SATAとNVMeの違いを徹底解説！SSDはどちらを選ぶべき？

ストレージの世界において、NVMeは大きな変革をもたらしました。従来のSATA SSDは、特にPCから最大限の速度を引き出したい enthusiast の間では、もはや注目の的ではなくなりつつあります。最高性能が求められる場面では、選択肢にすら挙がらないこともあるのです。では、なぜNVMeがこれほど注目されているのでしょうか？本当にNVMeドライブが必要なのでしょうか？その答えを知るには、まずSATAとNVMeについて正しく理解することが大切です。

SATAとは？

1990年代のPC内部には、平たくて灰色の幅広ケーブルが大量に詰め込まれていました。見た目が悪いうえに、ケース内のエアフローを妨げ、さらに転送速度も遅いという三重苦の代物でした。これがATAケーブル、別名パラレルATA（PATA）と呼ばれるものです。

2000年頃になると、この灰色のリボンケーブル問題を解決する手段として、SATA（Serial ATA）が登場しました。はるかに高速で、ケーブルも邪魔になりません。その後、SATAは幾度かの改訂を経て、バージョン2.0や3.0へと進化し、大幅な高速化を果たしました。現在「SATAドライブ」と呼ばれるものは、具体的にはSATA 3（正確には3.3）を指します。

SATAによる高速化は、ディスク式HDDの性能向上をもたらしただけでなく、後にSSDがストレージの常識を塗り替える土台ともなりました。

NVMeとは？

マザーボード上のコネクタは、すべてが平等に作られているわけではありません。中には大量のデータを処理できるよう設計されたものもあります。意外に思われるかもしれませんが、マザーボードのSATAコネクタは、データ帯域幅の観点ではかなり下位に位置します。

一方、PCIeポートは最大速度と大量のデータ転送のために作られています。グラフィックカードなどが発生させる膨大な計算データを捌くことを想定しているのです。もしストレージをPCIe経由で直接接続できたらどうでしょうか？それこそがNVMeの仕組みです。

ここで注意したいのは、PCIe接続のドライブすべてがNVMeというわけではない点です。NVMeは「Non-Volatile Memory Express（不揮発性メモリ・エクスプレス）」の略称で、RAMと同じ種類のメモリを使用しながら、PCの電源を切ってもデータが消えない特性を持ちます。そのため、NVMeはPCIeとの組み合わせでのみ意味を持ち、逆にPCIeの性能を最大限に活かせるのはNVMeだけであることから、両者はほぼ同義語として扱われています。

NVMeはPCIeの超高帯域幅を活かしてSSDをマザーボードに可能な限り直結し、SATAでは決して到達できない速度を実現します。

速度の違いはどれくらい？

NVMeの方が速いことは分かりましたが、実際にどれほど差があるのでしょうか？シンプルな方法で概算できます。

SATA 3の理論上のデータ転送速度は6Gb/sです。ただし実用環境ではオーバーヘッドがあるため、実際の最大速度は約600MB/s程度になります。とはいえ、一般的なネット回線の速度と比べれば、十分に高速だと言えるでしょう。

次にPCIeを見てみます。PCIeスロットは4の倍数単位の「レーン」に分割されており、マザーボードには通常4レーン、8レーン、16レーンのスロットが搭載されています。16レーンのスロットは主にグラフィックカード用です。現行標準のPCIe 3.0では、各レーンの理論速度は1GB/s。つまり16レーンのスロットなら最大16GB/sのポテンシャルを秘めています。コンシューマー向け製品では4レーンや8レーンが主流ですが、その可能性は計り知れません。

さらに、実際の製品の公称読み書き速度で比較してみましょう。ほとんどのSATA SSDは約550MB/s前後で、これはSATA 3の上限値とほぼ一致します。一方、NVMeドライブは読み込み約3GB/s、書き込み1.5〜2GB/sに達します。しかもこれは4レーンのM.2インターフェースでの数値です。この差は歴然ですね。

用途別の選び方

すべてのスロットにNVMeドライブを搭載する必要はありませんし、まとまった予算がない限り、1TBのNVMeドライブを導入するケースは少ないでしょう。NVMeはOSドライブに最適で、ゲームなどの大容量ファイル用には大容量のSATA SSDを組み合わせるのが理想的な構成です。もちろん、データの保管・アーカイブ用途には、コストパフォーマンスに優れた従来型HDDが依然として有力な選択肢です。

近年のハイエンドノートPCやデスクトップ向けマザーボードの多くには、M.2スロットが標準搭載されています。M.2はNVMeドライブ専用に設計されたPCIe接続規格で、マザーボード上に低く平らに収まるため、他のPCIeスロットをグラフィックカードや拡張カードのために空けておけます。省スペース性に優れているため、ノートPCにも最適です。

一般的には、OS用に256GBまたは512GBのNVMeドライブを用意するのがおすすめです。最速のドライブにOSを載せることで、起動時間やシステム全体のアプリケーションの動作が大幅に高速化されます。ほとんどのユーザーにとって、これで十分な快適さが得られるはずです。そこへSATA SSDを追加すれば、ゲームやプログラム、素早く読み込みたいファイルのための大容量領域を、賢く補完できます。