記録メディアとは情報を記録する媒体であり
現在ではITに関するものに使われる言葉になっています。
情報を保存するというのは古代から行われてきた行為です。
粘土板や石、木、竹、壁、紙などの記録メディアが生まれました。
粘土板や木簡、竹簡は廃れましたが紙や石碑が残り続けているのはマジですごいですね。
今回はコンピュータに関する記録メディアについて紹介します。
現在、主流の記録メディア
現在、主流の記録メディアです。
大容量かつ素早くデータをやり取りできるようになり
インターネット上でデータを保存管理するクラウドサービスなども生まれています。
進化も早くて気がついたら大容量の記憶メディアが販売されている印象です。
- 光ディスク（CD-R／CD-RW、DVD-R／DVD-RW、BD-R／BD-REなど）
- フラッシュメモリー（USBフラッシュメモリー、SD／SDHCカードなど）
- ハードディスク（外付けハードディスク）
光ディスク（CD-R／CD-RW、DVD-R／DVD-RW、BD-R／BD-REなど）
光ディスクとは樹脂で作られた数ミリの円盤に微細な凹凸を形成するなどの方法で情報を記録する媒体。
光ディスクには、保護層・記録層・反射層があり半導体レーザーの光を照射するとレーザー光は保護層を貫通し、記録・反射層に到達する。
記録層には、ピットと呼ばれる微細な構造（例えば、微細なくぼみ）が形成されており、記録・反射層において反射する光は、ピットの影響を受けて変化する。
光ディスクドライブのピックアップには、反射光を計測するための光センサーが備え付けられており、反射光の強度によって、情報（「0」または「1」）を読み取る仕組みである。
アナログのレコードは音の波長を刻んで記録するのに対して更に波長の短い光でデータを保存するのが光ディスクというわけです。
CD-R
CD-Rは1987年ごろに開発されたが本格的に普及したのが1996年頃。
今でも音楽などを記録するのに使われている。
値段も安く書き込むソフトもあるため同人ゲームや同人音楽の頒布などに使われたりする。
100枚単位で販売されていたり、上書き保存ができない点もメリットになっている。
CD-RとCD-RWの違いはRは一度しか記録できない、RWは上書き保存ができるという特徴がある。
CD-Rの最大容量は 700MB
DVD-R
次に登場したDVD-RはCD-Rの七倍もデータが保存できる。
4.7GBはCDと比較するとかなり使い勝手がよくて映像の記録がメインの使われ方。
DVDは1996年9月に完成し、プレステ2に導入された事で広まったメディアと言えます。
映画などの長くて美麗な映像を保存できるためDVDが広まった。
BD-R
Blu-ray Disc（BD-R BD-RW）はDVDの5倍以上の記録容量（1層式ディスクで25GB、2層式ディスクの場合は50GB、ほか）を実現している。
2003年に世界初のBDレコーダーBDZ-S77が発売
BDでアニメやドラマなどを販売したり映画の販売をしたりしている。
最新のゲーム機であるプレステ5などのソフトにもBDは使われている。
それぞれの違い
CD、DVD、BDでデータが保存できる容量が違うのは書き込む時のレーザーの波長が違うからです
CDは波長780〜790 nmの赤い色レーザーを使用してデータを読み取り、DVDは波長635〜650 nmの赤い色レーザーを使用してデータを読み取ります。
ブルーレイディスクの青紫色のレーザー波長は405nmとさらに短波長。
レンズの開口率もそれぞれ違う、DVDは光を絞りこむ能力に優れた高い開口数（NA）のレンズを採用しました。
CDのレンズ開口率は0.45で、DVDは0.60です。ちなみに、Blu-rayは0.85です。
まとめ
- CDは1980年代に生まれ、DVDはプレステ2の普及で広まり、BDは2003年頃から普及
- CDが今も使われているのは音楽CDやゲームなどに使われている
- それぞれのデータ容量は ＣＤ700MB DVD4.7GB BD25GBである。
- 容量が違うのはレーザー光の波長が短く、レンズの開口率を絞ったから
フラッシュメモリー（USBフラッシュメモリー、SD／SDHCカードなど）
フラッシュメモリーはスマホのストレージとして採用されていたりします。
フラッシュメモリーとは1984年に開発された半導体メモリの事でフラッシュメモリ(NOR型)というものです。
特徴としては小型で持ち運びやすいのが特徴。
今では256GBなどの大容量のデータを扱えるようになっている。
フラッシュメモリーはわかりやすく言えば、フローティングゲートという「コップ」に電子を貯めたり抜いたりすることで、データを記録しているのです。
そんなフラッシュメモリーですが寿命があり一般的なNANDフラッシュメモリの場合、個々のセルはおよそ1千～1万回程度の書き込みと消去で寿命に達するとされています。
