ちゃたろう自由研究

Thinkpad X40 ゼロスピンドル化(SSD化)について。

ゼロスピンドル化とは

　PCに光学ドライブやHDD等、回転系ドライブを使わず、フラッシュメモリなどを用いる方法。 　本来はSSD(Solid State Drive)=外部記憶用専用フラッシュメモリを使う。 　Thinkpad X40には現時点でインターフェースが合うSSDはほとんどないので、代替手段としてコンパクトフラッシュと変換アダプタを使う。

ゼロスピンドル化するメリット

基本的にはHDDのデメリットを補うもの。 ■HDDがうるさい。 ：最近のHDDは流体軸受けを採用しているので、基本的には静かだが、ファイルアクセス時にはシーク音と呼ばれるディスク読み書き・ヘッド移動の音がする。 HDDの型番によってシーク音の大小があるが、今回の機種に使われていたHDD(HTC426040G9AT00)はシーク音がかなり煩かった。 最初のうちはXPの不要サービスを切って無駄なファイルアクセスをなるべく減らしていたが、Windows Live Messengerをインストールしてから、やたら頻繁にアクセス(数秒に一回の頻度)するようになり、気になるようになってしまった(まるでウィルスでもやられたようにアクセスが増えた)。 フラッシュメモリは物理的に動く物が無いので、基本的に完全無音になる。

■HDDが遅い。
：X40に搭載されているHDDは1.8inch 4200rpmなので、転送速度がかなり遅い。
フラッシュメモリによっては、HDDに比べ大幅に速度向上を期待できる場合がある。
※フラッシュメモリは、速度にピンキリの差があり、一概に速くなるとは言えないので注意。目安としては、現状、CFなら8GBの高速版なら充分に遅く、16GB以上はほとんど遅いと言われている。
速度差を決定する要因はいくつかあるが、現状一番差が出るのは記録方式(SLC/MLC)である。SLCでは高速な反面、大容量化が難しい。MLC(多値レベルセル)では大容量が見込める反面、高速化が難しいと言われている。
※そもそも速度と言っても、様々な指標があり、HDDとフラッシュメモリでは特性が違うため、単純な比較が難しいことにも注意。
全般に、フラッシュメモリは読込み速度が高速な反面、書込みが遅い。又、ファイルサイズが小さいほど速度が落ちる(速度低下がHDDより顕著)と言う傾向がある。
一方で、HDDは読込み・書込みに大幅な差は無いが、連続アクセスかランダムアクセスかで大幅に速度差がでてしまう。

■HDDの代替品が無い。
HDDにはいくつかインターフェースがあるが、特に1.8inchではインターフェースが乱立してしまった。結果として、Thinkpad X40に合うインターフェースのHDDは現在生産されていない。
※Thinkpad X40の1.8inch HDDのインターフェースは、物理的には2.5inchと互換だが、供給電圧が異なるため、X40で2.5inch HDDを使うことはできない(逆にX40に入っていたHDDを他の2.5inchインターフェースを持つPCで使えるらしい)。
勿論、1.8inch HDD/SSDに変換アダプタをかませると言う方法もある(実際にLenovoの保守部品は1.8inch HDDに変換アダプタをつけているらしい)。
そこで、都合の良い代替品として、CFを利用する。

■耐衝撃性が高い。
HDDは起動中、常にディスクが回転しており、衝撃に弱いと言われている(実際にはそこまでナイーブになるほどHDDは衝撃に弱くは無いと思うが…)。フラッシュメモリは物理的に動いている部分が無いので、衝撃に対しては圧倒的に強い。
※とは言え、HDDが壊れるような衝撃を与えたらPC本体にもかなりのダメージを受けている可能性が高いので、あまり気にしても仕方ないと思うが…。

