第4回:ディスク管理とストレージ技術

追記予定の注意書き

この項目は、随時追記します。なにかのヒントになれば嬉しいです。

パソコンを使っていて、突然「ディスク空き容量が不足しています」というメッセージが表示されて、新しいファイルが保存できなくなったり、システムの動作が遅くなったりした経験はありませんか?

このような症状は、特に長期間パソコンを使っていると発生しやすいです。
今日はこの問題を理解するために、Windowsのディスク管理とストレージ技術について詳しく見ていきます。

第4回:ディスク管理とストレージ技術

今日は、「ディスク管理とストレージ技術」について学んでいきます。
そして、皆さんが経験したことがあるかもしれない「ディスク空き容量が不足しています」というエラーメッセージについて、その原因と解決方法を理解していきましょう。

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1. ストレージの基礎知識

ストレージの基礎知識

まず、コンピュータでデータを保存する「ストレージ」の基礎知識から説明します。

ストレージ」とは、データを保存するための装置やメディアのことです。

主なストレージの種類には以下のようなものがあります:

  1. HDD(ハードディスクドライブ)
    磁気ディスクを使った記憶装置で、容量あたりの価格が安いですが、機械的な部品があるため比較的遅く、衝撃に弱いという特徴があります。
  2. SSD(ソリッドステートドライブ)
    フラッシュメモリを使った記憶装置で、HDDより高速で衝撃に強いですが、容量あたりの価格が高くなります。
  3. USB メモリ
    持ち運びができる小型のフラッシュメモリで、データの移動や簡易バックアップに便利です。
  4. 光学ディスク(CD、DVD、Blu-ray)
    レーザーを使ってデータを読み書きするメディアで、長期保存に向いていますが、近年はあまり使われなくなっています。
  5. クラウドストレージ
    インターネット上のサーバーにデータを保存するサービスで、デバイス間での同期や共有が容易です。

現代のパソコンでは、主にSSD、あるいはHDDかその両方が内蔵されています。
Windowsシステムは通常、内蔵ストレージにインストールされ、データもここに保存されます。

1-1. パーティションとドライブレターの概念

パーティションとドライブレターの概念

次に、Windowsがストレージをどのように認識し管理しているかについて説明します。

パーティション」とは、物理的な1つのディスク論理的に分割したものです。

  • これにより、システム用とデータ用を分けたり、複数のOSをインストールしたりすることが可能になります。
  • Windowsでは、各パーティションにドライブレター(C:, D:, E: など)が割り当てられます。
例えば、

500GBのハードディスクを、250GBのCドライブと250GBのDドライブに分けることができます。

パーティションとドライブレターの概念

通常、Windowsがインストールされているパーティションは「C:」となります。

パーティションには、いくつかの種類があります:

  1. プライマリパーティション
    直接ブート(起動)可能なパーティションで、1つのディスクに最大4つまで作成できます。
  2. 拡張パーティション
    プライマリパーティションの一種で、その中に複数の論理ドライブを作成できます。
  3. 論理ドライブ
    拡張パーティション内に作成されるパーティションで、ドライブレターが割り当てられます。
  4. システム予約パーティション
    Windows 7以降では、起動に必要なファイルを保存するための小さなパーティションが自動的に作成されることがあります。
パーティションとドライブレターの概念

パーティションの作成や管理には、Windowsの「ディスクの管理」ツールを使用します。

1-2. Windowsのディスク管理ツール

Windowsには、ディスクを管理するための「ディスクの管理」というツールが用意されています。

ディスクの管理を開くには、以下の方法があります:

  • Windowsキー + Xを押して、表示されるメニューから「ディスクの管理」を選択
  • コントロールパネルの「管理ツール」から「コンピューターの管理」を開き、「ディスクの管理」を選択
  • Windowsキー + Rを押して「diskmgmt.msc」と入力し、Enterキーを押す
Windowsのディスク管理ツール

ディスクの管理を開くと、コンピュータに接続されているすべてのディスクとパーティションが表示されます。
上部には各ドライブの容量や空き容量などの情報が、下部にはディスクのパーティション構成が図で表示されます。

