【詳細ガイド】PCIe SSDとは何ですか？

ソリッドステートドライブ（SSD）は、従来のHDDと比べて大幅に高速なパフォーマンスを提供するため、現代のコンピューターに欠かせないストレージデバイスとなっています。

SSDにはさまざまな種類がありますが、中でもPCIe SSDは、その優れた速度と効率性により大きな注目を集めています。

本ガイドでは、PCIe SSDとは何か、SATA SSDとの違いは、適切なPCIe SSDの選び方、さらにシステムをPCIe SSDへアップグレードするための具体的な手順について詳しく解説します。

PCIe SSDについて

コンピューターのパフォーマンスにおけるSSDの重要性を理解した後、PCIe SSDに関する知識を見にいきましょう。このセクションでは、PCIe SSDとは何と、よく見られるフォームファクターについて説明します。

PCIe SSDとは何

PCIe（PCI Express、PCI-eとも呼ばれる）は、「Peripheral Component Interconnect Express」の略で、高速シリアル拡張バス規格です。

PCIe SSDは、このPCIeインターフェースを利用してコンピューターのマザーボードに接続する高速なソリッドステートドライブで、従来の接続方式よりも高速なデータ転送を実現します。

これらのドライブは、拡張カードとして標準のPCIeスロットに装着することもできるほか、PCIeプロトコルを利用してデータを転送するM.2タイプのSSDとして取り付けることも可能です。

以下では、PCIe SSDについて、動作原理とフォームファクターという2つの観点から詳しく解説します。

PCIe SSDの動作原理

• CPUとの直接通信：PCIe SSDは、PCI Expressバスを介してCPUまたはチップセット（PCH）と直接通信します。PCIeはポイントツーポイント接続方式を採用しており、従来の共有バス方式と比べてレイテンシを大幅に低減し、データ転送速度を向上させることができます。
• 複数のデータレーン：PCIeインターフェースは複数のデータレーン（x1、x4、x8、x16など）で構成されています。各レーンは独立してデータの送受信を行うことができます。また、複数のレーンを同時に使用することで、シングルレーンで動作するSATAインターフェースよりもはるかに高いデータ転送速度を実現します。
• NVMe プロトコル：PCIe SSDの性能を最大限に引き出すため、多くのPCIe SSDではフラッシュメモリ向けに最適化されたNVMe（Non-Volatile Memory Express）プロトコルが採用されています。

SSD PCIeの一般的なフォームファクター

PCIe SSDは、さまざまな種類のコンピューターや用途に対応するため、複数のフォームファクターで提供されています。

アドインカード（AIC）

• 説明：、グラフィックカードなどの拡張カードと似ているこれらのカードは、より大きく、マザーボード上のPCIeスロットに直接差し込んで使用できます。
• 適用シナリオ：主に高性能または大容量が求められるデスクトップPCやサーバーで使用されます。さらに、AICはホットスワップをサポートし、エンタープライズグレードの信頼性を提供します。

U.2 SSD

• 説明：2.5インチサイズのSSDフォームファクターで、M.2 SSDよりも大容量で、PCIeとSATAの両方のインターフェースをサポートしています。
• 用途シナリオ：高性能と大容量が求められるエンタープライズ環境やデータセンター、ハイエンドワークステーションで広く使用されています。

M.2 SSD

• 説明：M.2 SSDは、細長い基板状の小型SSDで、マザーボードのM.2スロットに直接取り付けて使用します。
• 適用シナリオ：ノートパソコンやデスクトップPCで広く使用されています。クライアントPCで最も一般的なサイズはM.2 2280（幅22mm、長さ80mm）です。

その他のフォームファクター

• EDSFF（Enterprise and Datacenter Standard Form Factor）：データセンターやエンタープライズ用途向けに設計された新しいSSDフォームファクターで、E1.SやE3.Sなど複数の規格があります。
• U.3：U.2の後継規格で、PCIe/NVMeだけでなく、SASやSATAなど複数のプロトコルとの互換性を持つよう設計された2.5インチSSDフォームファクターです。

ヒント：PCIe vs NVMe

PCIeとNVMeの違いが分かりにくく、混乱してしまうユーザーも少なくないでしょう。ここでは、それぞれの違いを簡単に説明します。

PCIeは、ハードドライブをコンピューターに接続するための高速インターフェースでNVMeは、このインターフェース上で動作するデータ通信プロトコルです。

現在の多くのSSDは、PCIeインターフェースとNVMeプロトコルの両方を使用しており、一般的に「PCIe NVMe SSD」と呼ばれています。

PCIe SSDとSATA SSDの比較

PCIe SSDとSATA SSDは、速度、インターフェース、プロトコル、価格などの点で大きな違いがあります。以下で詳細に比べて示します。

更に読む：この２種類のSSDをどのように選択すればいいのでしょうか?

