OSインストールに適したストレージの要件(1/3)

　**※お詫び：読みやすさ改善のため記事を全2回から全3回にしました。この記事は3回中の1回目となります。このため記事タイトルを修正し、一部記述を追加・修正ました。**

# はじめに
　昨年（2021年）Windows 11がリリースされました。

　Windows 11に限らずWindowsには「システム要件」と呼ばれる「インストールに最低限必要なシステム（主にハードウェア）スペック」が定義されています。

　ストレージの要件は、Windows 11の場合、容量について「64 GB以上」です<sup>[1]</sup>。

　今回から ~~2~~ 3回の記事で、OSのインストールに適したストレージの要件について説明したいと思います。

　今回の記事では、Windowsのシステム要件におけるストレージ容量の変遷、実際に必要と考えられる容量、そしてOSをインストールするストレージに求められる性能のヒントを説明します。

　なお、2回目の記事ではOSの起動時間短縮に寄与する性能について説明し、最後の3回目の記事ではシステムドライブに求められる特徴と特にSSDを使う場合にSSDに求められる機能をまとめます。

# まとめ
* Windows歴代バージョンのシステム要件では、ストレージは容量のみ規定され、かつ増えている
    * 「性能要件」は示されていない
* 「OSのインストールに適したストレージの性能」には「OSの起動が早いこと」が含まれるのではないか

# 32 GB SSDにWindows 11インストールしようとした
　上記の通り、Windows 11のインストールに必要なストレージ容量は「64 GB以上」とされています。

　そこで、32 GBのSATA SSDにWindows 11（Pro、Home共に）がインストールできるか試しました……が、結果はもちろんインストールできませんでした。

![ストレージの容量不足でWindows 11がインストールできない様子](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/439683/1f889c07-e31b-6d67-9201-a4eb1b53cdf7.png "ストレージの容量不足でWindows 11がインストールできない様子")
図1：ストレージの容量不足でWindows 11がインストールできない様子

　ストレージの容量が足りないとこんな風に表示されるのですね。初めて見ました。

　図1を拡大したものが以下の図2です。「（空き容量が）52 GB以上必要だ」と表示されています。

![図1のストレージ容量不足表示の拡大](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/439683/d53654c3-89cf-a83e-6d54-c51f60ed698f.png "図1のストレージ容量不足表示の拡大")
図2：図1のストレージ容量不足表示の拡大

　この表示を見ると、確かにWindows 11のインストールには最低でも64 GB SSDを用意する必要があるようです。

# Windowsのストレージ容量要件の遷移
　そこで、Windowsのシステム要件におけるストレージ容量（空き容量）の変遷を調べました。ここではデスクトップ版のみを挙げています。

表1：Windows（デスクトップ版）のバージョンとストレージ要件

| バージョン（名称）| リリース年 | ストレージ要件（容量） |
| :-: | :-: | :-: |
| Windows XP | 2001年 | 1.5GB 以上の空き容量<sup>[2]</sup> |
| Windows Vista | 2006年 | 20 GB以上（空き容量15 GB以上）<sup>[3]</sup> | 
| Windows 7 | 2009年 | 16 GB（32ビット版）、20 GB（64ビット版）<sup>[4]</sup>|
| Windows 8 | 2012年 | 16 GB（32ビット版）、20 GB（64ビット版）<sup>[5]</sup>|
| Windows 10 | 2015年 | 16 GB（32ビット版）、32 GB（64ビット版）<sup>[6]</sup>|
| Windows 11 | 2021年 | 64 GB<sup>[1]</sup> |

　Windows XPとWindows 11を比較すると隔世の感があります。

　デスクトップ版のほかには、Windows ServerやWindows RT、Windows Mobile、Windows IoT Coreなど様々なエディションがあり、各エディションの特性によりストレージ要件は異なります。

　例えば、Raspberry Pi向けイメージもリリースされたWindows 10 IoT Coreのストレージ要件（容量）は2 GB<sup>[7]</sup>です。

　いずれにしても、ストレージ要件（容量）は増えてきました。今後も増えていくと考えられます。

　現状、Windowsの快適な動作に十分な性能を持つ64 GBのドライブを店頭で探すのは難しいです。

　そもそも、アプリケーションのインストールやインストール後の運用（Windows Updateなどによるもの）を考えると容量64 GBでは到底心許なく、またSSDの場合は容量が大きいほうが（余裕が多いほうが）性能も高くなりかつ寿命の有効活用が期待できるので、より容量の大きいドライブが選択肢になります。

　店頭での入手性や性能面、またコストパフォーマンスを考慮すると、SSDであれば512 GB以上が良いと考えます。私が調べた[昨年（2021年）末時点での512 GBモデルの平均小売価格](https://qiita.com/ken-yossy/items/04b71c3f130c9c6298ee)では、SATA SSDとPCIe Gen3接続のSSDは1万円未満、PCIe Gen4接続のSSDでも1万5千円未満です。

