USB3.0がSATAに取って代わらない理由

耐久性はUSB端子が上、USB3.0でHDDの速度的な問題はないはずです。
内蔵HDDやマザーボードの内部端子がUSB3.0でなく、SATAを採用する理由は何でしょうか。
USB3.0に何か欠点はありますか。

No.1 回答者： ImprezaSTi 回答日時： 2014/04/12 11:44

＞内蔵HDDやマザーボードの内部端子がUSB3.0でなく、SATAを採用する理由は何でしょうか。

そもそもの歴史があり、生まれが違うのです。主にＨＤＤ用のSATAは、元々はパラレル通信のIDEが発展してきたが、高速になると各信号の同期が取りにくくなってきたので、シリアル通信になったのです。
USBは、外部の一般機器用。もともとは、マウス・キーボードなどの通信速度を必要としないものから発展してきたもの。そのために、初期はSATAとの伝送速度は桁違いに遅かった。


今となっては・・・・・・・・・難しいですね。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2014/04/12 22:22

No.2 ベストアンサー 回答者： vivace152 回答日時： 2014/04/12 12:06

HDDやSSDなど、高速性が必要とされるデバイスのバスが

他の機器に割り込まれるのを避けたいんではないかと思います。

USBはバスなので、一つのバス上で同時に通信できる機器は基本的に1つです。
実際は、1つのマザーボード上に複数のホストICが載ってるので
（例えばフロントパネルとリアパネルや、USB2.0とUSB3.0など）
完全に1つだけというわけではないのですが、
極端な話、マウスを動かしてる間はHDDにアクセスできなくなる、
ということが起こりえます。
逆を言えば、HDDアクセスが激しい間はマウスがカクカクになる、と。
こういう事態を避けるためにも、あえて統一していないんじゃないかと思います。

あとは、HDDやSSD側でこれまで培った技術をそのまま使いたい、
というのもあるかもしれません。
USB3.0へ変更するコストに見合うメリットが無いと、HDDメーカーも踏み切れないでしょう。

まぁ実際のところは他の方が回答してるように、
これまでの伝統（内部バスと外部バスの住み分け）をそのまま引き継いでいるだけな気もしますけど。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2014/04/12 22:22

No.3 回答者： nijjin 回答日時： 2014/04/12 12:35

1.USBはHDDや工学ドライブに限定されたデバイスではないのでそのための変換によるデータのオーバーヘッドがある

2.USBの速度はポートごとの合計値なので1つのポートに2つつなげば速度が分散される
3.SASではすでに12Gが出ておりSATAも次の規格（SATA3 6G以上）が策定される可能性がある
4.RAIDの構成がUSBでは不可能
5.SATA3は6GでUSB3.0は5Gと速度で1Gの差がある
6.ほかのUSB機器とのデータのやり取りが入ると処理待ち（割り込み）が発生するとHDDのアクセス速度が落ちる
7.CPUとのアクセスにおいて単独で専用のバスで繋がっているほうが速度・制御・割り込み関係で早い

USBは万能だけど専用に特化したものには敵わない場合や敵わない部分もあるということですね。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2014/04/12 22:22

No.4 回答者： parts 回答日時： 2014/04/12 12:39

Ｑ／ 内蔵HDDやマザーボードの内部端子がUSB3.0でなく、SATAを採用する理由は何でしょうか。

Ａ／USB3.0は汎用インターフェースです。その昔で言えばRS-232Cなどの各種D-sub系の端子を一つのインターフェースに置き換えたと考えれば良いでしょう。

このインターフェースにはいくつかの制限がありません。１つは、最大速度はコントローラー１つに対して、定められていますが、コントローラーに１つに対して搭載できる周辺機器の最大数はルートハブを含めて、確か129個まで対応します。

それがどういう意味を持つかというと、複数の危機をコントローラーに繋ぐと速度を落ちたり、認識不良が起きることがあります。ハードディスクなどのマスストレージクラス専用のインターフェースに比べて、安定性は低いと言えます。

次に、上記故に一部のスピードクラスではDMA転送をサポートしていなかったり、ATAコードセットの一部を正常に処理できない場合があります。元々USBは多くの周辺機器を繋ぐためのものであり、何でも繋ぐことが出来るが、何でも規格を取り込んでいるものではなく、汎用性故に緩い部分も多いのです。結果的に、ATAコマンドセットの対応は周辺機器がどれをサポートするか自由であり、任意となります。

3つ目に、USBからの起動は周辺機器が多いと、EFI BIOSからロードすることが出来なくなることがあります。解りやすく言えば、USB3.0は周辺機器のために作られているため、電源を入れればキーボードなどの周辺機器はいつでも使えるようになっていますが、マスストレージクラスについては、基本優先度が落ちています。

何故か・・・。
例えばUSB3.0で100台ハードディスクを繋いだとして、どのハードディスクをプライマリー（優先度最大）として起動するか、どう決めるかというルールがありません。そうなると、起動するまでにBOOT POSTを100台確認しなければなりません。数十分も待たされるか、数十時間も待つことになるかもしれません。下手をすれば、数時間待っても起動できないかもしれません。だからといって、専用のUSBポートを作れば、素人が間違って使うこともあるでしょうし、逆にそれを規格策定するのにコストと労力が掛かるでしょう。

