最新インタフェース の仕組み

じっくり読んで理解する
最新インタフェースの仕組み
第
2回 SATA Express
PCI ExpressとSerial ATAの両方を扱える新端子
Serial ATA では 6Gbps 以上の速度が計画されて
おらず、SSD の性能が頭打ちになっている。そこ
で PCI Express の 信 号 を 引 き 込 ん だ SATA
Express が規格化された。PCI Express 接続なら
より高速にアクセスできる。
大原 雄介＝テクニカルライター
ハードディスク（HDD）や SSDと
きが速くならないからだ。そのため、
たチップセット（パソコンの主要な
いったストレージ機器は、技術の進
ストレージ機器の進化に合わせて、
機能を決定付ける中核となる制御チ
化により機器そのものの読み書きが
インタフェースもより速い規格が登
ップ）が登場したのは 2003 年。当初
速くなってくると、パソコンとの接
場してきた。
は 1.5Gbps（8ビットを10ビットに変
続に使うインタフェースの速度が問
現在のパソコンにおいてストレー
換して伝送するため、150MB ／秒）
題になってくる。インタフェースの
ジ機器の接続には Serial ATA が使
だったが、その後 3Gbps（300MB ／
仕様上の最大速度以上には、読み書
われている。Serial ATA に対応し
秒）
、6Gbps（600MB ／秒）と高速化
してきた。しかし、2014 年 4 月時点
● SSD の高速化はまだまだ続く
パソコンとの
接続も高速にする
必要がある
フラッシュ
メモリー
で 6Gbpsより速い規格は予定にない。
フラッシュメモリー
のスピードが向上
SSD
コントローラー
フラッシュメモリーを制御する
コントローラーもよりパワフルに
データ伝送
路の追加
図 1　SSD の内部。フラッシ
ュメモリーからのデータ入出
力（I/O）の速度を上げたり、デ
ー タアクセスの伝送路を増や
し た り す る の に 合 わ せ て、
SSD コントローラーも強化す
る。 アクセス速度の向上に合
わせてインタフ ェ ー ス側も高
速 に す る 必 要 が あ る。 図 は
SATA-IO が公開している資料
を基に作図した
●ストレージやそのほかの機器を接続するインタフェースの概要
名称
内容
図 2　各種のデバイスを接続す
各種制御チップなどを接続する汎用のイン る汎用のインタフェースが PCI
PCI Express
タフェース規格
Express。同 Mini Card はそ
PCI Express の小型の拡張カ ー ド規格。 の小型スロ ッ ト規格だ。 スト
PCI Express Mini Card
ノートパソコンや小型パソコンで使われる レージは Serial ATA で接続す
Serial ATA
ストレージを接続するインタフェース規格 る。mSATA は PCI Express
PCI Express Mini Card と同じ端子を使 Mini Card と同じ形状の端子
mSATA
って Serial ATA 機器を接続する規格
に Serial ATA の信号を流す規
Serial ATA や PCI Express などの各種 格。M.2 と SATA Express は
M.2
インタフェースを搭載できるカード規格
PCI Express と Serial ATA
Serial ATA と PCI Express の両方を実 という全く異なる信号を両方
SATA Express
装できるインタフェース規格
扱えるインタフェースだ
最大転送速度
150MB ／秒
300MB ／秒
600MB ／秒
500MB ／秒
1GB ／秒
2GB ／秒
1GB ／秒
2GB ／秒
4GB ／秒
一方、ストレ ージ機器側は特に
SSD で高速化が進んでいる（図 1）
。
一般消費者向けでも高速な製品だと、
読み出し速度が 500MB ／秒を軽く
超えており、Serial ATA 6Gbpsは、
速 度 面 から限 界を迎えつつある。
「6Gbps の壁」を打ち破るべく出てき
たアイデアが PCI Express の活用だ。
図 2 は汎用インタフェースである
PCI Express やストレージ関連規格
の用語をまとめたものだ。連載の第
1 回 で 取 り 上 げ た M.2 は、Serial
ATA や PCI Express、USB などの
信号線を引き込んだ、機器への内蔵
用の小型拡張カードの規格だった。
今回取り上げる SATA Express は
仕組みとしては M.2 に似ているが、
●レーンを束ねられるPCI Express が速い
インタフェースの種類
Serial ATA 1.5Gbps
Serial ATA 3Gbps
Serial ATA 6Gbps
PCI Express 2.x x1（片方向）
PCI Express 2.x x2（片方向）
PCI Express 2.x x4（片方向）
PCI Express 3.0 x1（片方向）
PCI Express 3.0 x2（片方向）
PCI Express 3.0 x4（片方向）
M.2と似たSATA Express
図 3　S e r i a l A T A と P C I
Express の速度をまとめた。
Serial ATA の主流は 6Gbps。
これ以上の速度は規格化され
ておらず、 予定もない。PCI
Express はバージョンにより
1 レーン（表中の x1）の速度が
異なる。 最新の 3.0 は片方向
1GB ／ 秒。2 レ ー ン 束 ね る
（x2）だと 2GB ／秒になる
端子の形状が異なり、M.2 ほどの汎
用性はない。
SATA ExpressもM.2と同様に既
に標準化が完了している。M.2 がモ
バイルプラットフォーム向けだった
のに対し、SATA Expressはデスク
トップパソコンや一部のサーバーな
日経パソコン　2014.4.28
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