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【NVMe接続のM.2について】

薄型ノートや小型PC向けストレージの接続規格として開発さ
れたM.2ですが、デスクトップ用のMBにも搭載される様にな
り、普及が進んでいます。

今回はM.2でもNVMe(PCI-E)接続について書きます。
(2017/8/21時点公開)



(2018/5/20表更新)
【MB側のCPU及びチップセットの接続規格】
M2スロットの接続規格
MB上にあるM.2スロットはCPUやチップセットのPCI-Eのレ
ーン数によって接続規格が変わってくるので注意が必要
です。


例えば、Intelの場合基本的にチップセットのPCI-Eレーンを
利用しており、

X99を含む9シリーズチップセットH110はPCI-E2.0 x4で、
100シリーズチップセット以降はPCI-E3.0 x4での接続にな
ります。

尚、一部のモデルについてはCPUから伸びているPCI-Eレー
ンをM.2スロットに直結
させている事がありますが、接続する
レーンが分割されるので、CFXやSLIに制限が出ます。


また、AMDの場合チップセットに接続されている物はPCI-E
2.0 x4ですが、Ryzen以降CPUからNVMe専用のPCI-Eレ
ーンが直結
しているので、PCI-E3.0 x4の速度が完全に使
えます。



【チップセット経由は速度が出ない事がある】
現在のメモリはメモリコントローラがCPU側にある為、チップ
セット側からデータをメモリに転送する為にはCPUとチップセ
ット間にある経路を通す必要があります。


だからCPUとチップセット間の接続規格に時間当たりの転送
量が左右される訳ですが、

チップセットのPCI-Eコントローラ自体多数のレーン数に対応
出来ていてもCPUとチップセット間がPCI-E2.0 x4かPCI-E3
.0 x4
でしか繋がっていないので、

PCI-E接続を利用しているUSB3.0やSATAのポートに接続し
ている機器
とM.2の機器が同タイミングでデータを同じ方向に
送ろうとしてしまうと、

競合して通信に待ち時間が出てしまいます。


つまり、チップセット経由のM.2は場合によっては速度が出な
い状態になる事があると言う事です。



【出来るだけ高速な接続にするには】
CPUに内蔵されているPCI-Eコントローラに直結しているM.2
スロットが搭載されているMBを探して下さい。

基本はチップセット経由でも独自にCPU直結のスロットを搭
載しているモデルが存在しています。


また、既にMBを所持している場合は、↓の様なM.2接続を
通常のPCI-E接続に変換できるボードを利用してCPU側のP
CI-Eスロットに接続して下さい。


Aquacomputer kryoM.2 PCIe 3.0 x4 Adapter for M.2 NGFF PCIe SSD, M-Key with passive heatsink
(2016/7/21)
Aquacomputer


CPU側は分割したり他の一部スロットが使用出来なくなりま
すが、通信が競合しないのでチップセット経由の様に速度が
落ちません。


尚、グラフィックボードが1枚の時やレーン数が多いCPUの場
合は【PCI-Expressについて】で説明している通り分割して
も性能に問題は出ません
が、

3枚以上でCFXやSLIをしたい時はCPU側に接続できない事
があるので、その様な時は諦めてM.2スロットを使うしか無い
ですね。



(2017/8/23追記)
【繋がっている経路の判別の仕方】
MBメーカーの製品ページでマニュアルをダウンロードして以
下の項目を確認して下さい。

【PCI-Eのレーン分割(拡張スロット)】
CPU側から伸びているPCI-Eのレーン分割の項目(VGA構成
等)の表にM.2スロットを含んだ状態で分割した時の割り当て
が明記されているかで判断して下さい。

例:Intelのハイクラス以下CPU(x16 or x8 x8 or x8 x4 x4)

CPU側の割り当てにM.2が入っていない場合はチップセット
経由のM.2スロットしかないと言う事です。

尚、複数のM.2スロットを搭載していてCPU、チップセットの
其々から伸びている事があるのでよく確認を。


【SATA構成とM.2の組み合わせ】
SATAポートが大量にあるMBでNVMe(PCI-E)の接続表記
がある時に、複数のSATAポートが無効になる場合はチップ
セット経由のM.2スロットです。

SATA接続のM.2 SSDを接続した時にSATAポートが1ポート
無効になるのは当然なのでよく確認を。



【M.2の注意点】
まずMB側について書きますが、M.2スロットが付いているか
らと言ってNVMe接続であるとは限りません

M.2でもSATA接続のスロットがあるので、仕様を必ず確認し
て下さい。

NVMe接続専用のスロットにSATA接続の物は接続できませ
んし、その逆も無理なので。

また、CPU直結かチップセット経由であるかよく確認を。


次に、M.2のストレージについての注意ですが、対応してい
る接続規格がPCI-E2.0とPCI-E3.0の物と対応レーン数が
低い物があるので注意して下さい。

当然ですが、SATA接続の物もあるのでよく確認を。


店頭の場合読み込み速度と書き込み速度がMB/sで表記さ
れていますが、NVMe接続は読み込み(Read)が1000MB/s
以上
なので、3桁の場合はSATA接続の物だと覚えておくと
判別しやすいと思われます。



M.2スロットが標準搭載される様になってきたので、仕様を
把握してから最良の選択が出来る様にして置くと良いと思
います。


【M.2 SSD関連】

M.2 SSDの装着の仕方


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