ゼロスピンドル化にあたっての注意

とにかく、イレギュラーな方法なので様々な問題がでる。 CFの性能から始まり、相性問題等々、キリがない。 また、現在の標準的なストレージに比べると容量が少ないので、OSの容量を削るための手続き等が必須になる。 特に、相性問題に関しては一概に解決する方法が無い場合が多いらしいので、実行に当たっては事前によく情報を集めておくことが重要。 できれば、既に成功している組み合わせを使ったほうがいい。

また、フラッシュメモリには書き換え限界があると言われている。従って、こまめにバックアップを取る等、気をつけたほうがよいと思われる(実際にHDDとフラッシュメモリでどちらの耐久性が高いか、と言う点に関しては現在曖昧)。

今回のゼロスピ化概要

PC： Thinkpad X40 CF： Transcend TS8GCF266(8GB) アダプタ： Aitendoのアダプタ OS： Windows XP SP3(nLiteで統合及び軽量化)

HDDの取り出し

Thinkpad X40からのHDD取り外しにはネジ一本を外すだけでOK。 ただし、引き抜くのに若干力をかけないといけないのでちょっと怖い。

※ゴム足が取れてたり、邪魔なシールを背面に貼ってあったりするのは無視で。

HDD収納部分の外ブタはHDDと別のネジで繋がっているのでHDD取り外し後に分解する。

※脇側のネジを外す。

CF + 変換アダプタの取り付け

なんとなく二種類買って見た。

こっちはコンパクトでよいのだが、PCに換装する際にピンの位置にあわせるのが難しい。

こっちは1.8inch HDDのサイズに基盤があるので、こちらの方がピンを合わせて差し込み易かった。ので結局こっちを使った。

アダプタごとはめ込んだ後、外フタをかぶせる。

換装結果

せっかくなので換装後のBIOS画面を撮ってみた。

ちょっと汚い画面だけど、ちゃんと認識しています。

容量の少ないドライブにインストールするため、インストールCDはnLiteを使って減量しておく。
また、不要なパッケージだからと減量しすぎるとXP本体が正常に動かない場合もあるので、一応予備に素の（何も減量していない）CDも作っておく(唯の統合イメージならnLiteは不要だが、面倒なのでまとめて作った。今のところは使っていない)。

nLite実行環境の作成、及びnLiteのインストール

※XP SP1の場合、下記が必要になるので予め順番にインストールしておく。 　　Microsoft Windows インストーラ 3.0 (WindowsInstaller-KB884016-v2-x86.exe) 　　.NET Framework 2.0 (dotnetfx.exe) 　　(尚、SP2以降は予めSPに入っているので不要) ※予めインストールCDの内容をHDDにコピーしておく。 　　コピー元のCDはnLite等で改造したCDではなく、できるだけ原版がよい。 　　原版CDからのコピー：　CDドライブ(E:)、HDDコピー先(D:\XP-SP3\WinXP)の場合 　　　 xcopy E:\ D:\XP-SP3\WinXP /E /F /H /V 　　をコマンド実行。 　　コピー元のイメージにOEMライセンス(NotePCにプリインストール)を使う場合、 　　上記作業で出来たD:\XP-SP3\WinXP\I386フォルダをNotePCのC:\i386等で上書きする。

※予め統合するSP3の実行ファイルをダウンロードしておく。
　　windowsxp-kb936929-sp3-x86-jpn_e0fc34cfa52d270b3c79a68af8fa358244f7419e.exe
　　今回統合したイメージ

nLiteのインストール
　　※XP SP3に対応したnLiteのバージョン→v1.4.5以上
　　※インストーラをダウンロードし、実行する。(ここでの言語は一旦Englishで)

nLiteの実行(完全インストール用CD)

1. 起動画面でEnglish(Default)からJapaneseを選択する(画面1)

2. Windowsインストレーションファイルの指定(画面2)

　　※注釈：手元にSP1統合イメージしかなかったので今回の統合元はSP1から。

3. プリセット(画面3)

