部ストレージと外部ストレージに２重に保管する事によって大切なデータの消失を防ごうという考え方です。これをデーターの冗長化と言います。

しかし内部ストレージと外部ストレージを使った冗長化に問題がないわけではありません。それは内部ストレージが一杯になってしまった場合、内部ストレージ内のファイルを消す事ができないという事です。内部ストレージ内のファイルを消してしまうと大事なデータは外部ストレージにのみに存在する事になりますから外部ストレージが故障すれば大切なデータは失われてしまうのです。

一杯になった内部ストレージのデータを外部ストレージに移動して冗長化するためには同じ外部ストレージをもう一つ用意して外部ストレージをさらにバックアップすれば良いですね。そうすれば内部ストレージ内のファイルを消しても大切なファイルは２つの外部ストレージに二重に保管されていますから安心ですね。しかしめんどくさすぎますよね？これを解決するのがRAIDです。

RAIDとは

RAIDとは、Redundant Array of Inexpensive Disksの頭文字を略した用語で「レイド」と読みます。RAIDには数種類がありますが中でも冗長性を担保するために利用されるのが、複数のHDDを組み合わせ、ファイルを多重化して保管する方法です。RAIDにはいくつかの種類があり、冗長性を高めれば高めるほどコストが高くなります。そのため、自分がどのレベルの冗長性を求めているのかを確認しながら製品を選ぶ必要があるでしょう。以下は冗長性を確保するためのRAIDの種類です。

	耐障害性(耐障害台数)	最低必要HDD数	最大容量
RAID 1 （ミラーリング）	○（1台）	２台（２台のみ）	総容量の半分
RAID 5 （分散パリティ）	○（1台）	３台	総容量の-1本
RAID 6 （複数分散パリティ）	◎（2台）	４台	総容量の-2本

RAID 1

RAID 1は、同じデータを2つのHDDに同じように書き込む方式で、「ミラーリング」と呼ばれることもあります。どちらかのHDDが故障したとしても、すべてのファイルが残る信頼性の高さがメリットです。反面、同じデータを2台のHDDに書き込むことから、容量コストが倍になるというデメリットを持っています。またHDD２台のみでしか構成できません。

RAID 5

RAID 5は、「パリティ」と呼ばれる復元のため符号を各HDDに分散記録して、いずれかのHDDが故障しても失われたデータをパリティから生成することができます。1台のHDDが壊れた状態でも稼働が可能ですので、故障への耐性は高まります。デメリットは、パリティを保管するため最低３台のHDDが必要となることと、保存できる容量が１台分減ってしまうこと。RAID１より容量コスト的には有利ですが、導入コストが上がります。

RAID 6

RAID 6は、RAID 5と同様の技術でパリティを生成しますが、パリティを二重で生成することで耐障害性をさらに向上させたものです。２台のHDDが故障しても失われたデータをパリティから生成することができますから、より耐障害性に優れている訳です。デメリットは書き込み性能や容量効率がRAID 5よりも劣る点でしょう。そしてRAID６では２重でパリティを保管するため最低４台のHDDが必要となり保存できる容量は２台分減ってしまいますから、４台のHDDを使う場合の容量コストはRAID１と同等ということになります。容量コストを下げるためには５台以上のHDDで構成する必要がありますから導入コストはさらに上がります。

DASかNASか？ そしてRAIDの有無は？ どれを選ぶかそれが問題だ！

	DAS（single）	DAS（RAID）	NAS（single）	NAS（RAID）
インターフェース	USB		LAN（Wi-Fi)
速度	速い		遅い
汎用性	不便（USB差し替え）		便利（ネットワーク共有）
コスパ	かなり良い	良い	悪い	かなり悪い
冗長性	なし	あり	なし	あり

さて、データー保管用ストレージとして使うのはどれが良いのでしょうか？まあ、一長一短ですから使う人の用途とお財布事情によって変わってきますねー。

まあPCの内部ストレージに余裕があるうちは単純な外付けストレージ（Single -DAS)がシンプルさでもコストの面からも良いでしょう。PCの内部ストレージが満タンに近くなってきたら、RAID-NASかRAID-DASを検討すると良いでしょう。RAWで写真をバシバシ撮る方や動画をやる方はデーター量が嵩んでいくのは常なので最初から大容量のDASやNASを選んでおいた方が幸せになれるでしょう。

