QNAP NASのキャッシュ用M.2 SSDはどんなものを買えば良いのか？速度と寿命に注目し選択する

どうも、太田アベル(@LandscapeSketch)です。

先日からQNAP NAS TVS-675の特集をしています。

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TVS-675を初めとするQNAPのNASには、M.2 SSDキャッシュを利用できる機種があります。HDDのアクセスをキャッシュし、より速くファイルを読み書きできるようにする機構です。

さて、M.2 SSDには通信規格がいくつかあります。大きくSATAタイプ、PCIeタイプ（NVMe）と呼ばれるものに分かれ、それぞれで通信速度が大きく異なります。

コストと通信速度のバランスがベストなSSDとはどう選べば良いのか、規格を見比べながら検討します。

M.2 SSDとは？

まずM.2 SSD（エムドットツー　エスエスディー）について押さえておきましょう。

M.2 SSDとはこのような板状のSSDになります。

 

従来の2.5インチタイプと違い、ごく小さなスキマににも搭載できるため、薄型ノートなどでも採用が増えています。QNAPのTVS-675では下写真のような位置に搭載します。

通信規格と速度

まず最も重要な通信速度。

通信速度の限界値は、そのままSSDの限界速度となります。

コネクタは1種類^※なのですが、規格がSATAタイプ、PCIeタイプ（NVMe）と大きく2つに分かれます。

 

まず従来の2.5インチSSDなどが使うのがSATAタイプ。こちらは最新のSATA III規格でも、理論最大速度600MB/sとなります。

現在最も速いSSDを使っても、実際の速度は読み込み550MB/s前後になります。これが限界となります。

 

次にPCIeタイプ。内部的にPCI-Expressにて接続されます。よくわからないかもしれませんが、SATAとはまったく違う通信経路で、非常に高速だと覚えていればOKです。

PCIeはGen 1～Gen 5などという「世代」があり、さらに「レーン」と呼ばれる通信回路を1～16個束ねて通信します。

「世代」ごとに1レーンの通信速度が上がり、さらに何本の「レーン」を使うかで、さらに通信速度が変わります。2レーンなら2倍、16レーンなら16倍の速度が出ます。

 

SSDキャッシュは速ければ速いほど、アクセスが高速化できます。ということは、対応していればPCIeタイプを使ったほうがよいというところまでわかりました。

TVS-675の最大通信速度とは？

さてPCIe接続タイプを使うことが決まりました。

つぎにどんな速さの製品を選べば良いか、です。

通信の限界速度を超えるような高速な製品を買っても、コストのムダになります。ただし、NASのように長期間にわたって使う機材の場合は、SSDの”寿命”にまで注目して選ぶ必要があります。

 

まずは搭載する機器の仕様を確認しましょう。

今回のTVS-675の仕様を確認すると、「PCIe Gen 3 x 1」という表記になっています。

これは「PCIe第3世代で1レーンの接続」という意味になります。

PCIe Gen3の1レーンの通信速度は「8Gbit/秒」です。これはビットなのでバイトに換算すると1Gbyte/秒（1ギガバイト毎秒）となります。

次にレーン数は「1」となります。つまり 1Gbytes/秒が1レーン　＝ 1Gbyte/s x 1、限界速度は「1Gbyte/秒」だとわかります。

さらに分解すると、1Gbyte/秒は1000Mbyte/秒（1000メガバイト毎秒）です。

この数値を覚えておいてください。

 

それを踏まえてSSDの比較をします。

Amazonでいくつかの製品を見てみましょう。

 

Crucial(クルーシャル) P1シリーズ 500GB 3D NAND NVMe PCIe M.2 SSD CT500P1SSD8のスペック

読み込み最大1900MB/秒、書き込み最大950MB/秒という意味になります。読み込みは大幅に限界値を上回り、書き込みもほぼ限界値です。価格もお手ごろです。

 

キングストンテクノロジー Kingston SSD NV1-E 500GBのスペック

読み込み最大2100MB/秒、書き込み最大1700MB/秒です。

比較的安い機種なのですが、読み／書きともにPCIe Gen 3 x 1の速度を大幅に上回っています。通信速度を使い切ることができます。少しオーバースペックと言えるかもしれませんが、価格が安いので選びやすい機種です。

 

SAMSUNG SSD 980 MZ-V8V500B/IT DRAMバッファレス エントリーモデル M.2 SSD PCI-Express3.0×4接続 500GB のスペック

続いて高速で有名なサムスン電子のSSD。

なんと読み込み最大3100MB/秒、書き込み最大2600MB/秒に達しています！非常に高速ですが、NASに対しては完全にオーバースペックです。

価格は上記2機種よりは少し高くなります。能力の無駄遣い感はすごいですが、金額差に納得できるなら検討に入れてもいいでしょう。また、この下に書く「寿命（TBW）」に注目すると、有力な機種です。

 

QNAP互換製確認済みSSD

WESTERNDIGITAL ウエスタンデジタル 内蔵SSD 500GB WD Red SN700 M.2-2280 NVMe WDS500G1R0C-ECのスペック

上記3点の製品とは違い、NAS専用に開発されたSSDになります。

通信は非常に高速で、読み込み最大3430MB/秒、書き込み最大2600MB/秒に達します。キャッシュとして使うなら、完全にオーバースペックといえます。価格も上記製品の2倍以上となっていて、気安くは選べません。

ただ、この下に書く「寿命（TBW）」は1000TBWと、他の機種とは比べものにならないほどの耐久性を備えています。

またQNAP社のNASの多くで「互換確認」が取れているのも強みです。

電気的寿命にも注目

先ほど速度とともに注目した「TBW」という表記。

SSDはハードディスクと違い、書き込みをするとじょじょに記憶素子が劣化していき、最後は完全に書き込めなくなります。この限界値を「TBW（Total Bytes Written）」と呼びます。

故障の原因はさまざまなので、TBWに達しても壊れてないもの、TBWにまったく達していないのに壊れるものはあります。あくまで一つの目安ですが、少ないものより多いものの方が長く使えそうだ、とざっくりした耐久度の判断には使えます。

 

さきほどの例で言うと、サムスン電子製は300TBW、クルーシャルのものは120TBWとなっていました。同じような使い方をした場合、サムスン電子の方が長く使えそうです。

 

例えばサムスン電子製は保証期間が「保証期間5年もしくは300TBWに達するまで」となっています。

1日50GBのデータを書き込んだとすると、50GB x 365日 x 5年 = 91250GB（およそ91TBW）となり、300TBにはまったく達しません。5年の保証期間内に消耗する可能性は少なそうです。

逆にクルーシャル製は120TBWとなっていて、91TBとなるとそろそろ危なくなるかな、という感触です。それでも5年の保証期間内は正常に動作しそうです。

 

サムスン電子製はだいぶオーバースペックでしたが、TBWが多いから選択する、というのはアリです。

 

QNAPではそれぞれのNASに対して、互換性の確認が取れた部品リストを公開しています。確認されたものなら相性問題などもクリアできており、より安心して購入できます。参考にしてください。

QNAP 互換性リスト