分かりやすく言うならコップの底が金魚すくいのポイになっているようなものです。
使えば使うほど破けやすくなるというわけですね。
USBフラッシュメモリー
浮遊ゲート半導体メモリの一種である、フラッシュメモリについての基本は1980年代初期に舛岡富士雄によって発明された。
元々はイスラエルの会社であるM-Systems社が1999年に米国特許を取得、2000年にM-Systemsによって製造されたものをIBMが最初に「DiskOnKey」という製品名で販売しました。
初めてUSBを商品化したのは日本ではなくトレック2000インターナショナルというシンガポールの会社
日本では2000年6月にこの会社のThumb Driveと称するUSBメモリが日本で初めてのUSBメモリとして発売される。容量は16MB、32MB、64MB。
現在では1TB～2TBもの大容量が扱えるみたいです。
容量は徐々に増えてHDDと同じくらいのデータが保存できるようになった。
USBとは、「Universal Serial Bus」（ユニバーサル・シリアル・バス）の頭文字を取った規格のことです。
特徴としてはパソコンからの電源供給で動き送受信中でなければいつでも抜き差しできる「ホットプラグ」機能
転送速度も速いのが特徴。
イメージとしてはフロッピーディスクの次世代規格という感じ
本当はもっと細かく記録メディアはあるみたいなのですがメジャーなのはフロッピーディスクという感じ
SD／SDHCカードなど
SDカードは1999年8月25日に松下電器産業（現・パナソニック）、サンディスク（現・ウエスタン・デジタル）、東芝（現・キオクシア）によって構成されたSD Groupによって開発・発表された。
カメラやゲーム機などに使われる事が多い
androidスマホの外付け記録媒体としても使われたりする。
小さく持ち運びしやすいメリットがあり。
いろいろな規格に合わせられるmicroSDカードやSDカードがある。
記憶容量によって、それぞれ規格名が変わります。
- 最大容量が2GBまでは、「SDカード」
- 最大容量が4GB以上32GBまでは「SDHCカード」
- 最大容量が64GB以上2TBまでは「SDXCカード」
容量もかなり大きい規格があるみたいですね
現状では2TBのSDカードは販売されていません。
販売されている中で一番大きいのは1TBまでだそうです。
2018年にSDUCという新規格が発表されました、なんと128TBまで対応可能だそうです。
SSD
2015年にWestern Digitalが買収したSanDiskが、世界初のSSDを出荷したのは1991年のことである。
フラッシュメモリーの一種でHDDとは全く違うものです。
SSDとはソリッドステートドライブの略で
半導体メモリをHDDのように使える補助記憶装置の事です。
シリコンドライブ、半導体ドライブ、メモリドライブ、擬似ディスクドライブなどとも呼ばれる。
HDDと違ってモータなどがついていないため発熱などはしない
ハードディスク（外付けハードディスク）
最初の商用のハードディスクドライブは、1956年に出荷されたIBMのモデル350ディスク記憶装置に含まれたIBM 305 RAMACである。
初期はデータセンターや大きな事務所などで運用されていた。
1980年代、マイクロコンピュータにハードディスクが組み込まれて様々な製品にハードディスクが使われるようになってきました。
パソコンのHDDは2022年では最大容量が16TBのものが販売されています。
ハードディスクはどういう仕組みかと言うと磁性体を塗布または蒸着した金属のディスク(「プラッタ」という)を一定の間隔で何枚も重ね合わせた構造になっており、
これをモーターで高速に回転させて磁気ヘッドを近づけて磁性体を磁化させてデータの読み書きを実行しています。
古い記録メディア
現在は主流ではない記録メディアも紹介します。
パンチカード
パンチカードは織機（布を織る機械）に使われていたものが先祖で
「厚紙でできた」「定形のカードに」「穴を開けた」ものを利用して、模様を自動的に織り込むようなカラクリが組込まれた完成度の高い自動織機は、
19世紀初頭、フランスのジョゼフ・マリー・ジャカールにより作られ、その名が付けられたジャカード織機は、その末裔が今日でも使われている。
YouTubeの動画などを見る限りボタンを押すと対応した部分に穴をあけるような仕組み、計算機として使われていたようです。
昔は選挙などにも使われていました。
フロッピーディスク
フロッピーディスクが産まれたのは1972年に8インチフロッピーとして販売された。
手ごろなサイズ感の5.25インチフロッピーが1976年に発売され、ワープロやパソコン用としてほぼ標準のメディアになった
日本でも長く使われいる記録メディアで3.5インチのフロッピーが主流
ソニーのフロッピーディスク製造は2011年3月末で終了している。
