NVMe、SATA、PCIe、M.2コネクタは、データ ストレージの接続ボトルネックを解消し、より小型で高速な設計を可能にします。現在の主要なデータ ストレージ接続テクノロジを分析し、フラッシュ データ ストレージの将来がどうなるかをお伝えします。
IBMと日立のマイクロドライブは、それぞれ1999年と2005年に発売されました。
データ保存能力は、何十年にもわたって最大の技術的懸念事項でした。1999年 IBM は、当時市場で最も小型で大容量の340 MBのハードディスク ドライブであるMicrodriveを発表しました。データ ストレージの技術が急速に進歩するにつれ、標準技術 コネクタ も、より小型で高速になるように革新する必要がありました。 2003年までに、ハードディスク ドライブ ストレージ デバイス (HDD) は、業界での受け入れとデータ転送速度の高さから、SATAインターフェイス コネクタを採用していました。最初のSATAコネクタの速度は約150 MB/秒で、当時としては優れたものでした。
SATAとは何ですか?
ストレージ サイズの拡大、フォーム ファクタの縮小、ユーザーが作成して処理するデータの増加に伴い、ラップトップやデスクトップのSATAコネクタとインターフェイスは、速度の要求に対応する必要がありました。2004年にリリースされたSATAの最初のリビジョンでは、ネイティブ転送速度が300 MB/秒となり、速度が実質的に2倍になりました。SATA速度は2008年に再び2倍になりました。この頃には、最初の1 TB 3.5インチ ハード ディスク ドライブが導入され、データ ストレージと速度がかつてないほど向上していることがテクノロジーの世界に示されることになりました。言うまでもなく、SATAは、ハード ディスク ドライブ、そして最終的には ソリッド ステート ドライブを接続するための標準的な消費者向けコンピューター バス インターフェイスになりました。
3.5インチHDD用のSATAコネクタ。グランドと電源の特定の嵌合順序を保証するさまざまなピンの長さに注意してください。
PCIeとは何ですか?
2009年、シリアルATA国際機構は、新しい接続規格であるMini-SATA (一般にmSATAと略される) を発表しました。これは、Peripheral Component Interconnect Express拡張コネクタ (PCIe) からわずかに派生したものです。PCIeコネクタとミニ カードは2005年に導入され、主にコンピューターのマザーボード上のグラフィック カード、ネットワーク カード、サウンド カードによく使用されていましたが、それだけでした。mSATAコネクタは、最初のApple MacBook AirでSSDコネクタとして使用されましたが、長くは続きませんでした。小さなMini PCIe SSDに少しの革新と設計の見直しが行われた後、mSATAはすぐにMini PCIe v2規格 (現在M.2と呼ばれているもの) に置き換えられました。
2.5インチSATAドライブ（下）とmSATA SSDの比較
M.2とは何ですか?
mSATAに突然取って代わったM.2規格では、さまざまなコンピュータ モジュールの幅と長さが可能になり、より高度なインターフェイス機能を備えています。M.2コネクタ は非常に汎用性が高く、 Wi-Fi、 Bluetooth、 衛星ナビゲーション、近距離無線通信、ハイブリッド デジタル ラジオ、ワイヤレス ギガビット アライアンス、ワイヤレス ワイド エリア ネットワーク、そしてもちろんソリッド ステート データ ストレージなど、複数の機能を統合できます。
mSATA SSD (左) とM.2 2242 SSDを並べて比較
NVMeとSATA: 主な違い
ストレージ ドライブのバス プロトコルに関して、M.2コネクタは2つの異なるカテゴリに分類されます。1つはM.2 SATAプロトコルで、これは古いSATAドライブと同じように通信しますが、フットプリントが異なり、キューイング速度が高速です。もう1つはPCIe M.2コネクタで、これは従来のSATAインターフェイスよりもはるかに高速なNVMeインターフェイス プロトコルを使用します。SATAに歴史的にIDE、AHCI、RAIDがあったように、PCIeにはプロセッサとのインターフェイスとしてNVMeがあります。NVMeは最新のCPUの低レイテンシを活用できるため、SATAとAHCIは基本的に時代遅れになっています。
M.2ドライブ: より一般的なソリューション
わずか2年前、M.2コネクタは明らかに利用可能でしたが、mSATAやSATAなどのレガシー コンポーネントがまだ広く使用されていたため、実装はほとんどありませんでした。これは、M.2ソリッド ステート ドライブ (SSD) がまだ比較的新しいため、速度と価格を比較するとSATA SSDと競合できなかったためである可能性もあります。しかし、M.2は、マザーボード、タブレット、そして大量のストレージを必要とするあらゆる小型製品などの消費者向け製品でますます一般的になりつつあります。これは、M.2 PCIe SSDが、いまだに消費者向け小売店に溢れている従来のSATA SSDよりも大幅に安価で はるかに 高速になっているためです。速度の参考として、この Kingston 製 M.2 PCIeソリッド ステート ドライブ は、読み取り速度1400 MB/秒、書き込み速度1000 MB/秒で動作します。これは、わずか5年前にストレージ業界を席巻した標準的なハード ディスク ドライブの20倍以上の速度です。
「B&M Key」エッジコネクタはSATA M.2によく使用されます。
M.2は非常に汎用性が高いため、いくつかの異なるサイズ標準、つまり キーと呼ばれるものが採用されています。現在広く使用されているM.2スロットには、A、B、E、Mの4つの 主な キー タイプがあります。ただし、実際には12種類のキーIDがあり、そのほとんどは将来の使用のために予約されています。キーIDは、コネクタ上の物理ブロックの位置を示す略語です。このブロックは、さまざまなデバイス内の情報割り当てを区別するために使用されます。参考までに、便利なM.2キーチャートを以下に示します。
M.2のもう1つの重要な特徴は、モジュールの長さと幅の柔軟性です。これは、モジュール部品番号の命名法で示されることがよくあります。 TE Connectivity がM.2コネクタの部品番号をどのように命名しているかについては、この非常に便利なガイドをご覧ください。
M.2の長さと幅の多様性は、あらゆる種類のアプリケーション固有のテクノロジーにわたって同じコネクタ ファミリを使用できるという点で非常に価値があります。 たとえば、モジュール自体の長さが異なっていても、このキーはさまざまなインターフェースを幅広く受け入れるため、理論的には設計内の複数の接続アプリケーションで「B Key」M.2コネクタを使用できます。
アプリケーションに関係なく、M.2 PCIeコネクタは非常に汎用性が高く、テクノロジー アプリケーションでますます普及するでしょう。さまざまなテクノロジーに統合されることが多くなり、消費者向け製品のフラッシュ データ ストレージ接続の未来となっています。