そういうことになります。

SATAでもIDEでもそうですが、基本的に搭載するディスクポートに順番を割り振っています。
IDEではディスク側にもジャンパピンで設定ができますが、SATAではそれがありませんから、起動用は原則として一番優先度の高い0番ポートに接続するのが望ましくなります。
また、ATAコマンドコードセットは自動で通信時にやりとりされます。USB接続のように他の汎用データ（例えばキーボードの押下データが流れている間にマスストレージのデータ情報が一緒に流れる）が一緒に通信されることはなく、任意で情報のやりとりをすることもありません。

DMA転送は通常は対応したドライブを繋げば自動で有効となります。
SATAはeSATAを除けば、ホットプラグに対応しません。動作中のドライブを取り外すことはできません。

これらの制約があってこそ、信頼性の高いディスク接続インターフェースとなります。

一般に使い回しが容易だから規格がそれに統一すれば便利とは限りません。

汎用インターフェースとは違い、補助記憶の中核となる内蔵ハードディスクやSSDは勝手に取り外されたり、データの伝送ロスト、帯域の急減による影響を受けると、取り返しが付かなくなるほど不安定な要因となる場合がありますので、内包できるからやるのではなく、内包しなくても良い機能が徒となる可能性があるため、やらないと言えるのです。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2014/04/12 22:22

No.5 回答者： vaidurya 回答日時： 2014/04/12 12:51

欠点もなにも、目的がまったく違うじゃないですか?

無理やりに、欠点という文脈で表現するなら
USB3.0というHDDインターフェイスが存在しないことでしょ。

でも、それ目的が違うのだから、欠点では無いんですけどね。

USB規格にはMSDというストレージデバイス向けの規格が含まれているだけで
MSDにネイティブに対応するHDDを作ることはできません。


HDDには、ESDI,SASIとかの過去のものを抜きにしても
IDE(ATA),SCSI,SAS,SATAと、何種類もののHDD用のインターフェイス規格があります。
それぞれ、その時代時代の技術的問題とコストと需要などから、最良を模索してきた技術です。

そして、それぞれにインターフェイスに合わせた、専用のHDDが作られてきました。これ重要。


今売られているHDDのほとんどはSATAで、これをSCSIに変換して使う人は少なく
IDEに変換して使う人も、SATAの無い古いPCのユーザーに限られます。
SATAがあるPCなら、SATA,eSATAで繋ぐのが基本です。


変換みたいな、リスクを増やす手法が使われるようになったのは
IDEの普及が遅れた日本で、高価な(世界的にはサーバー用であった)SCSI HDDの代わりに
安価なIDEのHDDを、SCSIに変換して使おうというトンデモ製品で、これが1990年代の話。

特定企業が提案したPC/ATの仕様に支配された世界で
NEC PC-9801とMacのユーザーは、SCSIより安価なIDEのHDDを、恥を忍んで導入したのです。
USB-HDDが成立したのは、もう少し時代が進んだ先の話です。
PC-9801は滅び、MacはIDEを取り入れ、最終的にPC/ATの仕様を取り入れSATAも導入しています。


ハードディスクの歴史は1950年代に遡りますが、変換して繋ぐような時代は
歴史の半分にも来ていないということになります。


ですから、今のSATA-USB変換という異常な接続方法から
いつかは"変換して繋ぐのが普通"という時代になる可能性もあるといえばあります。

ですが、現在までの流れとしては
HDD用インターフェイスの発展とHDDの発展は両輪として回ってきていて
変換して接続するという手法は、安全性や確実性といった面から、必ず後に回るものにすぎません。


変換によるロスは、微妙なもので、計測しなければわからないものです。
ですが、安全性や確実性を論じる上では、それは可能性において忌避されるものです。

簡単に言えば、変換回路が入るということは、そこに追加のコストが存在します。
必然的に、変換回路は低コスト化を強いられます。
量産効果はあてにできても、本質的にはeSATAより低コスト化はできません。

そして、部品点数が増えることは、同時に故障要因が増えることを意味します。


誰もサーバー向け高品質USB-HDDなんか作っていません。
そんな信頼性を下げつつ高価な装置を買おうとは思わないからです。

結果的に、USB-HDDは並から下までの製品しかありません。


また、USBが汎用バスであることも大きな要因です。
汎用バスであれば、それだけいろんな用途で使われますし
そのために、多様なデバイスドライバーがそれをアクセスすることになります。

USBは手軽な周辺機器接続手段としてヒットしましたが
反面、安易に作られた、粗悪なUSB機器も多々生み出してきました。

それが、USBというバス自体のトラブル要因を生みます。


そういうリスクを避けた使い方をすることはできるでしょう。

ですが、運用でカバーすることを前提に
高品質USB-HDDを企画するというベンダーがありません。
これでは、高品質でリーズナブルという夢を見てもはじまらないのです。
高品質製品企画に、量産効果が期待出来なくなってしまうのです。


このサイトにも「USB-HDDが認識できなくなった」
「フォーマットを求められる=データを抹消しなければ使えない」
といった状態に陥った相談が多々あります。

その問題の本質がどこにあるのかは、何年かかっても特定されず
「こうすれば起きない」という決め手はありません。
「～をやったからそうなったのだ」と断定できるだけの調査結果がありません。


SATA-USB変換回路の問題、USB-HDDに関するソフトウェアの問題などが考えられますが
それらが解決されること無く、ついに記念すべき2013年には、Windows8,8.1で、さらに新しく
高速スタートアップとUSB-HDDのつなぎ変えによるファイル消失事故が実現されました。

まさに人類の夢を託されているかのようです。

これでは、USB3.0であろうとUSB4.0になろうと、SATAに取って代わるわけがありません。

この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時：2014/04/12 22:22