SSDの空き容量が少ないと遅くなる？書き込み処理とTRIMの仕組み

SSDへの書き込みが遅くなっても、空き容量だけが原因とは限りません。OSが表示する空き領域、SSD内部で再利用できるページ、書き込みキャッシュは異なる情報です。ここでは4ページの説明例と一般向けSSDの公式仕様を使って、内部の整理と短時間の書き込み性能を分けて見ます。

1. ファイルの更新とページの整理は別の処理

NANDではページ単位で書き込み、複数ページを含むブロック単位で消去します。更新内容を別のページへ書くと、古いページは無効になります。ガベージコレクション（GC）は、有効なデータを別の場所へ残したうえでブロックを消去し、再利用できる領域を作る整理です。

ページ番号・個数は概念を示すものです。特定のSSDのページ容量、ブロック構成、実際の物理配置を示した図ではありません。

説明のため、1ブロックが4ページで、ページ0・2が有効、1・3が無効になったと仮定します。ブロック全体を消去する前に有効な2ページを別の空き領域へ残す必要があります。「半分が無効だから、その場へ2ページをそのまま上書きできる」という構造ではありません。この4ページは実製品の単位ではなく、図の有効／無効を追う例です。

空き領域や予備領域が少ない状態で書き込みを続けると、整理と書き込みが重なる場合があります。SSD内部のデータ移動も書き込みを増やすため、OSから書いた量とNANDへ書いた量は一致するとは限りません。

2. TRIMは不要な論理領域を知らせる通知

ファイルを削除しただけでは、SSD内部ですべてのデータをその瞬間に消去するとは限りません。Microsoftの資料は、NTFSの削除に伴うファイル管理情報の変更と、不要なセクタを知らせるTRIMを区別しています。GCはSSD内の整理、TRIMはOSなどから不要な論理領域を伝える通知です。

TRIMを実行しても、その時点の速度が必ず回復するとは限りません。OS、接続経路、ドライバー、ドライブの対応を確認します。NTFSの管理情報に関する説明を、すべてのOSやファイルシステムの内部構造へ広げないようにします。

3. キャッシュ有効時の最大速度と連続書き込みを分ける

一般向け製品の例として、Samsung 970 EVO Plusの2019年6月資料を読みます。同資料の1TBモデルは、TurboWrite有効時の最大シーケンシャル書き込みが3,300MB/s、バッファを超える部分のシーケンシャル書き込みが1,700MB/sとされています。測定環境はCore i7-7700K、DDR4 32GB、Windows 10、Iometer 1.1.0です。

これはメーカーの当時の測定条件に基づく製品資料で、今回の実測や、現在販売される同名製品すべての保証値ではありません。短時間の最大値と、キャッシュを超えた部分の値を分けて読むための例です。キャッシュの方式・容量・回復条件は製品ごとに確認します。

空き率とキャッシュを同じ指標にはできません。OSの残量だけではキャッシュの状態が分からず、最大速度だけでも大きなファイル全体の所要時間は決まりません。企業向け製品の予備領域や性能条件を、一般向けSSDの必要空き率として使うことも避けます。

4. 遅い作業の条件をそろえて記録する

まず「小さなファイル1件」「大きなファイルの連続書き込み」「多数の小さなファイル」のどれが遅いかを分けます。同じSSD・コピー元・接続経路で、ファイルの量、開始前の空き容量、温度、同時に動く同期や更新を記録します。コピー元やUSB接続の速度が制限している可能性も残します。

確認のために重要なファイルを削除したり、空き容量を限界まで埋めたりする必要はありません。普段の作業で変化を記録し、製品の診断情報と照合します。読み書きエラー・切断・破損がある場合は、速度だけの問題と決めつけず原本のコピーを優先します。「10％空ければ必ず速い」「TRIMで必ず回復する」といった全製品共通の境界は、この例からは決められません。

参考情報

2026年10月4日に該当本文を確認。SSD実機のベンチマークは未実施です。

• Kingston：Garbage CollectionとTRIM（2022年7月）：ページ／ブロック、GC、削除通知の区別
• Microsoft Learn：TRIM and Unmap hints：不要セクタの通知とNTFSの削除
• Samsung 970 EVO Plus資料（2019年6月、PDF）：2ページ目の1TBモデル最大書き込みと注2のバッファ超過時の値・測定条件