M.2(NVMe)SSDのPCIe4.0と3.0の違いは? 規格上2倍速いとこまで出せる!

パソコン関連

M.2SSDを調べてたら

PCIe3.0とPCIe4.0って書いてあった

2つの違いってなんなの?

 

 

皆様こんにちは、今回の記事は用語解説みたいなものなので手短に行きますがちゃこです。

M.2(NVMe)SSDを選ぶ時にPCIe3.0対応とかPCIe4.0対応とか書いてあると思うんです。

では

『PCIe3.0SSDとPCIe4.0SSDの違いはなんなのか?』

という所を今回の記事では紹介していきます。

結論から言うと、

PCIe3.0よりPCIe4.0の方が最大速度が2倍速いから、PCIe4.0SSDの方が速いSSDであることがほとんど

といった感じです。

ただ、PCIe4.0を選ぶ際に注意しなければならない事もありますので、その辺りも含めて二つの違いを詳しく紹介していきます。

この記事では詳しくない人が難しいであろう単語も含めて順を追って解説していきますので、上から読んでもらえればと思います。

 

では、

レディゴッ!

 

そもそもM.2(NVMe)SSDとはなんなのか

 

  • M.2(NVMe)SSDとはめっちゃ速いSSDの事
  • PCIe接続だからめっちゃ速い
  • マザーボードのM.2スロットに挿して使う

 

M.2(NVMe)SSDとは、めっちゃ速い読み書きが可能になったPCIe接続のSSDの事で、マザーボードのM.2スロットに取り付けて使う事が出来ます。

M.2スロットが無いマザーボードであっても、M.2スロットを拡張して取り付ける事も可能です。

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なんのこっちゃわかんない人もいると思いますので順を追って解説していきます。

 

PCIeとは?

  • PCIeはめちゃ速いパソコンの通信規格の事
  • 『PCIe』=『PCIexpress』=『Peripheral Component Interconnect Express』
  • 正直ピーシーアイイーで通じるから長いのは覚えなくていい

 

PCIeとは高速な通信が出来る通信規格(接続規格)の一種で、PCIexpress(ピーシーアイエクスプレス)を略したものです。

ちなみに正式名称はPeripheral Component Interconnect Expressといいますが、全然覚えなくていいです。ピーシーアイイーで通じます。

 

PCIeは、マザーボードのPCIeスロットに機器を接続する事で機能します。外付けHDD等で使う『USB規格』や、内蔵SSDをマザーボードにSataケーブルで接続する『Sata規格』よりも更に高速なので、通信速度が必要なグラフィックボード等で使われていたのですが、SSDでも使われるようになり、それがM.2(NVMe)SSDです。

 

先程M.2SSDはマザーボードのM.2スロットに取り付けると言いましたが、M.2スロットはPCIeスロットが変形した物と思っておいて大丈夫です。なので、M.2スロットにSSDを取り付ける事はPCIeスロットにSSDを取り付ける事と同じ意味になります。

 

ややこしいんで、簡単なイメージとして、

PCIe対応機器はマザーボードに直接挿すからメッチャ速く動作する

と、とりあえず覚えておいてもらえればと思います。

 

なので、M.2(NVMe)SSDはPCIe接続で超速いので現状最も高速なストレージというわけです。

 

PCIeの後ろの数字3.0・4.0って何なの?

  • 3.0・4.0はPCIeの世代の事
  • PCIe3.0=第3世代のPCIe規格(現在の主流規格)
  • PCIe4.0=第4世代のPCIe規格(今後の主流規格)

 

CPUやUSBやSata等に世代があるのと同じようにPCIeにも世代があり、それが後ろの3.0とか4.0とかの数字です。

これまでのPCIe世代としては

名前世代策定年
PCIe1.1第1世代2005年
PCIe2.0第2世代2007年
PCIe3.0第3世代2010年
PCIe4.0第4世代2017年

という感じで第4世代まであります。

 

また、現在はまだマザーボードに実装されていませんが、2019年に策定された第5世代のPCIe5.0や2021年に策定予定の第6世代のPCIe6.0という規格もあります。

世代が上がるとどうなるかは、3.0と4.0の違いの項で記載します。

 

PCIe3.0とPCIe4.0の違いは?