　　※必要に応じて設定を保存しておける。

4. タスクの選択
　　※必要なタスクを選択すると、左端のボタンの色が緑に変わる(画面4)

　　※今回は基本CDなのでSPの統合とISOイメージ作成のみ。

5. サービスパック
　　※統合するSP3を選択すると、自動で統合してくれる(画面5)

　　※この作業はSPの解凍・適用を行うので、若干時間がかかる。気長に待つ。

6. ブータブルISOイメージ
　　※ここでは、直接書き込みをしているが、失敗する可能性もあるので一旦イメージ作成してからライティングソフトを使うほうが無難。
　　※書き込みボタンを押すと書き込まれる。

nLiteの実行(簡略インストールCD用)

ここでは、X40のOEMイメージを使ってインストールを行う。
予めインストールCDの内容をHDDにコピーの上、X40のi386イメージで上書きしておく。
また、X40のC:\i386\unattend.txtの中にプロダクトキーが書かれているのでメモしておく。

1. 起動画面でEnglish(Default)からJapaneseを選択する(画面1)

2. Windowsインストレーションファイルの指定(画面2)

　　※注釈：手元にSP1統合イメージしかなかったので今回の統合元はSP1から。

3. プリセット(画面3)

　　※必要に応じて設定を保存しておける。

4. タスクの選択
　　※必要なタスクを選択すると、左端のボタンの色が緑に変わる。
　　※今回は大幅なカスタマイズを行う(画面7)

5. サービスパック
　　※統合するSP3を選択すると、自動で統合してくれる(画面5)

　　※この作業はSPの解凍・適用を行うので、若干時間がかかる。気長に待つ。

6. コンポーネント
　　※不要なコンポーネントの削除を行う。
　　※削りすぎると、Windowsの正常な使用に支障をきたすことが多いので、「削るのは最小限」の方向で。
　　※設定しなければ「互換性」ウインドウが出る(画面8)

　　※細かい設定は現在、下記ハードコピーの設定にて使用(画面9〜画面15)。詳しくは以下のサイトを参考に。
　　http://vols.nobody.jp/remove1.html

7. 無人インストール
　　※「OEMプレインストール」を有効にし、プロダクトキーを入力しておく。(画面16〜画面17)

インストールのメモ：基本的には「チップテク」カテゴリーと重複するので、そちらを参照。
統合イメージ独特のポイントを中心にメモ。

■インストール中画面
統合インストール作成時に、不要なビジュアルを大幅に削除してあるので、インストール時のイメージは素のXPよりも2000のインストール中イメージに近くなる。

■データの移行について
Firefox(2.0.0.14)の場合、profileをコピーするだけで以前の環境を移行できる。
※ただし、Fxのバージョンによりprofiles.iniの場所が異なるので注意。2.0.0.14は以下の場所にあった。
C:\Documents and Settings\user\Application Data\Mozilla\Firefox\profiles.ini

Rainlendar2の移行
まず、Rainlendar2を普通にインストール。
そこに以前のPCのPlogram FilesのRainlendar2を上書きすることで、スキンを移行。
C:\Documents and Settings\user\.rainlendar2\をコピーすることで、以前のエントリも移行できる。

尚、ほぼ全環境を移行した後でベンチマークを取ってみた。
--------------------------------------------------
CrystalDiskMark 2.1 (C) 2007-2008 hiyohiyo
Crystal Dew World : http://crystalmark.info/
--------------------------------------------------

Sequential Read : 45.406 MB/s
Sequential Write : 33.803 MB/s
Random Read 512KB : 44.840 MB/s
Random Write 512KB : 14.406 MB/s
Random Read 4KB : 9.229 MB/s
Random Write 4KB : 0.155 MB/s

Test Size : 50 MB

実測としては、電源ボタンを押してからXPの起動音が流れ始めるまでキッチリ20秒。
その他、動作もキビキビとして非常に使い易くなった。

SP3統合&ゼロスピ化後、約半月かけてH/W、S/W設定を色々やったので追記。
せっかくの機会なので、空きスロットをフルに活用してみた。

PCカードスロット→ツライチUSB2.0(SD-CBU2-Z1)