ここでは、PCIe SSDとSATA SSDのどちらを選ぶべきかについて、簡単に説明します。

1. 新しいパソコンを使用している場合、または高いパフォーマンスを求める場合は、PCIe SSDを選択することをおすすめします。PCIe SSDはSATA SSDよりも高速なデータ転送が可能なため、大容量ファイルの処理、ゲームのロード、高負荷の作業などをよりスムーズに行うことができます。
2. 古いパソコンを使用している場合、または予算が限られている場合は、SATA SSDも十分に優れた選択肢です。SATA SSDは価格が比較的手頃で、多くの古いマザーボードと互換性があります。
3. HDDからSSDへアップグレードする場合は、従来のHDDからSSDへアップグレードする場合、PCIe SSDやSATA SSDのどちらを選んでもパフォーマンスは大きく向上します。ただし、マザーボードがPCIe SSDをサポートしていると、PCIe SSDのほうがより高速なストレージ性能が得られます。

PCIe SSDについて基本的な知識を了解した後、自分のニーズに最適なSSDを選択する方法を見てみましょう。

お使いのPCに最適なPCIe SSDを選択する方法

PCIe SSDを選ぶ際は、まずマザーボードとCPUの互換性を確認し、対応するPCIeのバージョンやフォームファクターを把握する必要があります。そのうえで、自分の用途や予算に合わせて製品を選びましょう。

以下に、PCIe SSDを選ぶ際に役立つポイントを紹介します。

1．互換性

まず、使用しているPCがPCIe SSDに対応しているかを確認します。次の手順でマザーボードの情報を調べることができます。

1. 「Windows+R」キーを押して「ファイル名を指定して実行」を開きます。次に「msinfo32」と入力し、「Enter」キーを押して「システム情報」のウィンドウを開きます。右側の画面で、「システムモデル」または「ベースボード製品」を確認します。
2. そのモデルをメーカーサイトで確認すると、M.2スロットの対応PCIeバージョン、利用可能なレーン数、対応するM.2サイズなどの情報を確認してください。（2280は、一般的なコンシューマー向けNVMe SSDで最も普及しているサイズです。）

SSDの互換性チェック｜自分のPCと互換性のあるSSDを選ぶ方法

この記事では、SSD の互換性を確認する方法を説明します。 この記事を読むと、互換性のある SSD を入手する方法がわかります。

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2．速度

同じPCIeインターフェースとNVMeプロトコルを使用していても、コントローラチップ、NANDフラッシュの種類（TLC/QLC）、DRAMキャッシュの有無などによって、性能は異なります。

例えば、DRAMキャッシュを搭載したSSDは、DRAMなしのSSDよりも安定した読み書き性能と低いレイテンシが実現できます。また、一般的に、TLC SSDはQLC SSDよりも性能や耐久性が高い傾向があります。

つまり、予算に余裕がある場合は、より高速で高性能なPCIe SSDを選ぶとよいでしょう。

3．ストレージ容量

現在、PCIe SSDは数百GBから数TBまで幅広い容量が提供されています。用途に応じて適切な容量を選びましょう。

• 小容量（256 GB～512 GB）：予算を抑えたい場合や、クラウドストレージやHDDと併用する場合に適しています。低価格のエントリーレベルの選択肢です。
• 中容量(1 TB～2 TB)：現在最も一般的で、価格と容量のバランスが良い選択肢です。日常作業、ゲーム、写真や動画の保存など、幅広い用途に対応できます。
• 大容量(4 TB 以上)：多数のゲームのインストール、動画編集、大容量データの保存など、大きなストレージ容量が必要なユーザーに適しています。