  • 世代が違うので最大速度が違う
  • PCIe3.0よりPCIe4.0のが最大通信速度が2倍速い

 

ようやく本題である二つの違いですが、3.0と4.0は世代が違い、それに伴い規格の持つ最大速度が違います

ほとんどのNVMeSSDで使われるx4接続で比較してどれくらい速度が違うかというと、

  • PCIe3.0x4の最大通信速度:4GB/s(4GBのファイルを1秒で送れる速度)
  • PCIe4.0x4の最大通信速度:8GB/s(8GBのファイルを1秒で送れる速度)

なので、PCIe4.0は倍の通信速度が出せるという感じです。

具体的な速度は下に表をのせておきます。

 

接続レーン数PCIe3.0PCIe4.0
x18Gbps16Gbps
x216Gbps32Gbps
x432Gbps(4GB/s)64Gbps(8GB/s)
x864Gbps128Gbps
x16128Gbps256Gbps
x32256Gbps512Gbps

 

早い話が、

  • PCIe4.0はPCIe3.0より2倍速い
  • SSDはx4接続なので『3.0で4GB/s』『4.0で8GB/s』

といった感じです。

今後出るPCIe5.0では倍の16GB/s、PCIe6.0ではさらに倍の32GB/sまで出るようです。楽しみ~

 

【結論】PCIe3.0SSDとPCIe4.0SSDの違いは?

  • 2つの違いは規格の最大速度
  • PCIe3.0対応SSDは『理論上』最大4GB/sまで
  • PCIe4.0対応SSDはPCIe3.0の限界を超えて『理論上』最大8GB/sまで出せる
  • でもPCIe4.0SSDが全部4GB/s以上出るわけじゃない

 

この記事の結論ですが、PCIe3.0SSDと4.0SSDの違いは、

  • 最大速度の上限がPCIe3.0よりPCIe4.0の方が高い
  • PCIe3.0よりPCIe4.0対応SSDの方が速いSSDであることがほとんど

といった感じです。

これまでのPCIe3.0しかなかった時は、PCIe4.0で4GB/s以上のSSDを作っても使う所が無いので意味が無かったんですが、PCIe4.0のマザーボードが登場してからは4GB/sの上限が取っ払われたのでより速いSSDを作る意味が出来た感じです。

 

補足ですが、PCIe3.0の4GB/sやPCIe4.0の8GB/sは理論上の最大値であって実際のSSDの速度ではない事を紹介します。

PCIe3.0のSSDだからと言ってどれもこれも4GB/s出るわけでは無く、SSDによって速度は違います。

現在販売されているPCIe3.0SSDの速度は読み込み3.5GB/sの物もあれば読み込み0.95GB/sの物もあります。

またPCIe4.0のSSDも同様で、7.4GB/sの物もあれば3.6GB/sの物もあります。

 

あくまで規格の上限が高いという事で実際の速度はSSDによってバラバラなので、購入する際はSSDの性能と価格を吟味して選びましょう。

まあほとんどのPCIe4.0SSDは4GB/s以上出ますけどね。

 

余談ですが、PCIe4.0x16接続のSSDというのも存在していて、PCIe4.0x16接続だと理論上256Gbps(32GB/s)まで出ますが、SSD性能としては15GB/sです。

一度使ってみたいですが、そんなお金は無いので諦めます。

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PCIe3.0対応SSDと4.0対応SSDのメリット・デメリット比較

PCIe3.0対応SSDのメリット・デメリット

メリット

  • 安価
  • SSDの種類が豊富(240種くらい)
  • 対応マザーボード(チップセット)が豊富

デメリット

  • 4.0に比べて速度が遅い(1.5~2.0GB/s)

 

PCIe4.0対応SSDのメリット・デメリット

メリット

  • 超速い(7GB/s超えもある)

デメリット

  • 高価
  • SSDの種類が少ない(90種くらい)
  • 対応マザーボード(チップセット)が少ない

 

メリットデメリット解説

PCIe3.0対応のSSDは、これまで長い間販売されてきた為、SSDのラインナップが多く周辺パーツの選択肢も沢山あります。一方PCIe4.0対応のSSDは今後主流になっていくとはいえ、2021年現在では出たての規格の為最新のチップセットにしか対応していません。これ故にSSD自体の種類も少なく、対応マザーボードも少ないです。

 

また、PCIe3.0対応SSDはPCIe4.0に速度性能で劣りますが安価に入手する事が出来ます。もっとも、PCIe4.0はまだ浸透していない事もあり、今後浸透してきたらPCIe4.0対応SSDが安くなる可能性も十分あります

 

現在の価格でいうと同容量で大体1万円くらい違うので、PCIe4.0SSDはめっちゃ速度欲しい人向けとも言えるでしょう。

なので、今から新しいPCを組む方や、今持っている4.0非対応のSSDを今後組組むPCに移植する方、PCIe3.0環境を快適にしたい方(後述)は、今PCIe4.0のSSDを購入しても無駄にならないかと思います。

 

PCIe4.0対応SSDを選ぶ際の注意点

  • PCIe3.0対応マザーボードに挿すと3.0で動作する(最大速度4GB/s)
  • そんなに速くないSSDもある(3GB/s~7GB/sと幅広い)
  • 対応世代確認とSSD選びをちゃんとしよう!