このツールでは、以下のような操作が可能です:

  • パーティションの作成、削除、フォーマット
  • ドライブレターの変更
  • パーティションのサイズ変更(拡張や縮小)
  • ディスクの初期化
  • ベーシックディスクとダイナミックディスクの変換
  • ボリュームの作成(シンプルボリューム、スパンボリューム、ストライプボリュームなど)
Windowsのディスク管理ツール

ただし、システムが使用中のパーティション(例:Cドライブ)には、一部の操作が制限されています。

1-3. ボリュームとストレージスペース

Windowsでは、より高度なディスク管理機能として「ボリューム」と「ストレージスペース」という概念があります。

ボリュームとは、1つまたは複数のディスクにまたがる論理的な記憶領域です。
主なボリュームの種類には以下のようなものがあります:

  1. シンプルボリューム
    1つのディスク上の1つのパーティションです。
    通常のCドライブやDドライブなどが該当します。
  2. スパンボリューム
    複数のディスクにまたがるボリュームで、容量を合算します。
    例えば、500GBのディスクと500GBのディスクを組み合わせて、1TBのボリュームを作ることができます。
    ただし、1つのディスクが故障すると、データ全体が失われるリスクがあります。
  3. ストライプボリューム(RAID 0)
    複数のディスクにデータを分散して書き込むことで、読み書きの速度を向上させます。
    こちらも1つのディスクが故障すると、データ全体が失われます。
  4. ミラーボリューム(RAID 1)
    2つのディスクに同じデータを書き込み、冗長性を確保します。
    1つのディスクが故障しても、もう1つのディスクからデータを復旧できます。

ストレージスペースは、Windows 8以降で導入された機能で、複数の物理ディスクを1つの論理的なプールとして扱い、その中から仮想ディスクを作成できます。

ボリュームとストレージスペース

これにより、柔軟なディスク管理や、データの冗長性確保が可能になります。

2. ディスク空き容量の確認方法

ディスクの空き容量を確認するには、いくつかの方法があります:

  1. エクスプローラーでの確認
    エクスプローラーを開き、左側のナビゲーションペインで「PC」または「このPC」をクリックします。
    右側にドライブの一覧が表示され、各ドライブの容量と空き容量を確認できます。
  2. ドライブのプロパティでの確認
    エクスプローラーでドライブを右クリックし、「プロパティ」を選択します。
    表示されるウィンドウに、円グラフでディスク使用状況が視覚的に表示されます。
  3. ディスククリーンアップツールでの確認
    ドライブのプロパティウィンドウで「ディスククリーンアップ」ボタンをクリックすると、不要なファイルの種類とその容量が表示されます。
  4. ストレージ設定での確認
    Windows 10以降では、設定アプリの「システム」→「ストレージ」で、ディスク使用状況の詳細な内訳を確認できます。
ディスク空き容量の確認方法

空き容量が少なくなると(通常は10%以下)、Windowsは警告メッセージを表示し始めます。
また、ディスク空き容量が極端に少なくなると、システムの動作が遅くなり、最終的には新しいファイルが保存できなくなったり、一部の機能が正常に動作しなくなったりします。

2-1. ディスク空き容量不足の原因

ディスク空き容量が不足する主な原因には、以下のようなものがあります:

  1. 大容量ファイルの蓄積
    写真、動画、音楽などの大容量ファイルが増えていくと、知らないうちにディスク容量を圧迫します。
  2. アプリケーションの増加
    多数のアプリケーションをインストールすると、それぞれがディスク容量を使用します。特に最近のアプリケーションは、以前と比べて容量が大きくなっている傾向があります。
  3. アップデートの蓄積
    Windowsのアップデートや、アプリケーションのアップデートが蓄積されると、ディスク容量を消費します。特に、Windows Updateは古いバージョンのシステムファイルを一定期間保持するため、容量を圧迫することがあります。
  4. 一時ファイルの蓄積
    ブラウザのキャッシュ、アプリケーションの一時ファイル、システムの一時ファイルなどが蓄積されると、ディスク容量を消費します。
  5. ごみ箱のファイル
    ファイルを削除しても、実際には「ごみ箱」に移動されるだけで、ディスク容量は解放されません。ごみ箱を空にして初めて、容量が解放されます。
  6. システムの予約領域
    Windowsは、ページファイル(仮想メモリ)やハイバネーションファイル(スリープ状態の保存)などのために、一部のディスク容量を予約しています。
  7. 重複ファイル
    同じファイルが複数の場所に保存されていると、無駄にディスク容量を消費します。
  8. 隠しファイルやシステムファイル
    通常は表示されない隠しファイルやシステムファイルも、ディスク容量を消費しています。

