NVMeとは？高速ストレージについて知っておくべきことすべて

NVMeドライブは、現代のコンピューティングで利用できる最速のストレージソリューションであり、入手可能なSSDの中でも最高の性能を誇ります。小型でスリムなだけでなく、追加の電源やデータケーブルも不要です。ストレージ容量は拡大し続け、価格は低下の一途を辿っています。さらに、お使いのPCやノートパソコンが1～2年しか経っていない場合は、すでにNVMeドライブが搭載されている可能性が高いでしょう。

ところで、NVMeとは何でしょうか？NVMe、M.2、SATAドライブの違いは何でしょうか？NVMeは一体どれほどの速度を実現できるのでしょうか？

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NVMe とは何か、そしてなぜ今後のゲームはすべて NVMe でプレイすることになるのかを詳しく説明しながら、これらの質問やその他の質問に答えていきます。

NVMeとは何ですか?

Non-Volatile Memory Express（NVMe）テクノロジーは、PCI Expressプロトコルを利用して、AHCI規格を採用したSATAドライブよりもはるかに高速に不揮発性ストレージ（ハードドライブやSSDなど）上のデータにアクセスするインターフェースの一種です。NVMeは、従来グラフィックカードやオーディオカードなどのアドオンカード、そして高速ネットワークインターフェースに使用されてきたPCI Expressプロトコルの高帯域幅と低レイテンシを活用するために開発されました。

NVMeドライブが登場する前は、SSDとハードディスクはSATAインターフェースを使用していました。しかし、この通信規格の性能制限により、SSDの性能には上限があり、新しいインターフェースが必要でした。当初、開発者はSSDをPCI Expressスロットに直接接続することでこのボトルネックを回避していましたが、非標準仕様を採用していました。

NVMeには、あらゆるメーカーが準拠できる標準規格があります。現在、最新のNVMe SSDのほとんどはM.2フォームファクターを採用しています。これは、NVMe SSDをマザーボードに接続するインターフェースで、通常は1つか2つの専用スロットを備えています。あるいは、専用のM.2スロットを備えたPCIeアドインカードを使用することもできます。

この設計にはさまざまなドライブサイズがありますが、このガイドに示されている NVMe ドライブはすべて M.2 仕様に基づいています。

SSD NVMe M.2 2280 ソリッドステートドライブのクローズアップ。 — ゲッティイメージズ/ゲッティ

SATA vs. NVMe

NVMeが登場する以前は、SATAテクノロジーが主流のストレージテクノロジーであり、世代を重ねるごとに飛躍的な進歩を遂げてきました。しかし、SATA IIIで最大スループットがわずか600MBpsにとどまり、大きな壁にぶつかりました。一方、第3世代のPCI Expressドライブは、レーンあたり最大1,000MBpsの転送速度を実現していました。一般的なNVMeドライブは4つのPCI Expressレーンを使用するため、潜在的なパフォーマンスは12倍以上向上します。

その後、PCIe 4およびPCIe 5 NVMe SSDが発売されました。これらのドライブは最大14,000MBpsの持続的な読み書き性能を実現していますが、これは実使用環境におけるパフォーマンスを反映することはほとんどありません。現状では、最速のNVMe SSDは、低速のNVMe SSDと比べてわずかな性能向上しか実現しておらず、SATA SSDと比べてもそれほど劇的な向上は見られません。

しかし、NVMe SSDはより高速なので、ゲームのロード時間とシステム起動時間を最短にしたいなら、最新世代のNVMe SSDが最適です。さらに、DirectStorage APIを利用してロード時間を短縮し、ポップインを減らすゲームでは、そのメリットを最大限に活用するためにNVMe SSDが必要になります。執筆時点では、NVMe SSDをサポートしているゲームはほんの一握りですが、今後数年で状況は変化するでしょう。

同様に、より高性能な PS5 SSD にアップグレードする場合は、最大 5,500 MBps の持続的な読み取りと書き込みを処理できる PCIe 4 ドライブが必要になります。

NVMeドライブがSATAドライブよりも優れているもう一つの点は、はるかに小型でシンプルなことです。マザーボードのスロットに直接接続でき、追加のケーブルは不要です。消費電力も大幅に削減されますが、ハイエンドモデルではコントローラーのスロットリングを防ぐためにパッシブ冷却が必要になる場合があります。

マザーボードに WD Black SSD がインストールされています。 — WD

NVMe ドライブが必要ですか?

必ずしもそうではありません。ブートドライブやゲームドライブとしてハードドライブを使用しているPCにとって最も重要なアップグレードは、SSDへのアップグレードです。SATA SSDは回転式ディスクハードドライブよりもはるかに高速で、ギガバイトあたりの価格もほぼ同等であるため、（長期の大規模ストレージ以外では）ハードドライブを使用する理由はほとんどありません。

しかし、ゲームのロード時間を短縮し、Direct Storageゲーミングに対応したい場合は、少なくとも第3世代または第4世代のNVMeが理想的です。512GBや1TBといった、より手頃な価格のドライブタイプは、ストレージ容量が低く、SATA SSDとほぼ同等の価格帯になっています。また、小型軽量で、ほぼあらゆる機器に簡単に取り付けることができます。冒険心があれば、Steam Deckを新しいSSDに改造することも可能です。他の携帯型ゲーミングPCのストレージも同様にアップグレード可能で、ROG Ally XのSSDの交換はさらに簡単です。

セカンダリNVMe SSDを追加するのも、PCやノートパソコンのストレージを拡張する優れた方法です。最近のPCのほとんどには、1台以上のNVMe SSDを搭載できるスペースがあり、標準スロットに1台追加するか、PCIeアドインカードで対応できます。それでも、SATAドライブのマウントポイントを見つけて、電源ケーブルとSATAケーブルを接続するよりも簡単です。

NVMe は RAM よりも高速ですか?

いいえ。NVMeドライブは高速ですが、最新のDDR4やDDR5メモリに比べると速度はほんの一部です。高速なNVMe SSDを使用していても、使用するアプリやゲームに必要なだけのRAM容量を確保する必要があります。

とはいえ、システムのメモリが不足すると、SSDがその不足分を補うことになります。その場合、NVMe SSDなら、古いSATA SSDやハードドライブほどシステムが停止することはありません。NVMeドライブはデータの取得速度が速いため、最新のPCの軽快さと応答性に大きく貢献しますが、高速なRAMの代わりにはなりません。