最近のM.2 SSDの規格が複雑すぎて調べてみた。

2022年5月21日

M.2 SSD買おうと思ったんだけど

M.2 SSDを購入しようと思ったがあまりにも種類が多すぎてビビった。 一体何を買えば良いんだこれ。

X99 Taichiに接続できるものを探す。

おうちのPCのマザーボードはX99 Taichi。 こいつに搭載できるもので良いものを探す。

ざっと4種類くらいある

現時点で選べるSSDは以下の4種類くらい。 そもそもSATA3とPCI Expressの2つの方式(接続インターフェース)が選べる。

接続形式	最大転送速度
SATA3	600MB/s
PCI Express 2.0 x2	10GB/s
PCI Express 3.0 x4	32Gb/s
PCI Express 4.0 x4	64Gb/s

SATA3

あの四角いやつ ではない。 M.2 SATA3ってやつなので平べったいカード状のやつ。 ちょっと古い規格なのかな？ 転送速度が遅い。

PCI Express 2.0×2

この仕様のものは探してもあまり見当たらなかった。 こちらも古い規格なんだろうな。

PCI Express 3.0×4

これが結構多いし比較的リーズナブル。 今回買うのはおそらくこれ。

PCI Express 4.0×4

最新版かな？まあまあ高い。

M.2 SSDのサイズ

M.2 SSDにはサイズがあるらしい。 ノートPCとかの大きさによっては使えるやつが違うのかな？ 主にこんなサイズのものが使われているらしい。

タイプ	サイズ
type2280	22mm × 80mm
type2260	22mm × 60mm
type2242	22mm × 42mm

ただ、ほとんどM.2 2280しか売ってなかった。 これが主流みたい。あまりこれ以上小さくする必要はないのかもね。

NVMe接続って何？

NVMe接続とSATA接続が存在することがわかった。

ここでは詳しくは説明しませんが、

NVMe	読み書き（データ転送）が高速。対応していれば通常はこちらを選ぶ。主流。
SATA	NVMeと比較して速度が遅い。古い規格だと思って良い。

となります。

X99 Taichiには何が合うのか

X99 Taichiのスペックを見ると

3 PCIe 3.0 x16, 2 PCIe 2.0 x1

とある。 これは PCIe 3.0 x16が3基搭載、PCIe 2.0 x1が2基搭載ってことなんだな。 「PCIe」っていうのは「PCI Express」の略ね。 もうビビりすぎてしばらくこれすら理解できなかったわ。

「NVMe/PCIe Gen3 x4」ってのを選べば良いのか？

ってことは

NVMe接続のPCI Express(or PCIe) (Gen)3.0×4 を選べば良いのか？ メーカーや販売店ごとにいろんな表現があるが、

・NVMe PCI Express Gen3.0 x4 ・NVMe PCIe 3.0 x4

みたいな表現のやつを買えば良いのか？

最大の疑問点 PCIe 3.0 「x16」

えっ

PCIe 3.0 x16が3基搭載されていることはわかったけど

NVMe接続の PCIe 3.0 「x4」 ってSSDしか発見できないんだけど。

「PCIe 3.0 x16」に「PCIe 3.0 x4のSSD」を挿すってこと？

まずぶち当たった問題がここ。 このx16とかx4とかって数字は一体なんなんだ。 規格が違うの？ でもx16のSSDなんてどこにも売ってないんだけど？

というわけで調べてみた。

PCI Expressは、世代（2.0／3.0）とレーン数（x2/x4/x8/16）が存在する

が、ここで全てを説明する意味があまりないものなので

2016年以降くらいから PCI Express接続のSSDで標準的に使われているインタフェースは 「PCIe 3.0 x４」。 だ覚えておけば良い。

※性能は落ちるがPCI Express 3.0×4対応のSSDを、2.0×4などの低速なPCI Express対応のパソコンに接続しても動作するらしい。

じゃTaichiのスペックに書かれている「PCIe 3.0 x16」ってなんだ

気になる「レーン数」

どうも調べてみたところ、x4 x16などの数字は「レーン数」のようです。

最初わからなかったので４ピンとか16ピンとかそもそも差し込み口の形状が違うのかと思った。

X99 Taichiは「16レーンを３つ持っている」と考えて良いようです。

レーンとは何か

CPUからチップセットを通って拡張パーツとやり取りするための「道」です。

マジでこれ間違ってたらすぐ教えてください。

例えばTaichiのように16*3=48レーン持つチップセットは、 チップセットレーンに対応したPCIeスロットにNVMe PCIe 3.0 x4のSSDを挿すと、 チップセットとSSD間の4レーンを使って、データのやり取りをします。

48レーンのチップセットに4レーン消費するSSDを挿すと、残りのレーンは44になり、 あと44レーン分の拡張パーツを取り付ける事が可能です。 僕の場合はGTX1080（PCI-Express3.0　x16）を既に搭載しているので（PCI-Express3.0 x16）で残りは28レーンです。

合計44レーンを超えないようにパーツを選定することが必要です。

調べてみたんですが現在Taichiに乗っているCPU「Core i7-6950X」はレーン数は40のようです。 40本のレーンがPCIeの16*3=48レーンと通信するんでしょうか。 なら40レーンを超えないようにした方が良いんですかね？

結論

最終的に何が対応しているのか。 なんか結局こういうことみたいです。

拡張スロット	搭載可能な拡張カード
PCI Express x16	PCI Express x16, x8, x4, x1
PCI Express x8	PCI Express x8, x4, x1
PCI Express x4	PCI Express x4, x1
PCI Express x1	PCI Express x1

やっぱり差し込み口の形状が違うとかではなかったんだ。良かった。

ここまで理解して安心してNVMe PCI Express Gen3.0 x4のSSDが買えるようです。

めでたしめでたし。