オブジェクト、ファイル、ブロック・ストレージの違いとは

各ストレージ システムは、アプリケーションとワークロードの要件に応じて固有の長所と制限を備え、さまざまなユース・ケースに対応します。

これらの選択肢の違いを理解することは、企業が今日のニーズと合致する、カスタマイズされたスケーラブルなストレージ・ソリューションを選択し、長期的な成長を促進する上で役立ちます。

オブジェクト・ベースのストレージ・システムは、データを個別の自己完結型ユニットに分割し、すべてのオブジェクトが同じレベルにあるフラットな環境に保管します。ファイル・ストレージで使用されるようなフォルダーもサブディレクトリーもありません。

さらに、オブジェクト・ストレージは、すべてのデータを1つのファイルにまとめて保管するわけではありません。オブジェクトには、処理とユーザビリティー向上を目的としたファイルに関する情報であるメタデータも含まれます。ユーザーは、オブジェクト・ストレージを使用して固定キー・メタデータの値を設定したり、オブジェクトに関連付けられたカスタム・メタデータのキーと値の両方を作成したりできます。

オブジェクトへのアクセスのためファイル名とパスを使用する代わりに、各オブジェクトには一意の番号が付けられます。ファイル・ストレージとは異なり、オブジェクトにアクセスして管理するには、アプリケーション・プログラミング・インターフェース（API）を使用する必要があります。オブジェクトは、ローカル・コンピューターのハードディスクやパブリッククラウド・サーバーに保管できます。

このAPIベースのアプローチにより、オブジェクト・ストレージはクラウド環境に理想的となり、その拡張性、アクセス性、管理上の利点により、多くの場面で従来のテープ・ストレージ・システムに取って代わるようになりました。

これまで、テープ・ストレージはバックアップとアーカイブ上の目的において重要でしたが、現在ではクラウド・ベースのオブジェクト・ストレージが、長期的なデータ保持のためのより柔軟でアクセスしやすいソリューションを提供しています。主要なオブジェクト・ストレージ・ソリューションのプロバイダーには、AWSのAmazon S3、Google Cloud Storage、Microsoft Azure Blob Storage、IBM® Cloud Object Storageなどがあります。

オブジェクト・ストレージの詳細については、次の動画をご覧ください。

• 大量の非構造化データを処理：オブジェクト・ストレージ・システムは、人工知能（AI）、機械学習（ML）、ビッグ・データ分析を用いるワークロードにとって重要となった大量の非構造化データを効率的に保存および管理します。現在、非構造化データは企業が生成する全データの90%を占めています。¹詳しくは「構造化データと非構造化データの違いとは」をご覧ください。
• 手頃な消費モデル：オブジェクト・ストレージによりコスト効率を改善できます。ファイル・ストレージでは一般的に行われるように一定量のストレージ領域に対して前払いをする代わりに、必要なオブジェクト・ストレージのみをオン・デマンドで購入します。
• 無制限の拡張性と高耐久性：消費ベースのモデルでは、ペタバイトまたはそれ以上のストレージを必要に応じて追加でき、スケーラブルなソリューションを実現できます。同時に、組み込みの冗長性とデータ保護メカニズムにより、高い耐久性を提供し、長期にわたってデータを保護します。
• 豊富なメタデータ機能：メタデータはオブジェクトとともに保管されるため、ユーザーはデータから迅速に価値を獲得し、必要なオブジェクトをより簡単に取得できます。
• 高度な検索性：オブジェクト・ストレージにより、ユーザーはメタデータ、オブジェクト・コンテンツ、その他のプロパティーを検索できます。

• 制限されたファイルロック：オブジェクト・ストレージには従来のファイル・ロック・メカニズムがありませんが、最新のサービスでは、ファイル・システムのロックとは異なる動作をするオブジェクトレベルの保持とバージョン管理を提供しています。
• 他のストレージ タイプと比較して高遅延：従来、オブジェクト・ストレージはトランザクションを含むワークロードの場合、ブロック・ストレージよりもレイテンシーが高くなりますが、最新の実装では多くのユース・ケースで性能が向上しています。
• 単一ファイル部分の修正制限：一度オブジェクトが作成されると、その場で変更することはできません。代わりに、新しいバージョンを作成しますが、最新のサービスには更新を効果的に管理するためのバージョン管理機能があります。

