ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第216回

SATA3.2の仕様策定で見えてきたSATA ExpressとM.2

　今回はSATA 3.2を解説する。その前に前回のUSB 3.1についての補足をさせていただく。

　Twitterのコメントを見ていると、USB 3.1はOTG(On-The-Go and Embedded Host Supplement to the USB Revision 3.0 Specification)、Power Delivery(USB Power Delivery Specification)、SSIC(Inter-Chip Supplement to USB Reivison 3.0 Specification)の3つを含んでいると誤解されているようだ。

　この3つはUSB 3.1でも「オプション扱い」である。つまりすべてのUSB 3.1ポートが100W供給やOTG（On-the-Go：PCを介さずデバイス同士をUSBで繋いでやり取りすること）ができるわけではないし、SSIC（Super Speed Inter-Chip：モバイル端末向けに転送速度や消費電力効率を上げる技術）に対応しているわけではない。

　もしもUSB 3.1ポートで100W供給を行ないたい場合、その振る舞いはPower Deliveryに準拠した形にしなさい、と規定されているだけである。

SATA 3.2は、サポートする機器に
SATA Express、M.2、SSHDが追加

　では、今回の本題であるSATA 3.2について解説しよう。8月7日にSATA-IO(The Serial ATA International Organization)は、Serial ATAにまつわる仕様をまとめたSATA 3.2をリリースした。このSATA 3.2であるが、エラー(ECN：Engineering Change Notice)と新機能の追加の両方がある。まずECNは以下の15項目が挙がっている。

　とはいえ、タイトルをざっと眺めただけでも大きな変化があるものはなく、既存の仕様に若干の修正を加えたり、仕様書のミスを訂正、決まっているべきパラメーターが決まってなかったものを追加、というあたりであるので、こちらの解説は割愛する。

　一方の新機能であるが、こちらも15種類もの項目が挙がっている。

　これらからSATA3.2についてまとめると、以下のことがわかる。

　逆に言えば、SATA ExpressやM.2、SSHD以外は何も違わないということになる。標準的なSATAそのものの転送速度は引き続き6Gbpsが上限で、違いは3.3V電源の廃止と、電源管理に若干のオプションが追加された程度に留まっている。

　SATA3.0と3.1の大きな違いであるSATA ExpressとM.2は、基本的にはフォームファクターが違うだけで根っこは同じである。

2013年1月に開催されたStorage Vision 2013におけるSATA-IOのプレゼン資料。M.2はデスクトップに入る予定はないが、これはフォームファクター的に意味がないだろうと判断されただけの話で、技術的には可能だ

　要するにホスト側はSATAとPCI Expressの両対応になっており、デバイス側はSATAとPCI Expressのどちらかを選択して使える、という形だ。

SATAとPCI Expressデバイスは、どちらの場合でもSATA Expressコネクターに繋げる。コントローラーは接続後にデバイスと通信して、どちらの規格で接続するかを判断することになる。ただし、SATAとPCI Expressの両方を同時には使えない

　なんとなくこの構造を見るとデバイスベイという、USBとIEEE1394両対応の拡張ベイ規格を思い出す(デバイスベイは結局市場が立ち上がらずに流れてしまった)が、SATA Expressはそれなりに必要性があってのことである。その必要性とは、性能/消費電力比が、SATAのままだと悪すぎるというものであった。

SATA Expressの性能グラフ。縦棒は消費電力、折れ線が帯域である。右端の“SATA 12Gb/s”は「もしこれが存在したら」という仮定の数値だが、性能/消費電力比がSATAのままだと悪すぎるのがわかる

　SATA 12Gbpsにしない理由を、SATA-IOの副会長であるKnut Grimsrud氏に以前聞いたときの答えは「コンシューマー向けに12Gbpsを持ち込むのはコストの面で適当ではない」だったが、根っこは同じことであろう。

　SATA Expressの場合、仮にGen 3を使えば1レーンで1GB/秒、2レーン使えば2GB/秒の帯域となる。SATA 6Gbpsだと、転送速度は6GT/秒だがエンコードの転送方式が8b/10bである関係で、実効転送速度は600MB/秒が上限となるため、SATA Expressはより効果的に帯域を広げることが可能になるわけだ。

　また、プロセスの微細化などによってチップセット側に集積できるPCI Expressのレーン数を増やしやすくなったことも、この状況を後押ししていると言える。

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