　PCカードスロットからほとんど出っ張りのないUSB2.0スロットカード。 　X40にはUSBスロットが2つしかなく、右側は常にUSBマウスの無線子機が占領しているので、実質USBポートが1つしかない状況が不便だったので、試しに買って見た。 　USBマウスのレシーバも出っ張りの少ないもの(Logicool VX-Nano)を使っていることもあり、持ち歩く時も気にせず使えるのはなかなか良い。 　ちなみに、このツライチはUSBケーブルの頻繁な抜き差しにはあまり向いていない。薄くするために端子が剥き出しになっている上に、USBケーブルを引っ張るとPCカードごと抜ける場合もあるらしい。 なので、こんな風にUSBに差しっ放しにするような機器を使うのに向いている。 　ツライチにはもう1つポートがあるので、その内BlueToothレシーバでも差そうかなあと思っています。 　あえて欠点を挙げると、ツライチ自体がリムーバブルデバイスとして認識されるのがちょっと好きじゃない。タスクトレイに常に「ハードウェアの取り外し」アイコンが表示されてしまう。

SDカードスロット→TS16GSDHC6

　16GBのSDHCカード。何分、本体のCF(8GB)では容量が足りないので…。 　（今さらに最初から16GBのCFにしておいても良かったかなあと後悔。） 　X40は、基本的には「SDカードのみサポート（SDHCは未サポート）」となっているが、実際には問題なく使える。(ただし使うためには、XP SP3又は、それ以前のバージョンではWindows XP アップデートモジュール Q923293を当てる必要がある。) 　今はFAT32でフォーマットをして使用中。NTFSにすると言う手もあったが、今回の統合CDを作る時にFAT→NTFSコンバートツールは捨てていた(汗)。 　使い勝手はお世辞にも良いとは言いがたい。リムーバブルディスクとして認識されてしまうので、ドライブレターが固定できない上に、SD I/Oの問題なのか、転送速度がめちゃくちゃ遅い。 　SDカードスロットは、結局ただのストレージにしかならず、ページングファイル置き場やテンポラリファイル置き場に使うには実用的ではない（あまりにも遅すぎる）。

―参考―
ある程度使い込んだ後でのCrystalDiskMark21の速度結果

■Cドライブ(Transcend CF TS8GCF266)
--------------------------------------------------
CrystalDiskMark 2.1 (C) 2007-2008 hiyohiyo
Crystal Dew World : http://crystalmark.info/
--------------------------------------------------

Sequential Read : 45.419 MB/s
Sequential Write : 29.638 MB/s
Random Read 512KB : 44.359 MB/s
Random Write 512KB : 12.205 MB/s
Random Read 4KB : 7.900 MB/s
Random Write 4KB : 0.127 MB/s

Test Size : 50 MB

■Eドライブ(Transcend SDHC TS16GSDHC6)
--------------------------------------------------
CrystalDiskMark 2.1 (C) 2007-2008 hiyohiyo
Crystal Dew World : http://crystalmark.info/
--------------------------------------------------

Sequential Read : 6.348 MB/s
Sequential Write : 7.749 MB/s
Random Read 512KB : 6.343 MB/s
Random Write 512KB : 2.213 MB/s
Random Read 4KB : 4.112 MB/s
Random Write 4KB : 0.022 MB/s

Test Size : 50 MB

■Rドライブ(おまけ、RAD Diskなので速くて当たり前)
--------------------------------------------------
CrystalDiskMark 2.1 (C) 2007-2008 hiyohiyo
Crystal Dew World : http://crystalmark.info/
--------------------------------------------------

Sequential Read : 736.603 MB/s
Sequential Write : 567.979 MB/s
Random Read 512KB : 925.266 MB/s
Random Write 512KB : 557.865 MB/s
Random Read 4KB : 216.449 MB/s
Random Write 4KB : 186.527 MB/s