• IoTデータ管理：データを迅速に拡張し、簡単に取得できるため、エッジで収集および管理されるIoTデータの量が急増している状況では、オブジェクト・ストレージが優れた選択肢となります。
• Eメールのアーカイブとコンプライアンス：組織は、メールの長期保持、コンプライアンスを目的としたアーカイブ、およびMicrosoft 365やGoogle Workspaceなどのクラウドベースのメール・システムのバックアップには、オブジェクト・ストレージを使用します。
• バックアップ/災害復旧：オブジェクト・ストレージは、パフォーマンスに関する要求が低いバックアップ/災害復旧でよく使用されます。
• ビデオ・モニタリング：オブジェクト・ストレージは、容量の大きい動画の保存や長期間にわたる映像の保存のための、コスト効率の高いソリューションを提供します。
• AI/MLトレーニング・データ：拡張性とメタデータ機能が組み込まれたオブジェクト・ストレージは、機械学習モデルのトレーニングやAIアプリケーションで使用される大規模なデータセットの保管に適しています。
• コンテンツ配信ネットワーク（CDN）：オブジェクト・ストレージは、Webコンテンツ、画像、メディアファイルを高可用性と性能を活用してグローバルに配信するコンテンツ配信ネットワーク（CDN）の基盤を提供します。
• リアルタイム分析：組織はオブジェクト・ストレージを使用して、Business Intelligenceと運用上の洞察を得るための分析プラットフォームに入力されるストリーミング・データとログを保管します。

ファイル・ストレージは、ファイルとフォルダー（またはディレクトリー）による階層構造でデータを保存および整理する方法です。アプリケーションはデータを単一のファイルに保存し、ファイル形式（.jpg、.docx、.txt）に基づいてファイルの拡張子タイプを決定します。

ドキュメントを企業ネットワークまたはコンピューターのハード・ディスクに保存する場合、ユーザーはファイル・ストレージを使用しています。

ファイルはネットワーク接続ストレージ（NAS）デバイスに保存することもできます。これらのデバイスはファイル・ストレージ用に設計されているため、一般的なネットワーク・サーバーよりも高速なオプションです。ファイル・ストレージ・デバイスの他の例としては、クラウドベースのファイル・ストレージ・システム、ネットワーク・ドライブ、コンピューター・ハード・ディスク、フラッシュ・ドライブなどがあります。

フォルダーとサブフォルダーを含む階層構造により、ファイルの検索と管理が容易になります。ファイルにアクセスするには、ユーザーはサブディレクトリーとファイル名を含むファイルへのパスを選択または入力します。ほとんどのユーザーは、ファイル・マネージャーなどの簡単なファイル・システムを通じてファイル・ストレージを管理します。

通常、ファイル・ストレージを通じて保存されるデータの例には、プレゼンテーション、レポート、スプレッドシート、グラフィック、写真、その他のドキュメントが含まれます。ファイル・ストレージはほとんどのユーザーにとって使い慣れたものであり、データ・アクセスの権限と制限を設定できます。その一方で、大量のファイルやハードウェアのコストを管理することは困難となる場合があります。

次の動画では、ファイル・ストレージとブロック・ストレージの両方について詳しく説明しています。

• シンプルなナビゲーション：少量から中程度のファイル数であれば、ユーザーは使い慣れたフォルダ構造から簡単に目的のファイルを見つけ、アクセスできます。

• ほとんどのユーザーにとって直感的：エンド・ユーザーにとって最も一般的なストレージ・タイプとして、基本的なコンピューター・スキルを持つユーザーは、最小限の学習曲線でストレージを簡単に操作できます。

• 直接的なユーザー制御：シンプルなインターフェースを使用することで、エンド・ユーザーは管理者によるサポートを必要とせずに、ファイルを自ら作成、移動、削除できます。

• 詳細なアクセス制御：ユーザーと管理者は、ファイルを書き込み可能、読み取り専用、またはパスワード保護でロックして安全なファイル共有を実現できるように設定できます。

• 管理の規模拡大が難しい：フォルダー構造が大きくなるにつれてファイル管理は複雑になっていくため、検索が遅くなり、組織全体の生産性の低下につながります。

• 非構造化データには不向き：テキスト、モバイル・アクティビティ、ソーシャル・メディア投稿、IoTセンサー・データなどの非構造化データをファイル・ストレージに保存することは可能ですが、大量の保存には理想的ではありません。

