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今月の技術 Tips 今回は価格が高騰しているハードディスクの最新技術と DIGAのハードディスク解析のをまとめてみた
ハードディスクの最新動向 最近ハードディスクが大変高価になっている。それだけ需要が大きくなっているからであろう。 アルミ基板に替わるガラス基板が使われるようになってきた。 ガラス製ハードディスク円盤は高い剛性と耐衝撃性に優れる。 従来のアルミ基板に比べて硬く、毎分数千〜1万回転を超える高速回転でも たわみや歪みが少ない。 優れた平滑性: 表面をナノメートル単位で平らに磨き上げられるため、 磁気ヘッドをディスクに極めて近づけて記録密度を大幅に高められる。 薄型化と大容量化: 薄くても強度が保てるため、3.5インチなどの 大型HDDの筐体内により多くのディスクを重ねて大容量化できる。 次世代技術への対応: 熱アシスト磁気記録（HAMR）などの高発熱を伴う 次世代の超高密度記録技術において、熱に強いガラス基板の採用が必須となっている。 HOYAの優位性: HOYAは、光学ガラスで培った精密加工技術を応用し、 HDD用ガラス基板（特にモバイル向けや高付加価値品）で圧倒的な 世界シェアを持っている。 AI・データセンター需要: SSDの普及が進む一方で、AIやビッグデータの 爆発的増加に伴う「冷データ（あまりアクセスしない長期保存データ）」の保存先として 大容量HDDの再評価が進んでおり、ガラス基板の需要を支えている。 HOYAは技術革新を加速が世界シェア100%の独占状態。日本の基礎産業恐るべし。 DIGAのHDD管理の研究 １．～2012年製造の機種 ～2012年 増量換装が比較的容易。HDD内に記録された容量情報を書き換えることで対応可能。 DIGAがHDDに書いた「容量情報」が鍵である。 古いDIGAでは、HDDに次のような情報が書かれている。 元HDD ┌─────────────────────┐ │ DIGA固有情報 │ │ HDD容量情報 │ │ パーティション/管理情報 │ │ │ │ 録画領域 │ │ │ └─────────────────────┘ という構造。 例えば 500GB → 4TB にする場合、 元HDDをセクタ単位でクローン 4TB HDDにコピー HDD内に記録されている「500GB」という情報を4TB相当へ変更.HxDというソフト使用。 つまり、HDDの物理容量そのものより、DIGAがHDD内に持っている容量情報が重要。 2012年までのDIGAでは、容量を表す値として次の4バイト×2種類が使われている。 例えば500GBの場合： 設定値1 51 BA 80 0E 設定値2 51 CA 8C 0E 4TBなら： 設定値1 88 C2 5D 74 設定値2 88 D2 69 74 そして、この2種類がそれぞれ8箇所、合計16箇所に存在することが確認されている。 その他の容量の設定例 解析資料では容量ごとに、 容量 設定値1 設定値2 250GB 28 15 3A 07 28 25 46 07 320GB 90 9F 43 09 90 AF 4F 09 500GB 51 BA 80 0E 51 CA 8C 0E 750GB 79 5F C7 15 79 6F D3 15 1TB A2 04 0E 1D A2 14 1A 1D 2TB 44 99 28 3A 44 A9 34 3A 3TB E6 2D 43 57 E6 3D 4F 57 4TB 88 C2 5D 74 88 D2 69 74 6TB CC EB 92 AE CC FB 9E AE 8TB 10 15 C8 E8 10 25 D4 E8 という規則性があります。 セクターでは 設定値1 セクタ 512 520 528 536 66048 66056 66064 66072 設定値2 セクタ 520 528 536 536 66056 66064 66072 66072 設定値１の対応するバイトオフセットは、 0x00401C4 0x00411C4 0x00421C4 0x00431C4 0x20401C4 0x20411C4 0x20421C4 0x20431C4 設定値２の対応するバイトオフセットは、 0x0041014 0x0042014 0x0x43008 0x0043014 0x2041014 0x2042014 0x2043008 0x2043014 つまり、 HDD │ ┌─────────┴─────────┐ │ │ 約2MB付近 約512MB付近 │ │ │ │ 管理情報群 管理情報群 │ │ │ │ 4バイト 4バイト │ │ │ │ 容量値1 容量値1 │ という構造 しかしながら2011年製のBR585は上記のHDD構造と全く異なる特徴がある。 320GBのHDD搭載だが２TBまで増量可能。この辺がパナソニックの統一の取れない開発体制か。 データは0x9000番地以降に書かれこの番地から最大番地まで使えるクラスタ数（２ｋB単位）が ヘッダー部分に書かれているようだ。すなわち320GBの場合は次のようになる。 (HDDの最大バイト数－0x9000）/2048）の値を16進数に変換したものが書かれている。 ただしリトルエンディアン数で書かれている。