忘れてはいけない故障リスク

ここまで読んでいただいた方は、自分が求めるバックアップ環境とストレージが固まってきたかと思います。しかしもう一つ忘れてはいけないことがあります。それは複雑なシステムになる程故障リスクが増えるということです。　

この図は最も単純なsingle-DASから最も複雑なRAID-NASの違いをわかりやすく表したものす。（拙者が適当に書きましたので広い心で見てやってください。

さて、single-DASとRAID-NASを比べてみましょう。
single-DASの場合はMacにUSBで直接差し込みますので経路としては
USBケーブル＞USBtoSATA変換＞HDD
という単純なものです。HDD以外に故障リスクがあるのはUSBtoSATA変換部ぐらいですね。もしここが壊れてもHDDからデーターを救出するのは比較的簡単でしょう。USB-SATA変換ケーブルを買ってくれば救出できますからね。

対してRAID-NASにWi-Fi経由でアクセスした場合を考えてみると
Wi-Fiルーター＞LANインターフェース＞ファイルサーバー＞RAIDコントローラー＞HDD
と複雑です。複雑な分、故障しうる箇所が増えるということです。Wi-FiルーターやNASの電源部も故障するリスクがありますね。RAID-NASはハードディスクが壊れた場合は冗長性もありHDDの交換も簡単ですが、HDD以外が壊れた場合にHDDからデーターを救出するのはかなり難しいと言えるでしょう。ちなみにNASのファイルサーバーやRAIDコントローラーには、ほとんのの場合Linuxが使われているはずですから、知識さえあればHDDからデーターを取り出すことは可能かもしれませんｗ

拙者の環境とDAS更新の理由

拙者が今までデジタルカメラで撮った写真データーを確認してみると500GB程度しかありませんでした。保存は全てJPGでRAWは使いませんからこんなものでしょう。だけど、これが消滅したら泣きますね。だから保管用ストレージの冗長化は必須です。
ちなみに拙者が買った初めてのデジカメは1997年PANASONICのCOOLSHOTⅡってヤツの展示品処分品でしたが、このカメラで撮ったデーターも失うことなく、未だに保管していますよ。

ちなみに拙者の環境は、MACのTime Machineを使った自動バックアップと、合わせてDrobo（古いDAS：老朽化で信頼性が低いｗ）を使った大事な物の定期的な手動バックアップをしています。

このDroboを更新するのが今回の目的となります。
なぜDroboを更新したいかと言いますと、Droboは使いやすくて良いのですが、2012年製ってことでかなり老朽化しています。ていうか壊れていないのが奇跡でしょうｗ。老朽化もありますが、今となってはかなり低性能（転送速度が劇遅）であること。インターフェースがUSB2.０でありDrodoのシステムが低速であるため、とにかく遅い。容量も今となってはちょっと厳しい２TB。なので今回更新したいと思ったのでした。
Macのバックアップは遅いながらもAirMac Time Capsuleに任せて今回もデーター保管用としてDASを選ぼうと思います。そしてAmazonを眺めていると気になるDASキットを発見したのです。

ユニークなDASキット　Terramaster D5 Hybrid

気になるDASキットとはTerramaster D5 Hybridというモデルです。DASキットですからガワのみの販売でドライブは付属していません。
で、これがどんな製品なのかと言いますと「D5」ってのはドライブベイが５つあるという事を表しておりまして、Hybridってのはドライブインターフェースがハイブリッドって事です。ドライブベイ５つのうち２つはSATAで3.５インチか2.5インチのHDD/SSDが搭載できます。そしてユニークなのはM.2 2280 NVMe Slotが３つ付いているところ。
SATAの二つはRAIDが組めるようになっていて、M.2SSDはRAIDは組めずsingleのみとなります。PCやMacとのインターフェースはUSB3.2gen2で最大10Gbpsの転送速度となってます。

このユニークなDASですが、使い方としては色々なアイデアが浮かんできます。拙者が想定したのは、頻繁にアクセスしたいデーターは（ホットデータ）SSDに格納して、頻繁にアクセスしないデータ（コールドデータ）はRAID（HDD）に保存するという使い方です。これメーカーの説明通りっすね。

また、M.2SSDをTime Machine用に使うのも良さそうだと思いました。M.2SSDスロットは3本ありますからTime Machineに冗長性を持たせるため2本をTime Machine用として使い、残り1本をホットデータ用って使い方も良さそうです。そうすればAirMacTime Capsuleは引退させることができそうですね。