これらの要因が組み合わさると、時間の経過とともにディスク容量が徐々に減少していきます。

2-2. システムファイルとページファイル

ディスク容量を消費する重要なシステム要素について、もう少し詳しく説明します。

システムファイルは、Windowsの動作に必要な基本的なファイルです。これらは通常、Cドライブの「Windows」フォルダに保存されています。システムファイルには以下のようなものがあります:

  • OS本体のファイル(実行ファイル、DLLなど)
  • ドライバーファイル
  • システム設定ファイル
  • ログファイル

システムファイルは、Windows Updateによって更新されることがあります。更新時には、古いファイルが一定期間保持されるため(ロールバック用)、更新頻度が高いと容量を圧迫することがあります。

ページファイル(pagefile.sys)は、物理メモリ(RAM)の拡張として機能する仮想メモリのためのファイルです。RAMが不足した場合、Windowsは一時的にデータをページファイルに移動させることで、メモリ不足を補います。

ページファイルのサイズは、通常、RAMのサイズに基づいて自動的に設定されますが、手動で調整することも可能です。一般的に、ページファイルのサイズはRAMの1〜1.5倍程度が推奨されています。

他にも、ハイバネーションファイル(hiberfil.sys)は、ハイバネーション(休止状態)時にメモリの内容を保存するためのファイルで、通常、RAMとほぼ同じサイズになります。

これらのシステムファイルは、通常は非表示になっていますが、ディスク容量の大きな部分を占めることがあります。

3. ディスク容量の解放:ディスククリーンアップ

ディスク容量を解放する最も基本的な方法は、Windowsの「ディスククリーンアップ」ツールを使用することです。

ディスククリーンアップを実行するには:

  1. エクスプローラーでドライブ(通常はCドライブ)を右クリックし、「プロパティ」を選択します。
  2. 「全般」タブで「ディスククリーンアップ」ボタンをクリックします。
  3. 初期スキャン後、削除可能なファイルの種類と容量が表示されます。
  4. 「システムファイルのクリーンアップ」ボタンをクリックすると、より多くの項目(Windows Updateの一時ファイルなど)が表示されます。
  5. 削除したい項目にチェックを入れて「OK」をクリックします。

ディスククリーンアップで削除できる主な項目は以下の通りです:

  • ダウンロードしたプログラムファイル:Internet Explorerのキャッシュなど
  • 一時インターネットファイル:ブラウザのキャッシュ
  • ごみ箱:削除済みのファイル
  • 一時ファイル:アプリケーションやシステムの一時ファイル
  • サムネイルキャッシュ:フォルダのサムネイル表示用のキャッシュ
  • Windows Updateのクリーンアップ:更新プログラムの一時ファイルや古いバージョン
  • 以前のWindowsのインストール:Windows 10の大型アップデート後に残る古いWindowsのファイル
  • Windowsアップグレードログファイル:アップグレード時のログファイル

これらのファイルを削除しても、通常のシステム動作には影響ありません。ただし、「以前のWindowsのインストール」を削除すると、以前のバージョンに戻すことができなくなるので注意が必要です。

3-1. ディスク容量の解放:ストレージセンサー

Windows 10の「Fall Creators Update」以降では、「ストレージセンサー」という機能が導入されました。
これは、ディスク容量を自動的に管理するための機能です。

ストレージセンサーを設定するには:

  1. Windowsの設定アプリを開きます(Windowsキー + I)。
  2. 「システム」→「ストレージ」を選択します。
  3. 「ストレージセンサー」をオンにします。
  4. 「今すぐ実行」をクリックすると、すぐに不要なファイルを削除できます。
  5. 「構成」をクリックすると、詳細設定を行えます。

ストレージセンサーでは、以下のような設定が可能です:

  • 一時ファイルの削除頻度
    1日、14日、30日、60日などから選択
  • ごみ箱のファイル自動削除
    特定の期間(例:30日以上前のファイル)
  • ダウンロードフォルダのファイル自動削除
    特定の期間のファイル
  • オンデマンドファイルの自動削除
    一定期間使用していないクラウドファイル

「ストレージセンサーの実行頻度」を設定することで、定期的に自動クリーンアップを行うこともできます。
ディスク容量が少なくなったときのみ実行するように設定も可能です。

ディスク容量の解放:ストレージセンサー

このツールは、手動でのディスク管理が面倒な場合に便利です。

3-2. ディスク容量の解放:大きなファイルの特定と対処

ディスク容量を大量に消費している大きなファイルを特定して対処することも重要です。

大きなファイルを特定する方法:

  1. Windowsのストレージ設定を使用
    Windows 10以降では、設定アプリの「システム」→「ストレージ」で、どの種類のコンテンツがどれだけの容量を使用しているかを確認できます。「ドライブを表示」をクリックすると、詳細な内訳が表示されます。
  2. サードパーティ製ツールを使用
    「WinDirStat」「TreeSize Free」などのツールを使うと、ディスク使用状況をビジュアル的に表示し、大きなファイルやフォルダを簡単に特定できます。
  3. エクスプローラーの検索機能を使用
    エクスプローラーの検索ボックスに「size:gigantic」(4GB以上)や「size:huge」(1〜4GB)などと入力すると、大きなファイルを検索できます。

大きなファイルが見つかったら、以下のような対処を検討します:

  1. 不要なファイルの削除
    不要な大型ファイル(古い動画、写真、ダウンロードしたインストーラーなど)を削除します。
  2. 外部ストレージへの移動
    必要だが頻繁にアクセスしないファイルは、外付けHDDやUSBメモリ、クラウドストレージなどに移動します。
  3. アーカイブ(圧縮)
    複数のファイルをZIPなどの圧縮形式にアーカイブすることで、容量を節約できることがあります。
  4. 重複ファイルの削除
    同じファイルが複数の場所に保存されている場合は、不要な複製を削除します。
ディスク容量の解放:大きなファイルの特定と対処

このような定期的なメンテナンスを行うことで、ディスク容量を効率的に使用できます。

3-3. 不要なアプリケーションを削除する

インストールされているアプリケーションも、ディスク容量を大きく占有することがあります。

不要なアプリケーションを削除する

不要なアプリケーションを削除することで、容量を解放できます。

アプリケーションを管理する方法:

  1. 設定アプリからのアンインストール
    Windows 10以降では、設定アプリの「アプリ」→「アプリと機能」で、インストールされているアプリケーションの一覧とそのサイズを確認し、不要なものをアンインストールできます。
  2. コントロールパネルからのアンインストール
    従来のコントロールパネルの「プログラムのアンインストール」からも、アプリケーションの管理が可能です。
  3. Windows機能の管理
    Windowsに組み込まれている機能(Internet Explorer、Windows Media Player、.NET Frameworkなど)は、「Windowsの機能の有効化または無効化」から管理できます。

また、最近のWindowsでは「アプリの一時的な削除」という機能もあります。
これは、ストレージ容量が不足した場合に、あまり使わないアプリを一時的にアンインストールし、必要なときに再インストールする機能です。

不要なアプリケーションを削除する

設定アプリの「アプリ」→「アプリと機能」の「空き容量を増やす」セクションで設定できます。

4. ディスクのデフラグとトリム

ディスクのパフォーマンスとスペース効率を維持するために、「デフラグ」と「トリム」という操作があります。

ディスクのデフラグとトリム

最近のWindowsでは、これらの処理は「最適化」という名前で統一されており、ドライブの種類(HDDかSSD)を自動的に判断して、適切な処理(デフラグまたはトリム)を行います。

