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NVMeテクノロジーが他よりも早い理由

ストレージの最新テクノロジーの一つがNVMeプロトコルです。NVMe SSDはハードドライブより格段に速く、SCSIやAHCI SSDと比較するとその速さは比べ物になりません。

NVMeとは?

NVMe(NVM Express™またはNon-Volatile Memory Host Controller Interface Specificationともいう)は、PCIe®(PCI Express®)バスを使用したフラッシュメモリ向けに設計された通信プロトコルです。NVMeは、SSDの並列性を最大限に活用するために作成されました。PCIeバスやNAND技術の読み書き速度の向上と組み合わせることで、NVMeプロトコルはより速い不揮発性ストレージを実現します。PCIeについての詳しい情報はこちら。

NVM Express, Inc.は、スケーラブルなホストコントローラーインターフェース周辺の規格開発を監督するために創設されたコンピューター業界のコンソーシアムです。

NVMeの歴史

ソリッドステートドライブ(SSD)が登場した時、SSDはハードディスクドライブ(HDD)に取って代わるものとして設計されました。その結果、SSDはSCSI、ならびにHDDが使用する物理的な接続であるSATAのようなハードディスクドライブが使うものと同じインターフェースプロトコルを使っていました。この技術はよりスピードが速かったことから、ユーザーはHDDからSSDに切り替えることですぐにスピードの向上を実感することができました。しかしインターフェースや接続に妨げられ、SSDが持つ最大速度までは発揮できていませんでした。 

より速い通信プロトコルや物理的な接続があることは既に周知の事実ではあったものの、コンピューティング基準はハードディスクが使える通信プロトコルに献じていたため、SSDメーカーはユーザーがPCを簡単にアップグレードできるよう、SSDに対しても同じプロトコルとの互換性を保たなければなりませんでした。しかしコンピュータのフォームファクターがデスクトップPCや大型ノートパソコンから小型ノートパソコンやタブレット、スマートフォンに変わるにつれて、小型ストレージドライブに対する需要がより顕著になりました。フォームファクターの変化が、通信プロトコルの変更や、より大きなフォーマットのコンピューターで使用する接続や通信手段の選択肢を増やすきっかけとなったのです。

マザーボード上のNMMe SSD

NVMeの性能

NVMeプロトコルやPCIe接続とSSDを組み合わせることで、読み取りおよび書き込みスピードがSCSIプロトコルのSATA SSDと比べると4倍も速くなりました。

NVMeは、現在のCPUやプラットフォーム、アプリケーションの並列構造を補完するものです。並列構造では同時により多くのコマンドを実行できます。NVMeでは、コマンドの発行やI/Oの完了に最適化されたパスを使用し、単一I/Oキュー内で最大64,000コマンドの平行実行と64,000キューに対応しています。SCSIのような旧式のプロトコルは、性質上シリアル形式で一つのキューで実行できるコマンド数は限られています。

NVMeはSSDで使用されているNAND技術専用に設計されているため、NAND技術の機能を最大限に活用して高速ドライブを実現することができています。


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