M.2 SSDとは?SATA接続とNVMe接続の違いは?
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M.2 SSDとは?SATA接続とNVMe接続の違いは?

2019-11-04 20:22

    M.2って何?

    はじめに

    最近のパソコン事情では、速度を求められることが増えてきました、そんな中で SSDは大きく貢献していると思います。

    今回はそんな、 PC高速化の要ともいえる SSD、さらにそれよりも高速な処理をこなす M.2に焦点をあててみました。

    名前は知ってるけど、その正体までは知らないという方はけっこう多いのではないかと思います、これを機に覚えてしまいましょう。

    1、SSDについて。基本を振り返りましょう。

    ストレージって何のこと?

    HDDSSD等のデータを保存しておく装置の事を総じて「ストレージ」と呼びます。

    最近ではこのストレージの種類も多くなり、ネット上でデータを管理する、オンラインストレージなんかも出てきました。

    とりあえずは「ストレージ」= データを保存する物と覚えておけば大丈夫です。

    SSDとHDDとの違い

    HDD

    データを保存するという役割こそ同じですが、実質その中身や作りは全く異なった物になっています。何がどう違うのかはこれから説明していきます。

    まずはそれぞれの良い所と、悪い所をまとめてみました。

    HDDのメリットデメリット

    データの保存の仕方が、 SSDはフラッシュメモリに書き込むのに対して HDDはプラッタと呼ばれる円盤に書き込んで記憶します。

    その為 SSDよりも熱を持ちやすく、駆動音がするため静音性や熱処理の面では少し及びません。

     メリット

    ・容量が大きく沢山のデータを収納することが出来る、

    SSDに比べ容量ごとの単価が安い

     デメリット

    SSDに比べて読み込み、書き込みの速度が遅い

    ・熱を持ちやすく、振動に弱い

    ・デスクトップ用の HDDはでかい

    SSDのメリットデメリット

    データの書き込みが従来の円盤ではなく、フラッシュメモリになったため振動や熱に強くなり、音も静かで静音性が大幅に増しました。

    しかし書き込みの回数に上限があったり等、マイナスの部分もありますが、最近ではその上限も大幅に増えてきておりあまり気にならなくなりました。

     メリット

    ・読み込み、書き込み共に HDDと比べ高水準で早い

    ・コンパクトで場所をとらない

    ・静かで熱を持ちにくく、振動に強い、

    ・消費電力が少ない

     デメリット

    ・容量ごとの単価が HDDに比べ圧倒的に高い

    HDDのような大容量化が出来ていない

    やはり書き込みの処理などが高速な SSDが登場してからは、そちら側にユーザーが流れる傾向が強い感じです。しかし、いまだに HDDを手放せないのも事実。値段の安さや、容量の多さはやはり魅力なのでしょう。それでも金額の高さと、容量の少なさに目をつむれば SSDの方が優秀なのは言うまでもありません。

    金額度外視でとにかく速度と快適性を求めるのであれば SSD、コスパと容量を求めるのであれば HDD、ただお互いにメリットとデメリットがちょうど真逆なので、お互いを補う意味でも今はこの二つを同時に使うのが賢い選択なのかもしれません。




    2、 SSDの大きさについて

    一口に SSDと言っても、その種類は豊富でサイズや規格も全く違います。

    最初はサイズの説明からです。

    2.5インチ

    SSD 2.5インチ

    おそらく、一番見たことがあるであろう規格がこの 2.5インチ仕様の SSDではないでしょうか。差込口は従来の L型の SATA端子を使用しているので、 HDDと同じ規格で互換性があります。

    速度は HDDよりも圧倒的に早く、最大の 6Gbps600MB/s)の速度の上限に届きそうな数値まで速度が出ます。

    M.2

    M.2

    ※画像は M Keyタイプの M.2


    2.5インチの物よりも小型で、転送速度も速い、次世代のストレージツールです。

    その中でもタイプが SATANVMeの二つの接続タイプがあり、後者の方は 40Gbps(4,000MB/s)という SATA接続の約 7倍もの数値を出すことが出来ます。