現在でもパソコンを新しくしていないお役所や古い工作機械を扱っている工場などでは現役で活躍していたりする。
3.5インチのFDには、記録密度の違いによって「2DD」と「2HD」という2種類があります。
それぞれ、フォーマット（初期化）の形式により容量が変わりますが、2DDは最大720KB、2HDは最大1.44MBの記憶容量となっています。
同じ2DDや2HDのFDでも、フォーマット形式によって「DOS/V用」「PC-98用」「Macintosh用」「ワープロ専用機用」などがあり、
使用するOSやFDDが対応していないフォーマットのFDは読み書きすることができません。
カセットテープ
オランダの電機メーカーであるフィリップス社が、フェライトを素に1962年に開発したオーディオ用磁気記録テープ媒体の規格である。小型かつ安価である事から民生用記録メディアの事実上の標準となり、20世紀後半の音楽市場を支えた。「カセットテープ」、「アナログカセット」、「フィリップスカセット」などとも呼ばれる。
カセットテープの中には磁性体が塗られたテープが巻かれていて電気信号を電磁石を使ってテープに記録していく
結果、磁性体にS極とN極のデータが記録されます。
かなりざっくりとした説明ですが磁力を帯びたテープに電磁石で電気信号を送る事で録音する事ができたというわけです。
ビデオテープ
世界初のビデオレコーダーは1956年、アンペックスが最初に商業的に成功したビデオテープレコーダであるAmpex VRX-1000です。
ビデオテープはDVDが発売されて徐々に市場から消えていきましたがDVDで普及する前までは主流の記録メディア
テレビ番組の録画などに使われたりします。
記録する仕組みはカセットテープと同じで磁性体のテープに電磁石を当てて電気信号を記録する仕組みになります。
MOディスク
MOディスクは光磁気ディスクの略称です。
1985年に最初の光磁気ディスクメディアおよび対応製品として5.25インチドライブが発売されました。
磁気テープに代わる新しい映像記録媒体として研究されていました。
磁性帯びた記録層に電磁石を当てて記録するが常温では記録されないため
レーザー光を当てて磁性体を加熱しながらデータを記録していた。
最大の特徴は寿命が50年と長い事です。
メディアの大きさはフロッピーディスクと同様に3.5インチと5インチのものがあり、容量は128MB、230MB、540MB、640MB、1.3GBなどの種類がある。
大きな容量に対応したドライブは、より容量の小さいメディアの読み書きも行うことができる。
フィルム
写真や動画などを作る初期の記録メディア
暗い部屋に小さい穴をあけると外の映像が映りこむ事は古代から分かっていた。
光に反応する感光紙が誕生したのが18世紀頃です。
記憶メディアのターニングポイントと言えるのがフィルムです。
ハロゲン化銀（塩化銀・臭化銀・ヨウ化銀など）で作られた感光して映像を切り取ります。
写真はもちろん映像も同じように作られました。
フィルムは音を記録できず映像のみでした。
カメラやビデオカメラなどの発展にはフィルムの発明があったというわけです。
レコード
レコードはエジソンが世界で初めて成功させたフォノグラフと呼ばれる円筒形の録音盤を使用した装置から始まりました。
1877年の話です。
レコードの仕組みはレコードの表面に音の振動で溝を彫る事です。
音の振動で彫る溝を音溝と言います。
1920年代に電気式ピックアップと増幅機（アンプ）を備えた電気式蓄音機が実用化。
その後、真空管の発達やIC等の発明によりレコードシステムは急激に発達していきます。
次世代記録メディアは？
現在流通している光ディスク、フラッシュメモリー、HDDには弱点があって
とにかく寿命が短い、そのため長期間、保存が可能な保存メディアが研究との事
日立では水晶ガラスにデータを記録できないか研究中であり。
昭和電工は2021年6月10日、Seagate Singapore International Headquarters（Seagate）と、HDDの次世代記録技術「HAMR（熱アシスト磁気記録）」対応HDメディアの共同開発契約を締結したと発表した。
ソニーが開発したオプティカルディスク・アーカイブというものもあります。
割といろいろな研究機関や企業が次の覇権を争っている感じですね。
まとめ
現在主流の記録メディアは
- 光ディスク（CD-R DVD-R BD-Rなど）
- フラッシュメモリー（半導体メモリー）
- HDD（磁気メモリー）
古いメディアから順当に進化してきたという感じ。
次世代の記録メディアは様々な研究機関や企業が研究中です。
現在の記録メディアは寿命が短いため、紙のように1000年耐えるものが出来ないかと研究中だそうです。
調べてみると割と面白いジャンルでした。
ではでは（＾ω＾）ノシ
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