NVMe SSD

最終更新日 2022年01月16日

NVMe SSDとは

NVMe SSDとは、NVMeに対応しているSSDのことです。

NVMeとはNon Volatile Memory Expressの略であり、SATAではなくPCI Expressに合わせて開発されたストレージを制御する規格です。

NVMeではPCI Expressで接続するSSD用に新たにプロトコルとコマンドセットが開発され、これらによりSSDのデータ転送速度が向上し、データ読み書きを要求してから実際にデータ読み書きが行われるまでの時間が短くなります。

プロトコルとはストレージの通信の決まりごと、コマンドセットとはストレージに対して何の処理を行うか命令するために使われるコマンド群です。

従来のストレージ制御規格をAHCIと呼びますが、AHCIとNVMeの違いの1つにキューに関する違いがあります。

AHCIではコマンドを処理するキュー(命令)を格納する場所が1つ、NVMeでは6万5535個です。

AHCIではその場所に入るキュー数が最大32個、NVMeでは最大6万5536個です。

キュー数が大幅に増えていますのでNVMeだとアクセスが大幅に高速化しそうですが、一般向けのパソコンではそれほどキュー数が多くなることがありませんのであまり高速化しません。

SATA、AHCI、PCI Express、NVMe、いろいろと用語が出てきました。

正しくないところがありますが、とりあえずSATAとPCI Expressはハードウェアに関するインターフェースの規格、AHCIとNVMeは制御等のソフトウェアに関するインターフェースの規格とイメージしておけば整理しやすくなります。

SSDに限らずHDDでもSATAとAHCIが使われてきましたが、PCI Expressで接続するSSD用に開発されたのがNVMeです。

PCI Expressはビデオカード等の拡張カードで使われてきましたが、SSDでも使われるようになりました。

SATAとAHCI対応SSDと比べると、PCI ExpressとNVMe対応SSDは大幅に性能が向上しています。

NVMe SSDが登場後、しばらくはサーバー向けにあっても一般的なパソコン向けの製品がありませんでしたが、増えていき普及しました。

NVMe SSDとPCIe SSD

PCIe SSDをNVMe SSDと呼ぶことが多いです。

昔はPCIe SSDの中にNVMeではなくAHCIに対応している製品がありましたが、今ではNVMeに対応しています。

NVMe SSDとPCIe SSDは同じと言えますので、PCIe SSDをNVMe SSDと呼びます。

将来においてPCIe SSDがNVMe以外に対応することがあったり、NVMe SSDがPCI Express以外にも対応することがあるようになると、NVMe SSDとPCIe SSDは同じものと言えなくなります。

NVMe SSDとPCI Express

NVMe SSDはPCI Express接続であり、従来から使われてきたSATA接続であることがありません。

端子形状に関する規格はNVMe SSDによって違い、M.2を使用して接続するM.2 SSD、拡張スロットを使用して接続する拡張カード型SSD等があります。

将来においてNVMeと組み合わせて利用可能な新しいインターフェースが登場した場合、PCI Express接続とは限りません。

NVMe SSDとM.2 SSD

M.2 SSDを搭載しているパソコンの仕様等にNVMe SSDと記載されている場合がありますが、それほどNVMe SSDの主流はM.2 SSDです。

2.5インチSSDにはNVMe SSDがありません。

NVMe SSDには他にU.2 SSD、拡張カード型SSD等があります。

NVMe SSDとUSB外付けSSD

USB接続の外付けSSDの中にNVMe SSDと呼ぶ製品がありますが、外付けSSD内部にはPCI Express接続のSSDがあり、PCI ExpressからUSBへ変換しています。

USBの規格によって最大速度が違いますが、最大速度が速い規格であればデータ読み書き速度が速いです。

USBで最大速度が遅いとボトルネックとなってしまい、データ読み書き速度も遅くなります。

NVMe SSDとOS起動

NVMe SSDにOSをインストールしOS起動するには、UEFI 2.3.1以降が必要です。

少なくともUEFIのバージョンに関してUEFI 2.3.1以降が必要であり、他にも満たさなければならない条件がある可能性がありますが、いまいちはっきりしていません。

必須ではありませんが、わかっている条件です。

NVMe SSDにOSをインストールしOS起動ドライブにする場合、事前にマザーボードにてUEFIのCSM(Compatibility Supported Module)を無効に設定する必要があります。

無効に設定しなくても問題がない場合もありますが、インストールできない、起動しないトラブルが発生した場合、CSMを無効に設定してみるとよいです。

ビデオカード等、UEFIに非対応のPCパーツを使うのでUEFIのCSMを有効にする場合、ストレージに関してはCSMが無効になるように設定するとよいです。


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