SSD黎明期に爆誕した「NVMe」の最盛でSASはついに消えるのか：新旧ストレージの未来【後編】

SSDなど企業向けでも使われるストレージを接続するための規格に「NVMe」や「SAS」がある。SSDの黎明期に開発されて以来、NVMeは多様な進化を遂げてきた。新旧のストレージ技術に勝敗はつくのか。

[Brien Posey, Stacey Peterson，TechTarget]

　SSDがストレージの主流になる中で、接続規格の「SAS」（Serial Attached SCSI）は“旧仕様”の技術だと見なされるようになった。一方でSSDのための規格として開発され、I／O（入出力）の性能が求められる用途を中心に利用の裾野を広げてきたのが「NVMe」（Non-Volatile Memory Express）だ。その誕生から最近の進化までをまとめつつ、「NVMe」対「SAS」の今を探る。

NVMeに対する評価

　NVMeは、汎用（はんよう）インタフェース「PCIe」（PCI Express）を介して接続するために使われる。NVMeが策定される以前は、PCIeを介した接続では非標準の技術が使われることがあった。

　そうしたSSD黎明期に、100社ほどのベンダーが参加するコンソーシアム（共同事業体）NVM Expressが業界標準の規格としてNVMeを開発した。その目的は、SSDの長所を引き出すための標準的な技術を生み出すことだった。内部に稼働部品を持つHDDとは異なり、半導体を使ったソリッドステート（固定状態という意味）なストレージ技術であるSSDから、高速性のある読み書きと、低レイテンシ（低遅延）の性能を十分に引き出すことが狙いだった。

旧仕様のSASより専用の「NVMe」

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　NVMe接続SSDの性能は、ストレージの用途や設計によって異なる。一般的に高性能だと考えられるタイプのSSDは、書き込み速度が5〜6Gbps、読み取り速度が7GBpsを達成できる。

　ただし設計や用途によって性能は変わる。企業向けの高性能グレードのNVMe接続SSDは、書き込み速度5〜6Gbps、最大読み取り速度7GBpsを達成できる。そうしたレベルのSSDは、50万IOPS（1秒間に処理できる入出力数）を超える性能を実現する。NVMe接続SSDがこうした速度を実現できるのは、データ転送用に複数のレーン（データ転送路）を割り当てることができるPCIeのバスを使用するためだ。

　NVMe接続SSDは、SAS接続のストレージと比較すると、GB当たりの単価が非常に高くなる傾向にある。NVMe接続SSDが、大容量のデータを保管するためのストレージだとは考えられていない背景には、そうしたコスト面の事情がある。

新しいフォームファクターも

　NVMe接続SSDは、フォームファクター（形状や大きさなどの仕様）に応じて、複数のタイプに分類することができる。従来の主なタイプは以下の3つ。

• AIC（Add-In Card）／CEM（Card Electromechanical）
  • PCIe用の汎用フォームファクター
  • さまざまなサイズや高さが用意されており、SSDのフォームファクターとして一般的
• M.2
  • モバイルデバイスやノートPC用に開発されたフォームファクター
  • 一部のデスクトップPCやデータセンターでも採用
• U.2
  • 2.5型のフォームファクター
  • NVMe接続SSDの主流

　PCIeのバージョン「PCI express 4.0」（PCIe Gen4）に準拠したSSDが使われ出したことで、NVMe接続SSDのフォームファクターは、データセンター向けSSDのフォームファクターである「EDSFF」（Enterprise and Data Center SSD Form Factor）に移行し始めている。EDSFFのフォームファクターには幾つかのタイプがある。

• E1
  • 1U（ユニット）ラックマウントの筐体（きょうたい）向けに設計
  • 大容量ドライブや拡張、主流であるコンピューティングなどの用途向けに異なるタイプを用意
• E3
  • 2Uラックマウント向けを含めて複数のサイズを用意

管理のしやすさも考慮

　「NVMe-MI（NVMe-Management Interface）は、NVMeサブシステム（ストレージシステム）の管理用として策定された規格だ。接続規格「SCSI」（Small Computer System Interface）を制御するための規格である「SES」（SCSI Enclosure Services）の管理機能をベースに開発された。

SAS vs. NVMeの結論

　SSDの普及と共に存在感を高めてきたNVMeに対して、HDDやSSDを接続するために使われてきたSASは、データ転送速度やレイテンシ（遅延時間）といった性能面では劣る。だがNVMeだけでなくSASも、企業向けストレージの有用な規格として使われている。

　SASはNVMeが開発される前から存在するレガシーな技術であり、一般的には安価な選択肢として扱われている。他方でNVMeは、可能な限りスループット（データ転送速度）を高めたい用途で使われる傾向にある。性能面では差があるものの、両方の規格にそれぞれのニーズが存在する。

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