# OSをインストールするドライブに必要な性能
　ここまでストレージの要件として記載されていたものは容量のみでした。つまり、シーケンシャルリード／ライトなどの性能要件がありません。

　とはいえ「**OSをインストールするドライブに求められる性能は何か？**」が気になりますよね。

　「システムドライブ（＝OSをインストールするドライブ）」に行われ、「非システムドライブ」には行われないワークロードはもちろん「**OS起動処理のワークロード**」です。

　すると、「OSをインストールするドライブに求められる性能」には **「OSの起動が早いこと」が含まれる**、と考えられます。

　このことに関して、興味深い評価結果が先日公開された記事<sup>[8]</sup>に掲載されていました。

　この記事はHDD、SATA SSD、PCIe Gen3接続SSD、そしてPCIe Gen4接続SSDについて、様々な方法と指標で評価した結果をまとめたものです。その中で、OS起動時間に関する評価結果を次のようにまとめています。

> 　まずは、OS起動時間だが、PCIe 4.0/PCIe 3.0 SSDの3製品がきれいに横並びになった。3製品の差は、コンマ数秒しかなく、誤差とっても問題ではないほどのわずかの差しかない。また、SATA SSDとPCIe 4.0 SSD/PCIe 3.0 SSDとの差も約1秒ほどしかない。
>
>　この結果から、SATA SSDでもOS起動についてはPCIe 4.0 SSD/PCIe 3.0 SSDにかなり近い体感性能を得られることが分かる。一方でHDDは、特に電源オンからデスクトップが表示されるまでにSSDの約3倍の時間を要するなど、大きな差が出ている。

　つまり、「**OS起動時間について言えばSATA SSDとPCIe接続のSSDとで体感性能はそこまで大きく変わらない**」ということです。

　記事に掲載された評価対象SSDのスペック表を見ると、少なくともSATA SSDとPCIe接続SSDではシーケンシャル性能もランダム性能も桁が違います。つまり、この性能差はOS起動時間に影響していないことになります。

　もちろん、OS起動時にはストレージアクセス以外にも各種ハードウェアの初期化処理が様々なタイミングで行われるため、ストレージの性能差がOS起動時間の差に現れにくい、という理由もあります。

　しかし、HDDとSSDを比較するとOS起動時間に大きな差（数十秒単位）がついています。

　そのヒントは、記事にも記載された「**Queue Depth = 1 (Q1)の性能**」にあります。記事に掲載されているCrystal Disk Markによる評価結果を見ると、SATA SSDとPCIe接続SSDとではこの性能（"Q1T1"のグラフを参照）は桁が同じで、SSDとHDDとではこの性能は桁が違う、ことがわかります。

　次回の記事では、OSの起動処理時間短縮になぜストレージのQD = 1の性能が重要なのか、についても説明します。

# まとめ
　この記事では、Windowsの歴代バージョンにおけるストレージのシステム要件をまとめ、容量要件が増えていること、要件には容量のみ規定されていることを説明しました。

　そして「システム要件に容量しか規定がない」ことから、「OSのインストールに適したストレージの性能とは何なのか？」という問題提起を行い、「OSの起動にかかる時間の短縮に寄与すること」がその答えの一つではないか、と説明しました。

　次回は、 ~~OSの起動時間短縮に寄与する性能を含め、「OSのインストールに適したストレージ」に求められる性能以外の要件についてまとめます。~~ OSの起動時間短縮に寄与する性能について説明します。

# References
[1] Microsoft、_「[Windows 11 の仕様、機能、コンピューターの要件を確認する](https://www.microsoft.com/ja-jp/windows/windows-11-specifications)」_、2022年2月6日閲覧
[2] _[Microsoft Windows XP - Wikipedia](https://ja.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Windows_XP)_、2022年2月8日閲覧
[3] _[Microsoft Windows Vista - Wikipedia](https://ja.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Windows_Vista)_、2022年2月8日閲覧
[4] Microsoft、_「[Windows 7 のシステム要件](https://support.microsoft.com/ja-jp/windows/windows-7-%E3%81%AE%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0%E8%A6%81%E4%BB%B6-df0900f2-3513-a851-13e7-0d50bc24e15f)」_、2022年2月8日閲覧
[5] _[Microsoft Windows 8 - Wikipedia](https://ja.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Windows_8)_、2022年2月8日閲覧
[6] Microsoft、_「[Windows 10 インストールのシステム要件](https://www.microsoft.com/ja-jp/windows/windows-10-specifications#primaryR2)」_、2022年2月8日閲覧
[7] Microsoft、_[Windows minimum hardware requirements](https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/design/minimum/minimum-hardware-requirements-overview)_、2022年2月8日閲覧
[8] 北川 達也、_「[同じSSDでもこれだけ違う。SATAから第4世代PCIeまで速度差を検証](https://pc.watch.impress.co.jp/docs/topic/feature/1386511.html)」_、PC Watch、2022年2月8日

# ライセンス表記
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/"><img alt="クリエイティブ・コモンズ・ライセンス" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-sa/4.0/88x31.png" /></a><br />この記事は<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/">クリエイティブ・コモンズ 表示 - 継承 4.0 国際 ライセンス</a>の下に提供されています。