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NVMeの技術とは?次世代のSSD接続機器!

IDE、SATAと進化を届けてきた記憶装置の接続規格ですが、次世代のSSD接続規格として近年注目を集めている規格が「NVMe」です。
NVMeがなぜ高速化を実現することができたのかという点も交え、NVMeの特徴と使用のメリットについて考えてみましょう。

次世代のSSD接続規格「NVMe」

パソコンの記憶装置には、従来のHDDのほかに、SSDという選択肢があります。
SSD(ソリッド・ステート・ドライブ)は、HDDと比較すると静かで高速の処理が特徴です。
HDDやSSDにはCPUで処理されたデータを転送するために接続規格が設けられていますが、NVMeは、そのうちのSSDに最適化されたインターフェースのことです。
SSDの速さを活かした設計が、従来のHDDの接続規格SATAでは超えられなかった転送速度を大きく超えたことで、次世代のSSDのインターフェースとして注目されています。

NVMeが注目される理由!NVMeの技術は?

NVMeは、インテルをはじめ、サムスン、デルなどが参加する団体から策定されたSSD接続規格です。
大きな特徴は、最大64KのIOキューを持っているということ。
実質、65,536キューがあるということになり、キューの数を活かしたさまざまな処理を同時に行うことが可能です。
キューにより多くの処理が一度に可能となるため、データ転送の高速化に役立っています。

さらに、メモリへの直接のアクセスが可能なダイレクトメモリアクセス(DMA)、効果的な割り込みが可能なリモートダイレクトメモリアクセス(リモートDMA)の技術も、高速に使用できることもポイントです。
なお、NVMeの接続規格を持ったSSDを使用する際は、マザーボードのSATA EXPRESSまたはM.2を使用します。
マザーボードにスロットがない場合は、M.2スロット増設のためのインターフェースボードの用意が必要です。

なお、NVMeを使用したSSDの特徴は、通常のSSDと比較して高速でかつ小型であるということ。CPUの性能がいよいよ頭打ちになってきた現代においては、いかにSSDなどの記憶装置の能力を高められるかが重要です。

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高速の内容が違う!NVMeとAHCI

NVMeを知るうえで、もう1つ知っておきたいのがAHCIです。
AHCIは、SATAの拡張機能への対応があるインターフェース規格のこと。
NVMeと比較されることの多いインターフェース規格です。

NVMeとAHCIでの大きな違いは、何に対して最適化されているのかということです。
NVMeはPCI Express SSDに最適化されている規格である一方、AHCIはHDDを前提としたSATAに最適化されている規格です。
この時点でNVMeとAHCIには大きな違いがあることが分かります。
なお、SSDの方がHDDよりも高速であるため、SSDの高速な処理を活かせるNVMeの方がAHCIよりも転送速度は速いです。

さらに細かい部分まで見ていくと、NVMeとAHCI、両者の違いは明らかです。
まずコマンドを処理するキューがAHCIは1つに対してNVMeは65,536。
キュー数はAHCIが32コマンド/キューに対してNVMeは65,536のコマンド/キューを実現でき、これだけでも性能の違いが明らかです。

AHCIでは割り込みの調整ができないことに対して、NVMeはMSI-Xで割り込み処理に対応。また、AHCIではコマンド発行で同期ロックが必要なのに対して、NVMeはロックなしで実行可能など、このほかにもいくつかの違いがあります。
同じように、高速の転送ができると言われているNVMeとAHCIですが明らかな違いがお分かりいただけたでしょう。


存在感を徐々に高めてきている、次世代のSSDのインターフェース規格と言われるNVMe。CPUの処理スピードの速さに限界が見えてきた現代において、次の高速化が必要と考えられるHDDやSSDなどの記憶装置部分での開発や発展は大切なことです。NVMeは高速に使用できるように、複数のポイントをクリアしているだけでなく、割り込みや効率性と言ったインターフェース規格の全体的な機能の向上も実現しているので、SSDを選ぶ際は注意して確認しましょう。

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