4．耐久性

TBW（テラバイト書き込み）をチェックすることはハードドライブの寿命を把握する重要な手段です。

• 一般的なユーザーの場合、1日の読み取り量は通常10GB～30GBで、150～300TBWが推奨されます。
• ゲーム愛好者やコンテンツクリエイターの場合、300～600TBWが推奨されます。
• フェッショナル用途（ワークステーション・サーバー）の場合は、1000TBW以上の製品を選択することをおすすめします。

5．価格

一般的に、速度と容量が高いほど、SSDの価格が高くなる傾向があります。性能、容量、価格のバランスを考慮し、自分の用途に最適な製品を選ぶことが重要です。

PCIe SSDにアップグレードする方法

全体的に、SATA SSDと比べると、PCIe SSDはより優れたパフォーマンスを提供します。そのため、パソコンの動作速度を向上させる目的で、PCIe SSDへアップグレードするユーザーも増えています。

ここでは、PCIe SSDにアップグレードする基本的な手順を紹介します。

ステップ1：事前準備

1. 使用するPCと互換性のあるPCIe SSDを購入したり用意したりします。
2. 小型のプラスドライバーと静電気防止リストストラップなど、必要な工具を準備します。

ステップ2：物理的な取り付け

1. コンピューターを完全にシャットダウンし、電源コードを抜きます。
2. PCケースを開けて、マザーボード上のM.2スロットの位置を確認します。
3. SSDの切り欠きをスロットの突起に合わせて挿入します。
4. SSDを軽く押し下げてマザーボードと水平になるようにし、付属のネジで固定します。

ステップ3：PCIe SSDへのデータ移行

安全かつ迅速にデータ移行を完了するには、専門的なサードパーティ製データ転送ツールを使ってみましょう。

ここで、ディスクおよびパーティションの管理として利用できるMiniTool Partition Wizardの「OSをSSD/HDDに移行」機能をおすすめします。

無料なMiniTool Partition Wizardを使えば、パーティションのフォーマット、MBRディスクからGPTへの変換、重複ファイルの削除、ハードディスクへの健康診断など、さまざまな機能が備えています。

以下では、MiniTool Partition Wizardを使ったデータ移行のやり方を紹介します。

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ステップ1：MiniTool Partition Wizardを開き、「OSをSSD/HDDに移行」機能をクリックします。オプションAを選択し、「次へ」をクリックします。

ステップ2：行先ディスクを選択します。行先ディスク上のすべてのデータが消去されるため、重要なデータが保存されていないことを確認してください。「次へ」をクリックします。

ステップ3：希望するコピー設定を選択し、必要に応じてディスクレイアウトを調整します。「次へ」をクリックして続行します。

• 「パーディションをディスク全体に合わせる」と「パーディションを１MBに調整する」がデフォルトで選択されています。前者は、新しいハードドライブの容量を最大限に活用するためにパーティションサイズを比例的に調整し、後者はディスクに4Kアライメントを適用します。
• 元のハードドライブがMBRディスクであって、行先ディスクをGPTディスクである場合は、「行先ディスクにGUIDパーディションテーブルを使用する」オプションが選択できるようになります。
• 「選択されたパーティションを変更する」セクションでは、必要に応じてパーティションのサイズを変更したり移動したりできます。

ステップ4：新しいディスクから起動する方法に関する注意事項を読み、「完了」>「適用」ボタンをクリックして実行します。

WindowsシステムをPCIe SSDに移行したら、BIOSに入り、PCIe SSDから起動するようにブート順序を設定する必要があります。そしてコンピューターを新しいSSDから起動してみてください。

PCIe SSDとは何か、適切なSSDをどのように選ばれるかをわからない場合、この記事をお読みください。またPCIe SSDにアップグレードする方法も紹介します。Twitterでシェア

PCIe SSDに関するFAQ

結論

本記事を読んだ後、PCIe SSDとは何か、最適なPCIe SSDの選び方、システムを再インストールせずにPCIe SSDにアップグレードする方法についてすこし分かったでしょう。お役に立てれば嬉しいです。

MiniTool Partition Wizardの使い方についてご質問やご提案がございましたら、[email protected]までお気軽にお問い合わせください。