    mSATA

    mSATA

    M.2よりもさらにコンパクトなタイプ。 M.2はこれの後継なのだがこちらの mSATASATA接続のため、最大速度は 6Gbps600MB/s)になります。

    主にタブレットパソコンやノートパソコンで使用されています。




    3、 M.2 SSDには種類があります

    つづいて、 M.2 SSDについて紹介していきます。

    同じ M.2 SSDでも規格の違いがあります。一般的に「 M.2なんだから速いんでしょ?」と、思っている方は多くいると思います。

    しかし M.2 SSDにもそれぞれ「めちゃ速い」規格と「速い」規格の二つがあります。

    そのうちの「めちゃ速い」規格の方がよく皆さんが聞く SSDより速い M.2の正体なのです。もう一つの規格は SSDと速度が変わらないモデルになります。

    その理由をこれから説明していきたいと思います。

    PCIe3.0×NVMe接続

    SATA接続と違い転送速度が大幅に改善された規格で、理論上は最大 40Gbps(4,000MB/s)までのデータ転送速度まで対応、その為転送速度の上限が大幅に伸び、パフォーマンスの伸び不足に悩まされることが無くなりました。

    SATA3.0接続

    こちらはよく見かける SATA規格の接続。

    上限が 6Gbps600MB/s)なので、それ以上のパフォーマンスは出せず上限を超える性能に対応していません。特に M.2の場合は上限を超えてしまう性能の物もある為、先ほどの NVMe接続が存在します。

    PCIe3.0×NVMe接続、メリットデメリット

     メリット

    ・速度が圧倒的に早い

     デメリット

    ・速度は早いがその分、発熱量が大きい

    ・容量の単価が高い 

    SATA3.0接続、メリットデメリット

    メリット

    ・値段がこちらの方が安い

    ・省電力

     デメリット

    ・速度がこちらの方が遅い

    PCIeの方が速度は圧倒的に早いので、速度を求めているのであれば PCIe3.0×NVMe接続タイプの物にしましょう。

    しかしデメリットにあるように、発熱量が非常に高いので冷却対策が必須です。熱対策を怠った場合、故障の原因、パフォーマンスの低下等の原因になってしまいます。

    一方 SATA3.0接続の方は、通常の 2.5インチ SSDと性能は同じになってしまうのでそれ以上の性能を求めている人にはオススメできません。しかし単価は圧倒的に安いので、お試しで付けるのであればこちらをオススメします。

    M.2 SSDの大きさは 2280が一般的

     今一番使われているM.2 SSDのサイズが「 2280」になります。

     他にも細かなサイズがあり 2230/2242/2260/2280/22110、等あります。

     ちなみに「 2280」の 22が「幅」 80が「長さ」になっています。 (単位は mm

     他にも幅が違うタイプがありますが、普通はお目にかかることもないので 割愛させていただきます。

    M.2 SSDのサイズ

    ※この 3つが主に使われています。

    M.2 SSDの形状の違い

    M.2 SSDは差込口の規格が合っていない場合に、接続することができない事があります。しっかりと形状の確認をしましょう。

    M key

    M key

    PCIe3.0×NVMe接続の場合は、ほとんどがこの形になります。

    B&M key

    B&M key

    SATA3.0接続の場合はこんな感じです。

    keyにも対応していますが、基本的に接続は SATAになるので速度は NVMeと同じになることは少ないです。

    ※一部近い速度が出せる組み合わせはあります。 

    この他にも B keyのみの接続端子もありますが、現在はほとんど見かけません。基本的にはこの二つを覚えておけば問題ないでしょう。

    M.2 SSD 他の端子の種類

    実は、今紹介した物以外にも接続の形状が違うタイプの物が多数存在します。あまり見る事も無いかもしれませんが、一応載せておきます。

    Key ID 欠けるピン対応インターフェイス
    A8 15PCIe × 2, USB 2.0, I2C, DP × 4
    B12 19PCIe × 2, SATA, USB 2.0 and 3.0, Audio, PCM, IUM, SSIC, I2C
    C16 23将来のため予約
    D20 27 将来のため予約
    E24 31 PCIe × 2, USB 2.0, I2C, SDIO, UART, PCM
    F28 35 Future Memory Interface (FMI)
    G39 46 汎用( M.2 規格で指定しない)
    H43– 50将来のため予約
    J47 54 将来のため予約
    K51 58 将来のため予約
    L55 62 将来のため予約
    M59 66PCIe × 4, SATA