• 大規模なオンプレミスにおける高コスト：クラウドベースのファイル・ストレージ・サービスは性質的に拡張性の制限に対処していますが、ストレージを拡張するには、容量の制限に達した場合にハードウェア・デバイスを追加購入する必要があります。

• ドキュメントでの共同作業：ファイル・ストレージを利用することで、チームは一元的なアクセスを通じて共有ドキュメント上で共同作業することができます。Google Drive、Microsoft OneDrive、Dropboxなどの最新のクラウドベースのファイル・ストレージには、同時編集を自動的に管理し、ドキュメントの履歴を自動的に保存するバージョン管理およびリアルタイム・コラボレーション機能が組み込まれています。

• バックアップと復元：クラウド・バックアップや外部バックアップ・デバイスは通常、ファイル・ストレージを使用してファイルの最新バージョンのコピーを作成します。

• アーカイブ：機密データに対してファイル・レベルで権限を設定できることや管理の平易さにより、多くの組織は、コンプライアンスや文脈的な理由から文書のアーカイブにファイル・ストレージを使用しています。

ブロック・ストレージでは、データを固定されたブロックに分割し、固有の識別子を使用して個別に保管します。ブロックは異なる環境に保管できます。たとえば、1つのブロックをWindowsに保管し、残りをLinuxに保管することができます。ユーザーがブロックを取得すると、ストレージ・システムはそのブロックを単一のユニットに再構成します。

ブロック・ストレージは、ハード・ディスク・ドライブと頻繁に更新されるデータの両方において、デフォルトのストレージです。ブロックは、ストレージ・エリア・ネットワーク（SAN）、ネットワーク接続ストレージ・システム（NAS）、ソリッドステート・ドライブ（SSD）、またはクラウド・ストレージ環境に保管できます。

ブロック・ストレージ・システムは、数十年にわたりテクノロジー業界で柱となってきました。共同作業のニーズに対応するため、大規模な非構造化データやファイル・ストレージにオブジェクト・ストレージを採用する組織は増え続けていますが、一貫性のある低遅延のアクセスを必要とする高性能アプリケーションにはブロック・ストレージが依然として不可欠です。ストレージ・タイプの選択は、あるアプローチが別のアプローチに代わるのではなく、特定のワークロード要件に応じて異なります。

• 速度：すべてのブロックがローカルに、または互いに近くに保管されている場合、ブロック・ストレージはデータ取得において高い性能を発揮し、低遅延も実現するため、ビジネス・クリティカルなデータに一般的な選択肢となっています。

• 信頼性：ブロックは自己完結型のユニットに保存されるため、ブロック・ストレージはアクセス失敗率が低く、信頼性の高いデータ複製に対応しています。

• 変更が簡単：ブロックを変更する場合、新しいブロックを作成する必要はありません。代わりに、新しいバージョンを作成できます。

• メタデータの欠如：ブロック・ストレージにはメタデータが含まれていないため、非構造化データのストレージとしての使用には適していません。

• 限定的な検索性：検索性能が限られているため、大量のブロック・データはすぐに管理不能になります。

• 高コスト：ブロック・ストレージは追加で購入するには高価であり、大規模になると多くの場合過剰な費用がかかります。

• データベース：ブロック・ストレージはパフォーマンスが高く、シームレスな更新オペレーションに対応するため、多くの組織がトランザクションを含むデータベースにデータを保管するためにブロック・ストレージを使用しています。
• エンタープライズ・アプリケーション：ERP、CRM、財務システムなどのビジネス・クリティカルなアプリケーションは、一貫した性能とデータの整合性を実現するためにブロック・ストレージに依存しています。
• 仮想マシン・ファイル・システム（VMFS）ボリューム：組織では、仮想化環境にVMFSストレージ・ボリュームをデプロイするために、ブロック・ストレージを使用することがよくあります。たとえば、企業全体に仮想マシン（VM）を展開する場合、ブロック・ストレージを使用すると、 VMware の高性能クラスター化ファイル・システムであるVMFS専用のボリュームを作成してフォーマットできます。この機能により、複数の物理サーバー・ノード（ESXiホストなど）が同じVMFSボリュームに同時にアクセスできるため、複数のVMを実行および管理できます。さらに、ブロック・ストレージは、VMFSボリュームに保存された仮想ディスクへのオペレーティング・システム（OS）のインストールをサポートします。デプロイが完了すると、VMはOSのネイティブなファイル共有機能を通じてファイルとサービスを共有できます。
• 高性能アプリケーション：一貫した低遅延のストレージ性能を必要とするミッション・クリティカルなアプリケーションは、最適なユーザー・エクスペリエンス（UX）を実現するためにブロック・ストレージに依存します。
• コンテナの永続ボリューム：最新のコンテナ化されたアプリケーションは、ブロック・ストレージを使用して、コンテナのライフサイクル全体およびKubernetesなどの自動化されたコンテナ・オーケストレーション・プラットフォーム内でデータの永続性を維持します。

