SSDのインターフェース

最終更新日 2022年06月29日

SSDのインターフェースとは

基礎

SSDのインターフェースとは、SSDとコンピューター等を接続する規格、仕様、装置、部品です。インターフェース自体の用語が指す対象が幅広く、SSDのインターフェースが何を指すか文脈等から判断が必要です。

IDE

廃れ

昔はIDE(Ultra ATA)対応のSSDがありました。SATAはなくIDEはあるパソコンに搭載する需要に応えるためです。2010年頃にはあったと記憶していますが、それでも一部に限られSATA対応SSDが主流でした。今ではIDE自体が廃れており、IDE対応SSDが市場から姿を消しています。

IDE、SATAの変換

マザーボード側がIDE、SSD側がSATAでも変換アダプターを使用し接続できます。ただし、正常に動作するとは限りません。動作してもデータ書き込み時にプチフリーズが発生したり、HDDよりもデータ読み書き速度が遅い場合があります。

データ転送の最大速度がIDEの最大速度になり、SSDにとって遅すぎて高速化できなさそうですが、主にランダムアクセスが発生する処理であれば高速化します。例えばOSが起動するときにランダムアクセスが多く発生しますが、OSの起動にかかる時間が短くなります。

IDEには複数の規格があり、規格によって最大速度が異なります。SSDにとって遅すぎるとデータ読み書き速度がHDDと同じくらいになります。Ultra ATA/33(最大速度33MB/s)程度だと、主にランダムアクセスが発生する処理であってもあまり高速化しません。

SATA

SATAのデータ転送速度では不足し始めた歴史的経緯

SSDではフラッシュメモリーを複数実装して並列アクセスし、データ読み書き速度の高速化が簡単です。将来フラッシュメモリー単体のデータ読み書き速度の向上も考慮すると、将来SSDのデータ読み書き速度がSATAのデータ転送速度の限界まで達する予想が、2009年頃にありました。SATAの高速化も進む予想もありましたが、SSDの方が高速化しやすいので限界に達するのが確実とする見方がありました。

2009年頃においてはSATA2(300MB/s)が普及しており、最高性能クラスのSSDのデータ読み書き速度が270MB/s程度でした。まだSATA2の限界に達していないように見えますが、300MB/sは理論値であり実効速度は270MB/s程度なので限界に達していました。SATA3(600MB/s)が普及し始め、SATA2がボトルネックになる問題が解消しました。

2010年春頃に350MB/s程度のSATA3対応SSDが登場し、2010年の冬頃には400MB/s程度のSSDが登場しました。SSDの性能が向上し続け、早々にSATA3の限界に達する予想がありました。2012年の春頃には540MB/s程度のSSDが登場し、SATA3の実効速度は540MB/s程度なので限界に達しました。SATA3の後継が登場せず、540MB/s程度のSSDが多くなり、2017年頃になるとSSDがSATA3対応であればデータ読み書き速度がほぼ横並びの状況になりました。

PCI Express

SATAからPCI Expressに移行

HDDではSATAのデータ転送速度で十分でした。SSDでは不十分でボトルネックになりデータ読み書き速度の向上ができなくなったので、SATAよりもデータ転送速度が速いPCI Expressに移行が進みました。

PCI Expressネイティブ接続

CPUとSSDコントローラーがPCI Express接続で直結するSSDを、PCI Expressネイティブ接続のSSDと呼びます。ネイティブではないPCI Express接続のSSDだと、CPUとSSD自体はPCI Express接続ですが、SSD内部にあるSSDコントローラーとはPCI Express接続ではありません。SSD内部にある別のコントローラーがPCI ExpressとSATAを変換し、SSDコントローラーとSATA接続します。別のコントローラーが変換するだけでは性能がSATA接続のSSDとほぼ変わらなくなります。こうならないように複数のSSDコントローラーを搭載して別のコントローラーと接続し、並列アクセスにより高性能化します。


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