    データ引用元 ウィキペディア(Wikipedia )

    上記のように、差込の形状の違い(どこのピンが欠けているか)で使い道が変わってきます。

    一つ例を挙げると、 Key IDが( E)のタイプの物は、ノートパソコンなどで使われている WiFiの規格の形状になります。

    このように、用途別に使い分けているのです。

    M.2 SSDNANDに関して

    M.2 SSDNANDの種類

     よくパソコンショップ等に行くと販売されているパッケージに書いてある M.2 SSDのタイプで SLC/MLC/TLC/QLC、なんて何かしら意味のありげな感じに書いてありますが、これはどういうことなのか考えたことはありますか?

    少し M.2 SSDを知っている人ならば、書き込み速度は TLCだと早いとか、 MLCが長持ちで安定していて良いだとか、なんとなくわかっていてもなぜそうなのか、構造を知っている人は少ないのではないでしょうか。

     そこでなぜタイプによってそれほど違うのかを、説明したいと思います。

    NAND

     この NANDとは昔からある半導体メモリの中の、フラッシュメモリの NAND型という所から来ています。

    最近聞くようになった 3D NAND

     その名の通り、メモリの中が今まで平面で構築されていた物を、 3Dにして(簡潔に言えば上に積んでいく感じ)容量の確保や、速度の向上が実現しました。

    (あまり専門的なことだとわからなくなるので、かなりかみ砕いての説明になっています、)

    NANDフラッシュメモリ

    NANDフラッシュメモリ

     名前だけはなんとなく聞いたことがある人は多いかもしれません。

      NANDフラッシュメモリとは、簡単に言えばデータを格納しておく場所のこと。

     もっと言えば、セルと呼ばれている場所にデータを保存しています。

     データの格納できる量はこのセルが重要になってきます。

    セルって?

    セル

     ※イメージです

     セルはその区画の中に Bitの単位でデータを格納しています。この面積が増えれば増えるほどより大容量のデータを格納できるようになります。

    そもそもSLC/MLC/TLC/QLCとは?

     

     先ほど話に出てきたセルの中にどれだけの Bitを格納できるかによって SLC/MLC/TLC/QLCのタイプが分かれてきます。

     要するに SLC/MLC/TLC/QLCとは、 NANDフラッシュメモリの中にあるデータを格納しているセルに、どれだけの Bit単位のデータが入れることが出来るかの量の違いをタイプ別で表現したものと言う事です。

     ではそのタイプ別に説明していきましょう

     

    SLC(シングルレベルセル)

      1つのセルに1 Bitの情報を格納できるタイプ

     セルが複雑ではない分、不具合がもっとも起きにくいタイプです。そのかわり値段の単価が高く企業向け、一般の人には手の出しにくい物になっています。

    MLC(マルチレベルセル)

      1つのセルに 2Bitの情報を格納できるタイプ

     一つのセルに 2つの情報を入れる為 SLCよりも、データの劣化が早くなってしまいます。

     一般仕様の中では一番耐久性に優れた、高級品です。

    TLC(トリプルレベルセル)

      1つのセルに 3Bitの情報を格納できるタイプ

     速度は速くなりますが 1つのセルに入るデータが増え、さらに劣化が早くなります。

     しかしその分価格は MLCよりも安価です。

    QLC(クアッドレベルセル)

      1つのセルに 4Bitの情報を格納できるタイプ

     更に増えて 4つ格納できますが、さらに劣化が早まります。しかしこれだけの負荷がかかってもすぐに壊れると言う事は、おそらくないのではと思います。価格は一番安いです。

    SSDの書き込み制限

     上記のように色々なタイプがありますが、 SSDには書き込み制限と言うものがあり、上限まで書き込んでしまうとそれ以上は書き込めず、使えなくなってしまいます。

     しかしよく考えると、まだまだこれからもセルに格納できる数をふやして大容量化が進みだしている現在、いかに劣化速度が上がろうとそれが原因ですぐに壊れるという話は実際のところあまり聞きません。

