NVMeとは？ M.2 SSDを知るうえで欠かせない用語の基礎知識

SSDの購入を検討している際に、カタログやメーカーサイトなどで「NVMe」という言葉を目にする機会が多いはずです。NVMeと記載があるSSDは、高性能な製品だと思われている方もいらっしゃるかもしれません。NVMeはSSDの高速化に役立っている機能のひとつですが、具体的にどのようなものなのでしょうか。
ここではNVMeの概要や、NVMeとあわせて知っておきたい「PCIe」や「M.2」についてご紹介します。

1 NVMeとは
2 NVMeとAHCIの違い
3 NVMeに関連する「PCIe」と「M.2」
3-1 PCIe
3-2 M.2
4 NVMeの意味を理解してSSD選びに役立てよう

NVMeとは

NVMeとは、「Non-Volatile Memory Express」の略で、SSDに最適化された通信プロトコルのことです。フラッシュメモリの高速性を生かすために開発された通信プロトコルで、通常はPCIe（拡張性を持つ接続規格）と組み合わせて使用されます。

NVMeを使用したSSDは、従来のSSDよりもデータの読み書きが高速で、サイズも小さい点が特長です。また、NVMeは最大64K（65,536個）のI/Oキューを持っていて、複数の処理を同時に行う能力にも長けています。

NVMeとAHCIの違い

NVMe以外の通信プロトコルに、AHCIがあります。AHCIとは、「Advanced Host Controller Interface」の略称で、NVMeと同様ハードウェアとOSなどの間で行う通信プロトコルの仕組みのひとつです。

NVMeとAHCIの違いは、「何に対して最適化されているか」という点にあります。AHCIは、HDDを前提に作られた接続規格「SATA」に最適化された接続規格です。それに対してNVMeは、SSDに適した接続規格である「PCIe」に最適化されています。データ処理や転送速度といった性能が、AHCIより大きく向上しているのも違いです。
AHCIはあくまでも、SATAを拡張するためのプロトコルでしかないので、SSDなどフラッシュメモリを用いたストレージの高速処理は行うことができません。

NVMeに関連する「PCIe」と「M.2」

NVMeについて詳しく知るうえで欠かせない言葉が、「PCIe」と「M.2」の2つです。ここでは、PCIeとM.2についてそれぞれの意味をご説明します。

1.PCIe
PCIeは、「Peripheral Component Interconnect Express」の略で、拡張バスや拡張スロットなどの接続規格です。高速なデータ転送速度が求められるSSDにおいては、NVMeとPCIe接続の組み合わせが多く使用されています。
SSD製品のパッケージやメーカーのWebサイトでは「PCIe×NVMe接続」のように記載されるケースが一般的です。

従来のSATA接続の場合、システム内のデータ転送が1レーンに限られ、転送速度の上限は600MB/sとなっていました。PCIeではGen4（PCIe4.0）の場合、1レーンあたり2,000MB/sの転送速度×16レーンで、最大32,000MB/sのデータ転送が可能となっています。
データの転送速度とデータ処理の両方で高速化を目指したい方は、PCIe（NVMe）接続のSSDを選ぶのがおすすめです。

2.M.2
M.2とは、SSDの接続端子やサイズに関する規格のひとつです。基板のようなコンパクトな形状で、パソコン内部のマザーボードに備わるスロットに直接挿し込んで使用します。M.2規格にも複数の種類があり、SATA接続を行うものやPCIe（NVMe）接続を行うものがあります。
データの転送速度が高速といわれるM.2 SSDですが、SATA接続の製品は従来の2.5インチSSDと転送速度が変わりません。データの読み書きや処理が高速なSSDを使用したい場合は、PCIe（NVMe）接続のM.2 SSDを選ぶようにしましょう。

ただし、PCIe（NVMe）接続のM.2 SSDは性能が高く高速に動作する分、消費電力や発熱量が多くなり、価格も比較的高価です。
PCIe（NVMe）接続のM.2 SSDを機器に取り付ける場合、発熱量が多くなることで内部の過熱を招く恐れもあります。高温による性能低下や機器の故障を防ぐために、ヒートシンクを設置するなど発熱への対応は必須です。
ヒートシンクなどの発熱対策が施されているか、自身で取り付ける場合は機器内部にそのスペースがあるかなどの確認を行う必要があります。

NVMeの意味を理解してSSD選びに役立てよう

PCIe（NVMe）接続のM.2 SSDを活用すれば、データ転送を高速に行えるため、パソコンなどの動作が快適になります。ただし、発熱量が多く発熱に対する対応が必要、古いパソコンは規格が異なり対応していないなど、いくつか考慮しなければいけない点があることには注意が必要です。

今回ご紹介した用語は、SSDを購入する際によく目にする言葉ばかりです。それぞれの言葉の意味を理解しておくと、SSDを選んだり機器の性能を確認したりするときなど、さまざまなシーンで役立つでしょう。