デフラグ(断片化解除)」は、HDDに保存されたファイルの断片化を解消する処理です。

HDDでは、ファイルが追加・削除を繰り返されると、連続した領域に保存されずに「断片化」することがあります。
断片化が進むと、ファイルの読み書きに時間がかかるようになります。
デフラグを実行すると、ファイルが連続した領域に再配置され、アクセス速度が向上します。

デフラグを実行するには:

  1. エクスプローラーでドライブを右クリックし、「プロパティ」を選択します。
  2. 「ツール」タブの「最適化」ボタンをクリックします。
  3. 最適化するドライブを選択し、「最適化」ボタンをクリックします。

トリム」は、SSDに対して行う操作で、削除されたファイルの領域を「クリーンアップ」することで、SSDのパフォーマンスを維持します。

ディスクのデフラグとトリム

SSDでは、デフラグは不要(むしろ寿命を縮める可能性があります)ですが、トリムは定期的に行うことが推奨されています。

4-1. ディスクのエラーチェックと修復

ディスクにエラー不良セクタがあると、使用可能な容量が減少したり、データが破損したりする可能性があります。
Windowsには、ディスクのエラーをチェックして修復する機能があります。

ディスクのエラーチェックを実行するには:

GUIを使用する方法

  1. エクスプローラーでドライブを右クリックし、「プロパティ」を選択します。
  2. 「ツール」タブの「チェック」ボタンをクリックします。
  3. 「ドライブのスキャン」をクリックして、基本的なチェックを実行します。
  4. エラーが見つかった場合は、「ドライブの修復」をクリックします。

コマンドプロンプトを使用する方法

  1. 管理者権限でコマンドプロンプトを開きます。
  2. chkdsk C: /f と入力します(Cはチェックするドライブ、/fは見つかったエラーを修復するオプション)
  3. システムドライブの場合は、再起動後にチェックが実行されます。

PowerShellを使用する方法

  1. 管理者権限でPowerShellを開きます。
  2. Repair-Volume C -Scan と入力してスキャンを実行します。
  3. Repair-Volume C -SpotFix と入力して簡易修復を実行します。
  4. Repair-Volume C -OfflineScanAndFix と入力して完全なオフラインスキャンと修復を実行します。

定期的なエラーチェックは、ディスクの健全性を維持するために重要です。
特に、ファイルの破損や不明なエラーが頻発する場合は、ディスクの物理的な問題がある可能性があるため、エラーチェックを実行することをお勧めします。

5. ディスク管理のベストプラクティス

ディスク容量とパフォーマンスを最適に保つためのベストプラクティスをいくつか紹介します:

定期的なクリーンアップ

    • ディスククリーンアップを定期的に実行する
    • 不要なファイルや使わないアプリケーションを削除する
    • ストレージセンサーを有効にする

    パーティション分割の活用

      • OSとデータを別のパーティションやドライブに分ける
      • これにより、OSの再インストールやバックアップが容易になる

      十分な空き容量の確保

        • ドライブの容量の10〜15%以上は常に空けておく
        • 特にシステムドライブ(C:)は重要

        定期的なメンテナンス

          • デフラグ(HDD)やトリム(SSD)を定期的に実行する
          • エラーチェックを定期的に実行する

          バックアップの習慣化

            • 重要なデータは定期的にバックアップする
            • 外付けHDDやクラウドストレージを活用する

            ディスク使用状況の監視

              • ディスク使用量を定期的にチェックする
              • 急激な容量減少がある場合は原因を調査する

              SSDとHDDの特性を理解する

                • SSDは速いがコストが高い、HDDは容量が大きいがやや遅い
                • OSやアプリケーションはSSDに、大容量データはHDDに保存するなど使い分ける

                ディスク警告に注意する

                  • Windowsのディスク関連の警告や通知を無視しない
                  • SMART(ディスクの自己診断機能)の警告があれば、すぐにバックアップを取る
                  ディスク管理のベストプラクティス

                  これらの習慣を身につけることで、ディスクトラブルを未然に防ぎ、システムのパフォーマンスを維持することができます。

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