しかし、M.2SSDを3本買うとなるとお財布的にはかなり厳しいですから今回はHDDｘ２本とSSDｘ１本でDASを組もうと思います。今の所AirMacTime Capsuleは正常に動いていますから故障したらM.2SSDｘ2本を買い足してTime Machineを再構成しようと思います。

組み込むドライブを選ぶ

ガワはTerramaster D5 Hybridに決めました。現在運用中のDAS（Drobo）は２TBですが、今回は余裕を持って８TBx２をRAID１で組もうと思います。SSDはホットデーター用に２TBを１本組み込もうと思います。

HDD選択

購入するHDDについてはTeramasterのHPに推奨HDDが掲載してありますからその中から選びます。
Amazonで販売されている製品でコスパが良さそうなものを探してみると、

WesterndigitalのWD BLUE（WD80EAZZ-EC ）か、SeagateのBarraCuda(ST8000DM004)

あたりが手頃でしたが、WD BLUEはTeramasterの推奨HDDとなっていませんし、Amazonの納期も8月以降となっていました。これはもうBarraCudaに決定ですなｗ

SSD選択と転送速度とボトルネックなUSB

M .2SSDについては「M.2 2280」という規格のものから良さそうなものを探します。SSDはHDDに比べると転送速度が非常に高速なのですが、どんなものを選べば良いのか考えてみます。この転送速度ってやつが曲者で、わかりにくいと思うんですよね。まず良ーく確認する必要があるのは単位なのですよ。

転送速度について復習する

今回使うDASキットであるTerramaster D5 HybridとMac（PC）間のインターフェースはUSB3.２Gen2で転送速度は10Gbpsです。MacはiMac2017という古いものですがUSB3.1Gen２（最大10Gbps）及びThunderbolt２（最大40Gbps）対応となっています。
さてここでUSB3の謎すぎる規格名について少し触れておきましょう。実はUSB3ってのはUSB3.0（5Gbps）から始まり3.1(10Gbps)→3.2(20Gbps)とマイナーバージョンアップしてきました。USB3.1になった時は、USB3.0とUSB3.1と呼ばずにUSB3.2Gen1とUSB3.1Gen2と呼ぶことにしたのです。そしてさらに規格がUSB3.2になった時USB3.2Gen1とUSB3.2Gen2とUSB3.2Gen2x2というもはや謎すぎる名称になってしまったのです。だからとってもわかりにくいんですね。

USBの規格	最高転送速度	USB3.0時代の名称	USB3.1時代の名称	USB3.2時代の名称
USB3.0	5Gbps	USB3.0	USB3.1 Gen1	USB3.2 Gen1
USB3.1	10Gbps		USB3.1 Gen2	USB3.2 Gen2
USB3.2	20Gbps			USB3.2 Gen2x2

って訳で拙者のiMacのUSBの規格ってのは、USB3.1 Gen２=USB3.2 Gen２ということになる訳で、Terramaster D5 HybridのUSB3.２ Gen2の最高転送速度に対応していますから10Gbpsでの転送が可能というこになります。

iMacとDASをつなぐUSB3.2 Gen2の転送速度は10Gbpsという事がわかったところで、DASに内蔵させるSSDの転送速度を見てみますと、4800MB/sとか7400MB/sなどとなっています。ちなみに上であげたHDD（BarraCuda：ST8000DM004)の転送速度は6Gb/s（ここにもカラクリがありますが後述）となっています。これらの転送速度の数字ってなんか似ているように見えますが？何なんでしょうか？　実はこの辺にもわかりにくいカラクリがあるのですヨ！
とりあえず上に出てきた数字以外の部分を抜き出してみますと

MB/s　Gb/s　Gbps

の３種類がありますね。これも実は２つに分けられます。MとGは同じ仲間で補助単位と呼ばれるものです。そして、B/ｓ、b/s、bpsは同じ仲間でここが転送速度の単位なんですね。

補助単位のMとGは皆さんご存知のMegaとGigaですね。よく使うもので表すと

1000=1K 1000K=1M 1000M=1Gとなる訳ですね。つまり1G=1,000,000,000な訳です。

よく聞くセンチとかミリやナノなども補助単位です。興味ある方はググってみてくださいね。

んで、上に4800M（メガ）や7400M（メガ）とありますがG（ギガ）に直すには1/1000にすれば良いのです。ですからGに直せば4800M＝4.8G、7400M=7.4Gになる訳です。