320GBの場合は次のようになる。 （320072933376ｰ1686110208）/2048=155462316 これを16進数に直すと09442AAC になる。 DIGAのHDDにはAC2A4409のようにリトルエンディアン（Little Endian）形式で書かれている。 BR585のHDDをHxDというHDDeditorを使ってAC2A4409検索したところ8個見つかった。 この値を１TB用の計算値に書き換えれば１TBのHDDに換装が可能。そこで１TBの値を計算してみる。 Hitachの1TB HDDの容量は1000204886016バイト。メーカーが違うとこの値は変わるので要注意。 （1000204886016ｰ1686110208）/2048=487557996 これを16進数に直すと1D0F8B6C になる。 320GBのHDDを1TBのHDDにクローンコピーし１TBの値(6C8B0F1D)に変更して換装できた。 ２．2013年以降の機種 「2013～2016年」と「2017年以降」で完全に方式が切り替わった、 というより、2013年頃にDIGAのHDD管理方式が大きく変更され、その後さらに世代を重ねて 容量チェックが強化された。 2013～2016年 同容量交換は可能、増量は原則不可。 DIGA側がHDD容量を固定値として管理する仕組みが強化された。 現在の換装情報でも「2013年以降は増量換装不可」というのが基本的な扱いになっている。 一方で、2013年以降でも容量情報を解析・変更することで増量に成功した例は存在するが 詳細は述べられていない。 容量制限」の正体は何か？ DIGAの内蔵HDD換装では、一般的なPCのように HDDを接続 → BIOSが容量を認識 → OSでフォーマットという処理ではない。 DIGAの場合は概念的には、 ① HDDを接続し初期化作用に入る ↓ ② HDDの容量・型式などを確認 ↓ ③ DIGA専用の領域構成を作る ↓ ④ システム領域を作成 ↓ ⑤ 録画用領域を確保 ↓ ⑥ DIGA内部の管理データと対応付ける という流れに。 したがって、例えば「4TB HDDを入れたら4TBとして使えるか？」は、 HDDが4TBだから使える、とは限らない。DIGAのファームウェアに書かれている容量しか扱わない。 2013年以降ではHDDに書かれた容量情報だけを変更すればよい」という状態ではなくなったこと。 概念的には、 DIGA本体 │ ├─ この機種の標準HDD容量 = X TB │ └──────────────┐ ↓ HDD情報 │ 容量 = X TB？ │ ┌─────┴─────┐ │ │ YES NO │ │ 使用 HDD異常 のように、DIGA側にも容量に関する情報を持たせる方向になったと考えるのが自然。 そのため、4TB HDDを入れても、 「物理的には4TBあるから4TBとして使う」とはならない。 2013年モデルの例外的な例。 2013年４月モデルのBWT630などでは、クローン後に複数箇所の容量設定値を変更するという換装事例が報告されている。 ある事例では設定値が6～8箇所存在することが議論されている。 以下はkakaku.comからの記事転用 「DMR-BZT750が、安く購入できたので、 使用中のDMR-BWT630のHDD交換を ネットで調べて、バイナリを色々といじり、題名の4TB HDDへ 交換してみました。結果、成功しました。 元のHDDは、 WesternDigital AV-GPシリーズのWD10EURX ( 1.0TB 5900rpm キャッシュ64MB )あんまり見かけない子。 交換後のHDDは、 HGSTの外付けHDD Touro Desk DX3 TV 4000GB Black JP 0S03584 中身取り出しての HDS5C4040ALE630 ( 4.0TB CoolSpin自動制御 キャッシュ32MB プラッタ数5枚 )です。 元の1TBから4TBへ容量UPなので、録画時間が飛躍的に 増えました。 しかし、1録画番組( 長・短時間番組、関係無く )の消去時間が、 元の1TB HDDの時より、気持ち長くなった様に感じます。 あくまで「気持ち的」に感じるだけなので、消去時間は2秒以上、 長くなっていないと思います。 まぁ、キャッシュが減り、容量とプラッタ数が増えた為、 ヘッド等が忙しいのかも。 ちなみにDMR-BZT730も所有しており分解してみると 搭載HDDは、SeagateのST2000VM003 ( 2.0TB 5900rpm キャッシュ64MB 4Kセクター )でした。 これをWesternDigital WD Red WD20EFRX ( 2.0TB キャッシュ64MB SATA3.0 )にセンチュリーの 裸族のお立ち台DJ CROS2EU3CP ( クローンプラスUSB3.0&eSATA )で HDDコピーしたらDMR-BWT630、DMR-BZT730共に起動しました。 HDDの発熱が心配なので、暫くは様子見。 DMR-BWT630のBDレコーダー箱が小さいので、上手く排気出来れば 良いのですが、BDレコーダー設計時想定外のHDD発熱ですからね・・・。 ( DMR-BZT730の場合は、BDレコーダー箱がDMR-BWT630の約1.5倍大きい からHDD発熱は、何とかなると思うけど )」