    確かに書き込みの制限がありますがそれほど気にする事はないでしょう。しかし少しでも寿命の長いものが良いのであれば、 MLCなど劣化の少ない物をおすすめします。

      SLCは流石に高すぎて、手が出せないと思いますので



    4、マザーボードによる制限

    マザーボード

    M.2 SSDにはマザーボード選びも重要になってきます。

    なぜマザーボードも重要なのかはこれから説明していきますが、ここも意外と見落としがちです。

    よく「とりあえず M.2を買っていけばいいや」なんて思って買っていったら、「あれ? windowsがインストールできない?」とか「スロットが付いてない!」等々起こる可能性もあります。

    また「 M.2を付けたら HDDが反応しなくなった」なんてことも起こりうるのです。

    なので、そうならない為にも事前に M.2とマザーボードの関係性をここでしっかりと学んでおきましょう。

    スロットの速度

    マザーボードの M.2 SSDスロットには、それぞれ転送速度と言うものがあります。

    この転送速度が遅いと、せっかくはやい M.2 SSDを乗せても本来の速度が出ない仕組みになっています。

    しかし、これは少しまえの規格のマザーボードで、現在のマザーボードではしっかりと速度が出ますのでご安心を。(しかし、稀に少し遅い物もあるので注意)

     

    ちなみに、マザーボード側で速度を制限している事もたまにあり、その場合はマザーボードの BIOS(マザーボードの設定画面)で設定しなければいけない場合があります。

    M.2 SSDスロットと SATAポートとの関係

    M.2 SSDを使用する場合に、マザーボードによってはいくつかの SATAポートが使えなくなることがあります。

     これは M.2 SSDを使う上で重要なことで、この特性を理解していないと後々大変なことになり、「あれ? SATAポートが使えなーい」なんてことになります。

     しかし、実際にはどのポートが使用不可になるのかは明確には分からず、マザーボードの メーカーによってもそれは大きく違います。その為 M.2を導入する際は、しっかりと

     マザーボードの説明書を読み込んでおくことが重要です。




    5、M.2 SSDを使うなら、どの容量を選べばいいの?

     当たり前ですが、使い方次第で選ぶ容量は変わってきます。

     必要な容量を用途別にまとめてみました、参考にしてみてください。 

    120GB M.2 SSDを選ぶ場合はどんなとき?

    M.2

     この容量のモデルは、ホントに事務的な作業をこなす為にしか使わないパソコンに入れる場合にしましょう、またはネットサーフィンのみでも可。

     実際に使ってみるとわかりますが、これ以上の使い方をするとほとんどの場合容量が足りなくなります。

     「でも 120GBもあるし、大丈夫なんじゃないの?」と、思う方もいるかもしれませんが、これはよくある落とし穴です。

     そもそも、 120GBあったとしても、 windows10を入れた場合システムだけで 2030GBの容量を持っていかれます。

     更に、 SSDはメインの容量を圧迫されるとパフォーマンスが一気に落ちてしまい、せっかくの SSDの性能が引き出せなくなります。

     また、定期的な windowsアップデートや更新でドンドン容量が圧迫されていくので、意外と余裕がありません。ですので、なにかソフトを入れて使いたい( OFFICE等の軽いソフト以外)ゲームをやりたい、と言う方は絶対にオススメできません。

     また補足しておくと、容量がカツカツになるとソフトすらまともに動かなくなったり、初期化すらできなくなるので気を付けましょう。

     

    120GB M.2 SSDの価格感

    大体の金額 3,000円~ 10,000

    ※注意点

    規格によっても少し金額が変わるので( PCI-ExpressSATAの接続で結構違う)

     また先ほど説明した SLC/MLC/TLC/QLCにもよって大幅に金額が変わるため、ある程度の目安で見ておくようにしてください。

    240GBM.2 SSDを選ぶ場合はどんなとき?

    M.2

     この容量がおそらく、一番売れている容量だと思います。

     その理由は、これ以上はいらないけど 120GBじゃ少なすぎて心配、と言うちょうど良いポジションにいるからです。

     なので、容量に困った場合はとりあえずこの容量を選んでおけば大丈夫です。

     しかし、ゲームをやったり、動画の編集や負荷の重いソフトを使用するのであれば、この後紹介する 500GBの方にしておく方が安心です。

    240GB M.2 SSDの価格感

    大体の金額 4,00014,000

    500GBを選ぶ場合はどんなとき?