 

PCIe4.0対応SSDをPCIe4.0で動作させるにはPCIe4.0に対応したマザーボード(チップセット)が必要です

どういう事かというと、PCIe3.0対応のマザーボードにPCIe4.0対応SSDを挿してもPCIe3.0規格の最大速度4.0GB/sまでしか出ませんし、4.0のマザーボードに3.0のSSDを挿しても3.0の速度しか出せませんので注意が必要です。

PCIe4.0対応SSDは、PCIe4.0対応マザーボードに挿した時に初めて性能をフルに発揮するのです。

ただ、まるで使えないという事では無く、認識もするし動作もします。性能フルで速度が出ないだけです。

対応していないと速度が出ずSSDのポテンシャルを発揮しきれないという話でした。

 

また、PCIe4.0規格は最大速度8GB/sまで出せる規格ですがSSDによって速度はばらつきます

例えば超速いSSDだと読み込み速度7.4GB/sでPCIe4.0ならではの速度が出るものもありますが、中には読み込み速度3.6GB/sというPCIe3.0でも出せそうな速度のPCIe4.0SSDもあります。

もちろん速度が速いほど高価格で、低いほど低価格ですが、選ぶ際は用途を見越して慎重に選ぶ事をオススメします。

 

PCIe3.0対応SSDがオススメな人

  • 価格を抑えたい
  • PCIe4.0SSDが安くなるまで待ちたい
  • M.2スロットが余ってる
  • ゲーム用途

 

PCIe3.0SSDは4.0SSDに比べて安価で購入する事が出来ます。

PCIe4.0の環境を現在持っておらず、新しく4.0環境のPCを手に入れた際に今持ってるPCをサブ機で使い、SSDを流用しないという方はPCIe4.0SSDは持ち腐れになるので3.0でいいと言えるでしょう。

 

また、ゲーム用途でストレージが影響する事はロード時間ですが、FFベンチを通してもロード時間は3.0と4.0を比較しても全体で数秒しか変わらないので、シーン毎の切り替えでいうとコンマ数秒の差しかありません。

なのでゲーム用途でもPCIe3.0SSDはまだまだ優秀と言えるでしょう。

最速を求めるのであれば話は別ですが!

 

PCIe4.0対応SSDがオススメな人

  • 現在PCIe4.0の環境を持っていて快適にしたい
  • 現在PCIe3.0の環境だが快適にしたい
  • 今後4.0対応のPCを組む際にSSDを流用したい
  • 動画編集用途

 

現在PCIe4.0環境のPCの人が4.0SSDを使ったらもちろん快適な環境になりますが、実はPCIe3.0環境に4.0SSDを挿すとランダム性能が飛躍的に上がるという恩恵があります

なので、PCIe3.0マザーボードに4.0SSDを挿すとパソコンが快適になるといえるでしょう。

また4.0SSDを持っておけば、今後PCを買い替えた際にSSDを流用出来る為、無駄になりません。

 

PCIe4.0SSDの超速転送の恩恵を一番受ける用途と言えば、大少サイズ問わずファイル転送を頻繁に行う長時間の動画編集作業と言えるでしょう。

動画編集におけるストレージ性能というのは非常に重要です。

素材データの移動はもちろんの事、編集中でも素材の切り貼りが行われる為編集時間にも関わってきます。

 

早い話が

  • 撮影した15GBの動画移動が素早くなる(シーケンシャル性能)
  • 大小問わず大量のデータ移動が速くなる(ランダム性能)
  • 編集中の動作が素早くなる

といった恩恵が受けられます。

 

 

まとめ

基礎知識

  • PCIe3.0は『4GB/s』まで出る規格の事
  • PCIe4.0は『8GB/s』まで出る規格の事
  • PCIe4.0はPCIe3.0より最大速度が2倍速い

 

用途

  • PCIe4.0SSDは高速ファイル移動や動画編集で力を発揮
  • ゲーム用途ならPCIe3.0SSDでも充分

 

総評

  • PCIe3.0環境にPCIe4.0SSDを挿す事による恩恵もある
  • PCIe4.0SSDでもそんなに速くないやつもある
  • 最速を求めるならPCIe4.0の速いSSDがベスト
  • PCIe3.0SSDでも充分速い

 

以上になります。

最後まで読んでいただいてありがとうございました。

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