Test Size : 50 MB

その他、S/W的な改造をつらつらとメモ。
基本的な目的は、
■システムドライブの軽量化
　（容量削減）
■システムドライブへの書込み頻度をなるべく減らす
　（フラッシュメモリは書き込み制限があるので、少ないに越したことは無い）
※かなりの改造は、同じくシリコンドライブを搭載したPCと言うことで、Eee PCの情報を参考にしました。

テンポラリファイルの移動

Windowsの環境変数のTEMP/TMP、Internet Explorerの一時ファイル、Firefoxのキャッシュファイル等は全てRAMドライブに移行してしまう。 現在、RAMドライブ256MBで稼動しているが、今の感覚ではちょうど良いぐらい。 ブラウザのキャッシュ50MB、その他TMPファイル50MB、一時的な作業領域100MBぐらいの感覚で。 ちなみに、僕の使っているRADディスクソフトはRam Phantomなのだが、Windowsの起動及び終了時にHDDにデータを退避・読込みしてくれる。RAMディスクサイズをあまり大きく取るとこの時間が結構かかってしまい、なんだか虚しいのであまり大きすぎない程度にしているつもりです。

ドライバファイルバックアップの退避

「C:\WINDOWS\Driver Cache\i386」下にある、driver.cabファイルをSDHCカードに退避。 このファイルには日常的にアクセスする事はない(あくまでトラブルがあったときの修復用)ので、一応パスさえ通しておけばどこにおいても問題ない。 SDHCカードドライブに適当なファイルを作り、そこにdriver.cabをそっくり移動させる。（ここでは仮にE:\System\WinDrvrs\i386としておく。） その後、Regeditを起動し、 「HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Setup」 の「DriverCachePath」の値を「E:\System\WinDrvrs\i386」とすれば良い。

dllファイルバックアップの退避

「C:\WINDOWS\SYSTEM32\dllcache」内のファイルもSDHCカードに退避させてしまう。 SDHCドライブに適当なフォルダを作成する。（ここでは仮にE:\System\Dllcacheとしておく。） その後、gpedit.mscを起動し、左ペインで＜管理用テンプレート＞→＜システム＞→＜Windowsファイル保護＞と選択する。右ペインに表示される中から「Windowsファイル保護のキャッシュ場所を指定する」をダブルクリックしてキャッシュファイルのパスに「E:\System\Dllcache」を記入する。 その後、cmdを起動し、「>sfc /scannow」を実行すると、古いdllcacheフォルダから新しく指定したフォルダへファイルがコピーされるので、実行後に古いフォルダを消して終了。

※上記2つの作業では、リムーバブルメディアであるSDHCカードへ重要ファイルを退避させていますが、実際にはこれらのファイルが必要になるのは新しいデバイスを追加したり、Windowsの修復をかけたりする場合なので、一旦作業を終えた後はもとのSDHCを常に指しておく必要はない。
（とは言え、特に用が無ければSDHCに差しっ放しにしておいたほうが安全だと思われます。）

バックグラウンドでの監視サービスのログ停止

　バックグラウンドにて、ハードウェアの状況（パフォーマンス）の監視・データ採取・読み込み/書き込み等を行っている機能を停止する。 まず、以下のサイトからツールを取得する。 　　ダウンロードの詳細 : 上級者用サポート ツール ※このツールはSP2用だが、SP3でも問題はなさそうだった。 ちなみに上記ファイルはMicrosoftのWGA認証を通さないとダウンロードできません。 ダウンロード後、インストールする。その後、 「C:\Program Files\Support Tools\exctrlst.exe」を起動する(下画面)。

中段のSort Orderを選び、その下の各Countersについて、左下のチェックボックスを外していく。
これでどのぐらいアクセスが減るのかはよく分からないけど、気分の問題かもしれない。