    M.2

     メインで使う容量がそこそこ多い場合は、ここの容量からになると思ってください。

     もう少し詳しく言うと、早く起動させたいソフトが多くある場合です。

     特にゲームなどが良い例でしょう。一つのゲームデータが膨大な量になる事も珍しくないので、 500GBより少なくなってしまうとかなり厳しいです。

     (ゲームによっては一つで 4060GBほど使う物も珍しくありません)

     このあたりから少し割高な気がしますが、数年前よりも半分ほどの値段になっていますので人によっては安いと感じるかもしれません。

    500GB M.2 SSDの価格感

     大体の金額 8,00020,000

    1TBM.2 SSDを選ぶ場合はどんなとき?

    M.2

     とにかく高速で動かしたいソフトが多い、サブで保存用のストレージを付けずにこれ一つで終わらせたい、と言う人にオススメです。主にハイエンドユーザー向けになるでしょう。

     普通使う場合はこれほどの容量はまず使うことはないと思いますので、たくさんゲームやったり編集した動画をおおく持っていたり、と言う人はぜひこの容量かこれより上の容量を選んでください。どこまで容量を上げるかはお任せします。

    1TB M.2 SSDの価格感

    大体の金額 15,00030,000



    6、おすすめの NVMe接続 M.2 SSD

    インテル SSD

    インテル

    SSDPEKKW256G8XT

    5年保証が付いた安心設計

    価格6,800円前後

    言わずと知れたインテル製の M.2 SSD。この接続方式の物にしてはそこそこ値段も安く、メーカーもインテルと言う事もあり、人気の商品です。

    またメーカー保証も 5年と長く、故障が心配なユーザーにも優しい安心設計になっています。

    ※メーカー保証は保証規約に載っている範囲での保障になります。

     物理破損やデータ関係は保証されないので、バックアップは定期的に取っておきましょう。


    PX256M9PEG

    Plextor(プレクスター )

    PX256M9PEG

    標準でヒートシンク搭載の爆速 M.2

    価格14,500円前後

    PLEXTOR(プレクスター)より発売された、 NVMe接続の爆速 M.2 SSD

    ヒートシンクが標準で搭載されており、この規格では必須のヒートシンクが標準で搭載されているのも嬉しいところ。

    ちなみに、フラッシュメモリーのタイプは「 TLC」。



    7、おすすめの SATA接続 M.2 SSD 

    WDS240G1G0B

    ウエスタンデジタル

    WDS240G1G0B

    圧倒的コスパと省電力

    価格 6,000円前後

    一般仕様向けの M.2 SSDHDD等で有名な WD(ウエスタンデジタル)、そこから発売されたコスパと電力の消費をなるべく抑えた、グリーンシリーズ。

    SATA接続のため速度は 2.5インチのモデルと同じ物ですが、コンパクトで発熱も少ない M.2の入門としても優秀なモデルです。

    HDDM.2 SSDのいいとこ取りをして自作 PCに実装しましょう

    今や自作と言えば HDD+SSDの組み合わせが増えてきました。 

    SSDをメインに添えて、 HDDで容量を確保!て感じですかね。

    その辺も含めて説明をさせていただきます。

    HDDの用途

      SSDと併用して使う場合は、メインに入りきらない大きなデータを保存するために用いる事が多いです。

    実際問題、メインのストレージの圧迫はパフォーマンスの低下に繋がるのでほとんどの人は、サブで付ける HDDのお世話になるでしょう。

    SSDの用途

    基本運用するソフトの速度向上のために使うことが非常に多く、特にパソコンの起動速度を上昇させる目的でメインで使う場合が多いです。

    PCの起動速度を上げるためには、 windowsの立ち上がる速度を上げなければならない為、メインを SSDにして、 OSwindows)を入れることによって起動速度を大幅に早くすることが出来ます。

    また、 SSDの方にゲームをインストールしておけば、ゲーム画面での読み込み速度も上がるので、ロード中の煩わしさも一気に解消できます。

    なので、ソフトを早く立ち上げたり、ソフトの起動を早めるのであれば、ぜひ SSDをメインで起用してみましょう。


    今回の紹介で、 M.2 SSDは速いから良い!と言う考えだけではなく、なんで早いのかどんな組み合わせがいいのか、どれを選んだほうが良いのかが、少しは分かったと思います。

    しっかりと、対応している物を選んで快適なパソコンライフを過ごしましょう。


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