では、転送速度の単位であるB/ｓ、b/s、bpsとは、何なんでしょうか？実はb/sとbpsは表記が違うだけで全く同じ事です。
/はperと読みます。百分率のパーセントって%て書きますよね。このパーこそperで英語の前置詞perのことなんです。意味は「〜につき」「〜あたり」といった感じで、例えば皆さまご存知、車のスピードメータで速度を表す100Km/ｈは100キロメートル　パー　アワー（１アワー：１時間）　つまり１時間あたり100キロメートル進むってことですよね。転送速度における時間の考え方もこれと全く同じです。
時間の単位がｈ（１時間）ではなくｓ（１秒）になっただけなのです。話を戻すと、bpsのpはperのことでb/sと全く同じなのです。

では、B/ｓと b/s も同じなのでしょうか？実は違うんですね。/ｓは上で述べた通りper second、つまり秒あたりを表しています。では、Bとｂは？と言いますとこれこそデーターの量を表す単位なのです。がしかし、Bとｂでは量が違うのです。BはByte（バイト）でbはbit（ビット）を表しているわけですが、大事なのは8bit=1Biteって事なんですね。

まとめると

1Byte=8bit
B/s = Byte per second(バイト/秒）　１秒間に何バイト転送できるか？
b/s = bps = bit per second(ビット/秒）　１秒間に何ビット転送できるか？

つまり１B/s=8bps(b/s)、つまり１B/sは１bps(b/s)の8倍速いってことになる訳です。
それともう一つHDDの転送速度に6Gbpsと書いてありますが6GbpsというのはHDDのインターフェースであるSATA３の転送速度です。ST8000DM004の実際の転送速度は190MB/s（1.5Gbps）ってことになっています。

このようにストレージなどの転送速度は非常にわかり難く、わざと分かり難く表示してあるのでは無いかと思えるほどです。まあ他の業界でも往々にしてあるんですけどね。たとえばタウリン10000mg配合とかね。10000mg=10gですからね。化粧品なんかもこんな表現はよく見かけますねｗ

閑話休題！

これを踏まえて上に出てきた転送速度の単位を揃えてみましょう

	bps(b/s)	B/s
USB3.2Gen2	10Gbps	1.2GB/s
HDD(ST8000DM004)	1.5Gbps	0.19G/s(190MB/s)
SSDその１4800MB/s	38Gbps	4.8GB/s(4800MB/s)
SSDその２ 7400MB/s	59Gbps	7.4GB/s(7400MB/s)

もうお分かりですよね。HDDは1.5GbpsですからUSBの10Gbpsに比べるとだいぶ遅いのでもう少し転送速度の早いHDDを選べば速度の改善は見込めそうです。（実はHDDの転送速度はもっと遅いです）一方SSDはとても転送速度が早いためUSBがボトルネックになり4800MB/sを選んでも7400MB/sを選んでも速度は同じになり、高価だが速度の速い7400MB/sを選んだところで宝の持ち腐れってことになる訳です。ちなみにメーカーが発表している転送速度は理論値と言いまして実際の転送速度はこれよりも遅くなるのが通常です。

ちなみにNASがどれぐらいの速度なのかと言いますと、現在の主流と言えるLANでは1000BASE-Tで実効速度は800Mbpsほどです。ですから1.5GbpsのHDDを使ったNASでもLANがボトルネックになり能力を発揮できないという事になりますね。最近では10G BASE-Tというのもありますがまだまだ高価なので速度を求める場合にはDAS、利便性を求めるならばNASという構図はしばらく続きそうですね。

さて、インターフェースのお勉強も終わったところでSSDは転送速度を気にせずお安いものから選ぶことにします。とはいえSSDは粗悪品が多いことで有名ですからレビューが多く少しでも安心できそうな製品から選び粗悪品を回避できればと思います。

で、選んだのは2TBでは最安クラスでレビューも多いEdiloca EN705 2TB M.2 2280　最大読込: 4800MB/s 最大書き込み:4500MB/sってやつです。

これで買うものは全て決まりましたので、早速ポチりました。

Terramaster D5 Hybrid を１台
HDD　Seagate BarraCuda 3.5インチ 8TB　を２台
SSD　Ediloca EN705 M.2 2280 2TB　を１本

プライムデーだったので、かなりお得に購入する事ができました。ラッキーｗ。

つづくｗ