ストレージインターフェース - マザーボードの選び方

最終更新日 2016年08月28日

ストレージインターフェースの種類

主なストレージインターフェース

マザーボードには、ストレージの HDD や SSD を接続するための、ストレージインターフェースがあります。

ストレージには、ドライブベイに搭載するサイズが大きいストレージと、マザーボードのインターフェースに差し込み搭載するサイズが小さいストレージがあります。

前者には、HDD と SSD がありますが、後者は SSD のみがあります。SSD に関して区別するために、ドライブベイに搭載するサイズが大きい SSD は、そのまま SSD と呼ばれ、マザーボードのインターフェースに差し込み搭載するサイズが小さい SSD は、接続インターフェースの違いで mSATA SSD や M.2 SSD と呼ばれます。

以下は、ドライブベイに搭載するサイズが大きいストレージ用の主なインターフェースです。

Serial ATA ・ストレージとの接続で使われる主流のインターフェース
Serial ATA Express ・拡張スロットで使われてきたインターフェース PCI Express のデータ転送技術を、Serial ATA に取り入れたインターフェース
・Serial ATA よりも高いデータ転送速度を実現
・Serial ATA Express ポートは、Serial ATA Express 専用ポート1つと Serial ATA ポート2つが並んでおり、Serial ATA と互換性がある(※)
(※)Serial ATA Express 対応ストレージ接続時は3つ分のポートを使用し、Serial ATA 対応ストレージ接続時は1つの Serial ATA ポートを使用し2台接続できるため、物理的に排他仕様となる
(※)Serial ATA Express 対応ストレージのみ接続可能な Serial ATA Express ポートもあり、その場合は Serial ATA と互換性がない

以下は、マザーボードのインターフェースに差し込み搭載するサイズが小さいストレージです。

Mini Serial ATA ・Serial ATA のコネクター部分を小型化したインターフェース
M.2 ・拡張スロットで使われてきたインターフェース PCI Express のデータ転送技術を、Mini Serial ATA に取り入れたインターフェース
・Mini Serial ATA よりも高いデータ転送速度を実現
・Mini Serial ATA と互換性はない

2015年6月18日時点では、マザーボードのストレージインターフェースは、Serial ATA が主流です。Serial ATA に加えて、Serial ATA Express もあるマザーボードは増えてきています。

Mini Serial ATA や M.2 は、ドライブベイがないノートパソコンや、ドライブベイが少ない小型デスクトップパソコン向けのマザーボードに見られますが、M.2 はデータ転送速度が速いメリットがあるため、ドライブベイが多いデスクトップパソコン向けのマザーボードでも、M.2 があるマザーボードが増えてきています。

ストレージインターフェースの選び方

HDD を使用するなら、Serial ATA があれば十分

マザーボードにストレージの HDD を接続して使用するなら、Serial ATA があれば十分です。HDD は、物理的な限界のため、Serial ATA Express に対応しても、Serial ATA Express のデータ転送速度の速さを活かすのは技術的に難しいので、Serial ATA Express 対応の HDD はありません。

マザーボードに Serial ATA Express があると使わない事になりそうですが、Serial ATA Express は、Serial ATA と互換性を確保可能なインターフェースであり、たいていのマザーボードにある Serial ATA Express は Serial ATA と互換性があるため、マザーボードの Serial ATA Express に Serial ATA 対応 HDD を接続できます。

SSD を使用する場合でも、Serial ATA があれば十分

Serial ATA Express は、Serial ATA のデータ転送速度では不足し、本来のデータ読み書き速度を発揮できない SSD 向けのインターフェースです。

そのため、マザーボードにストレージの SSD を接続して使用するなら、Serial ATA Express があるマザーボードを選ぶのがおすすめですが、2015年6月18日時点では、Serial ATA Express 対応 SSD は非常に少なく、SSD を使用するなら基本的に Serial ATA 対応 SSD を使用する事になるため、マザーボードに Serial ATA があれば十分です。

将来 Serial ATA Express 対応 SSD が普及する可能性を考えて、Serial ATA Express があるマザーボードを選ぶのもありですが、Serial ATA Express 対応 SSD は普及せず、M.2 に接続して使用する M.2 SSD が普及する傾向が見られます。