さまざまな種類のデータに使用するストレージの種類を決定する際には、次の要素について考慮します。

• コスト：ブロック・ストレージとファイル・ストレージに関連するコストは高額になるため、多くの組織は大量のデータに対してオブジェクト・ストレージを選択します。オブジェクト・ストレージの従量課金モデルにより、大規模なデータ・ストレージにおいて大幅にコストを節約できます。この利点は、ブロックおよびファイル・ストレージに必要な事前のハードウェア投資とは対照的です。
• 管理の容易さ：メタデータと検索性により、オブジェクト・ストレージは大量のデータに対して非常に適した選択肢となります。階層構造のシステムを備えたファイル・ストレージは、小規模なデータに適しています。
• ボリューム：大量のデータを保有する組織は、多くの場合オブジェクト・ストレージまたはブロック・ストレージを選択します。
• 検索性：3種類のストレージからはすべて比較的容易にデータを取得できますが、ファイルおよびオブジェクト・ストレージの方が通常はアクセスしやすくなります。
• メタデータの取り扱い：オブジェクト・ストレージは通常、基本的なメタデータのみを含むファイル・ストレージよりも、広範なメタデータを含む情報の取り扱いに優れています。
• データ保護：保存されたデータは、データ侵害やサイバーセキュリティーの脅威から保護する必要があります。ストレージに対する効果的なデータ・セキュリティー 対策には、特別なアクセス許可、暗号化、データ・マスキング、機密ファイルの修正の自動化が含まれます。
• ストレージの使用例：各タイプのストレージは、それぞれ異なるユースケースとワークフローで最も効果を発揮します。組織は、具体的なストレージのニーズを理解することで、ほとんどのストレージのユースケースに対して、適合するタイプを選択できます。

適切なストレージの組み合わせは、特定の運用ニーズとデータ特性によって異なります。ストレージ・アーキテクチャーを計画する際に、データ量、パフォーマンス要件、予算の制約、成長予測を評価しましょう。

戦略的なストレージ選択のガイドライン：

1. オブジェクト・ストレージは、低コストで大規模な拡張性を必要とする非構造化データ、生成AIワークロード、AI/MLアプリケーションに最適です。
2. ファイル・ストレージは、コラボレーション、文書管理、小規模な操作に最適な、使い慣れた階層的構成を提供します。
3. ブロック・ストレージは、一貫性のある低遅延アクセスを必要とするデータベース、仮想マシン、およびアプリケーションで高いパフォーマンスを提供します。

大多数の組織は、ストレージの種類を戦略的に組み合わせるアプローチを実施しています。たとえば、次のような使い方をしている会社が考えられます。

• データレイクとコンテンツ配信のためのオブジェクト・ストレージ。

• トランザクションを含むデータベースと仮想マシン用のブロック・ストレージ

• 従業員の共同作業とドキュメント管理システムのためのファイル・ストレージ。

データ・ストレージは驚異的な成長を続けています。Fortune Business Insightsの調査では、世界のデータ・ストレージ市場の規模は、2025年の2,552.9億ドルから2032年までに7,740.0億ドルに拡大すると予測されています。この成長は、予測期間中の年平均成長率（CAGR）が17.2％となることを反映しています。²

異なる種類のストレージ間の境界は変化しつつあります。ファイルおよびオブジェクト・ストレージは、階層的構成とスケーラブルなメタデータ機能を組み合わせた統合型ソフトウェア・プラットフォームによって統合されつつあります。一方、オブジェクト・ストレージはAIとの連携を通じてインテリジェンスを獲得し、使用パターンに基づいてデータを自動的に分類・階層化しています。

今後を見据えて、ストレージのアプローチを適切に組み合わせることは、拡大するワークロードやデータの複雑さに合わせて効率的に拡張するストレージ・アーキテクチャーを構築する上で鍵となると予想されます。