使用ストレージ ストレージインターフェース
HDD ・Serial ATA が必要
・主流のインターフェースのため、たいていのマザーボードに、複数の Serial ATA がある
SSD
(Serial ATA)
SSD
(Serial ATA Express)
・Serial ATA Express が必要
・Serial ATA Express があるマザーボードは少ない
・Serial ATA Express があっても1つ程度

mSATA SSD を使用するなら、Mini Serial ATA が必要

マザーボードにストレージの mSATA SSD を接続して使用するなら、Mini Serial ATA があるマザーボードを選ぶ必要がありますが、M.2 SSD が普及し始めたため、Mini Serial ATA があるマザーボードは無きに等しくなってきています。

M.2 SSD を使用するなら、M.2 が必要

マザーボードに M.2 SSD を接続して使用するなら、M.2 があるマザーボードを選ぶ必要があります。M.2 SSD が普及し始めており、M.2 があるマザーボードが増えてきていますが、あっても M.2 の数は少なく、M.2 が無いマザーボードも多いです。

使用ストレージ ストレージインターフェース
mSATA SSD ・Mini Serial ATA が必要
・Mini Serial ATA があるマザーボードは無きに等しい
M.2 SSD ・M.2 が必要
・M.2 があるマザーボードは少ない
・M.2 があっても1つ程度

ストレージインターフェースの排他仕様

マザーボードにあるストレージインターフェースは、全て同時使用可能とは限らず、排他仕様になっている場合があります。排他仕様となっている場合は、仕様等に同時使用はできない等と記載されています。

排他仕様が見られるのは、Serial ATA Express と M.2 です。両者は、インターフェース PCI Express のデータ転送技術を取り入れたインターフェースですが、PCI Express はレーンと呼ばれるデータの通り道のようなものが割り当てられないとデータ転送はできません。

割り当てられるレーン数は、マザーボードや CPU によって上限が決まり、Serial ATA Express と M.2 には優先的にレーン数は割り当てられず、レーン数を共有する仕様となっている場合が多いです。

恐らく、ストレージ接続に使われるインターフェースは Serial ATA が主流であり、従来から存在するインターフェースに PCI Express のレーン数が優先的に割り当てられるため、Serial ATA Express と M.2 はレーン数を共有している場合が多いと思われます。

別の見方で言えば、Serial ATA Express と M.2 にレーン数を割り当てられるほどレーン数に余裕がなく、将来において割り当てられるレーン数の上限が増えれば、Serial ATA Express と M.2 の排他仕様は見られなくなり、さらにマザーボードにある Serial ATA Express と M.2 のインターフェース数は増えると思われます。

ストレージインターフェース規格の選び方

ストレージの各インターフェースには、規格があります。

Serial ATA の規格

以下は、Serial ATA の規格です。

ANSI 規格名
(通称)
よく使われる呼び方 データ
転送速度
Serial ATA 1.5 Gbps
(Ultra SATA/1500)
Serial ATA
S-ATA
Serial ATA 150
1.5 Gbps
Serial ATA 3.0 Gbps
(Ultra SATA/3000)
Serial ATA II
S-ATA2
Serial ATA 300
3.0 Gbps
Serial ATA 6.0 Gbps
(Ultra SATA/6000)
Serial ATA III
S-ATA3
Serial ATA 600
6.0 Gbps

2015年6月18日時点では、マザーボードにある Serial ATA の規格は、Serial ATA 6.0 Gbps が主流です。Serial ATA 3.0 Gbps も見られるマザーボードもありますが、HDD を接続するなら Serial ATA 3.0 Gbps のデータ転送速度でも十分です。

SSD を接続するなら、データ転送速度が速い Serial ATA 6.0 Gbps が望ましいので、搭載したい SSD の台数分の Serial ATA がある事に加えて、全て Serial ATA 6.0 Gbps であるマザーボードを選ぶのがおすすめです。

Serial ATA Express の規格

以下は、Serial ATA Express の規格です。

内部
インターフェース
規格名
(通称)
レーン数 データ
転送速度
Serial ATA Serial ATA 6.0 Gbps
(Ultra SATA/6000)
- 6.0 Gbps
PCI Express PCI Express 2.0
(Gen2)
2レーン(x2) 10.0 Gbps
PCI Express 3.0
(Gen3)
2レーン(x2) 20.0 Gbps

2015年6月18日時点では、マザーボードにある Serial ATA Express の規格は、PCI Express 2.0 が主流で、PCI Express 3.0 は無きに等しいです。

Serial ATA Express 対応ストレージ自体が少なく、ストレージ側も PCI Express 2.0 が主流で、PCI Express 3.0 は無きに等しいので、PCI Express 2.0 で問題ありません。

Serial ATA Express が、Serial ATA と互換性を確保している場合、Serial ATA の規格は Serial ATA 6.0 Gbps となります。つまり、Serial ATA と互換性を確保している Serial ATA Express に、Serial ATA 対応ストレージを接続するなら、Serial ATA 6.0 Gbps の Serial ATA に接続する事と同じになります。

Mini Serial ATA の規格

以下は、Mini Serial ATA の規格です。

規格名
(通称)
よく使われる呼び方 データ
転送速度
Serial ATA 3.0 Gbps
(Ultra SATA/3000)
Serial ATA II
S-ATA2
Serial ATA 300
3.0 Gbps
Serial ATA 6.0 Gbps
(Ultra SATA/6000)
Serial ATA III
S-ATA3
Serial ATA 600
6.0 Gbps

Mini Serial ATA は、Serial ATA のコネクター部分を小型化したインターフェースですので、Serial ATA の規格と同じになりますが、Serial ATA 1.5 Gbps はありません。

その理由は、Serial ATA 1.5 Gbps よりデータ転送速度が速い Serial ATA 3.0 Gbps が作られてから、Mini Serial ATA が作られたため、規格が Serial ATA 1.5 Gbps である Mini Serial ATA はありません。

Mini Serial ATA には、mSATA SSD を接続するため、データ転送速度が速い Serial ATA 6.0 Gbps が望ましいですが、Mini Serial ATA があるマザーボードは無きに等しくなってきています。

M.2 の規格

以下は、M.2 の規格です。M.2 は、対応する規格が、Key によって異なります。

key B(Socket 2)(※)

内部
インターフェース
規格名
(通称)
レーン数 データ
転送速度
Serial ATA Serial ATA 6.0 Gbps
(Ultra SATA/6000)
- 6.0 Gbps
PCI Express PCI Express 2.0
(Gen2)
2レーン(x2) 10.0 Gbps
PCI Express 3.0
(Gen3)
2レーン(x2) 20.0 Gbps
(※)USB 等、他の内部インターフェースも持つ

key M(Socket 3)

内部
インターフェース
規格名
(通称)
レーン数 データ
転送速度
Serial ATA Serial ATA 6.0 Gbps
(Ultra SATA/6000)
- 6.0 Gbps
PCI Express PCI Express 2.0
(Gen2)
4レーン(x4) 20.0 Gbps
PCI Express 3.0
(Gen3)
4レーン(x4) 40.0 Gbps

M.2 には、複数の Key が存在し、Key によって内部に持つインターフェース内容が異なります。主にマザーボードに見られるのは、key B(Socket 2 とも呼ばれる)と key M(Socket 3 とも呼ばれる)です。

key B(Socket 2)と key M(Socket 3)の両者の違いは、簡単に言えば key B(Socket 2)は内部に持つインターフェースの種類が多いですが、割り当てられる PCI Express のレーン数は2本と少なく、key M(Socket 3)では内部に持つインターフェースの種類が少ないですが、割り当てられる PCI Express のレーン数は4本と多いです。

マザーボードの M.2 では、主流は key M(Socket 3)です。M.2 対応ストレージも key M(Socket 3)が主流ですので、key M(Socket 3)が選択の目安です。(マザーボード側とストレージ側で、Key が一致しないと搭載できない。)

PCI Express の規格に関しては、PCI Express 2.0 が主流です。M.2 対応ストレージも PCI Express 2.0 が主流ですので、PCI Express 2.0 が選択の目安となります。


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