- １．M.2 NVMe SSDを外付けストレージにするメリット
- ２．エンクロージャ(外付けケース)を選ぶ理由
- ３．SANZANG MASTER Thunderbolt4/3、USB4対応エンクロージャ
- ４．速度・温度の検証
- ５．まとめ
- 参考情報
あら？パソコンの容量がいっぱいになってしまいました...どうしましょう
さーくーやー、おやつまだですー？
フランお嬢様いいところに
はひ？
どうやらノートPCの容量がいっぱいなってしまいまして、どのように対処したら良いか教えてもらえませんか？
256GBかぁ、ずいぶん小さい容量のモデル買ったんだね。それならまた新しいのをドーンと買ったらいいんじゃない？
お嬢様方がいつも無駄遣いしますしドーンと買う余裕なんてありませんよ！それに購入したのは昨年ですから比較的新しく容量以外は特に不満ありません。ですので十数万払って買い替えるというのはちょっと...
ふぁ～。どうしたのよ咲夜？
レミリアお嬢様、ずいぶんと遅いお目覚めですね。
実はカクカクシカジカマルマルウマウマでして・・・
なるほどね、新しく買い替えるほどではないけど、ストレージ容量を増やすことはできないかってことね。
それで主にどんな用途なのかしら？
そうですね、データのほとんどはお嬢様方のムフフな一面、もとい日常を動画や写真で撮影したもので、簡単なカット編集やRAW現像してるくらいです
あなた変なもの撮ってないでしょうね...
そ、それよりどうやったら容量だけ増やせるでしょうか？できればあまり難しくない方法でお願いします。
そうね、撮った動画やRAWデータを編集するなら、内蔵ストレージを増やすか高速な外付けストレージが良さそうね。
そういえばフラン、この前激安で買った2TBのM.2 SSDあったじゃない？あれにディスククローンで換装したらどうかしら
えー！あれにはゲームデータを保管しとことうと思ってたのに
使うかわからないけど安いし2つ買っちゃったって言ってたじゃない
そういえばそうでしたﾊﾊｯ
必要ないものまでﾎﾟﾁﾎﾟﾁしてはいけませんとあれほど注意したではありませんか！私がどれだけ頑張って家計をやりくりしていると...
まあまあ咲夜、結局は無駄にならなかったわけだし、今使っているストレージより大容量で高速だからもっと動画や写真を残しておけるしデータの移動や編集もさらにスムーズになるはずよ
ふむふむ、結果的にお得になったと
でもどうやってデータを移行するの？
ふふ、こんなこともあろうかとM.2 NVMe SSD対応の外付けケースを買ってあるわ！
それ、安くなってたからとりあえず買ったって言ってたやつじゃないですかー
これも結果オーライよﾊﾊｯ
ついでだから、家に余ってるM.2 SSDで最近の外付けケースがどれくらい速いのか検証してみたいワ！
それもそうね！
どうもこんばんワ。みかんです。
2014年に登場したM.2 NVMe SSD。従来のSATA接続SSDと比べて、高速、コンパクト、取付易いといった多くのメリットから普及が進み、現在ではデスクトップPCだけでなく、ノートPC、PlayStation 5、NASのキャッシュなど幅広く使用されてます。
登場してから9年も経ったので、自作erの皆様はすでに余ったM.2 NVMe SSDがクローゼットに眠ってるんじゃないでしょうか？
私もいくつか手持ちで余っていたので、今回はAmazonで格安のエンクロージャ(外付けケース)を購入して高速外付けストレージを作ってみました。
複数種のSSDで試してみたので、読み書き速度の参考にもしてみてください。
１．M.2 NVMe SSDを外付けストレージにするメリット
コンパクト
従来の外付けHDDと比べM.2 SSDの外付けはとってもコンパクト。バスパワー駆動なので別途電源ケーブルも不要。今回紹介するエンクロージャは幅108mm 高さ50mm 厚さ17mmなので、そこそこ持ち運びやすいです。
USB-C/USB-A端子を持つデバイス間でデータを共有できる
デバイス間でのデータ共有はクラウドも便利だけど、大容量となると月額のランニングコストがかかるし、ネットワークが利用できない環境下や、クラウドにアップロードできない or したくないデータだったり、読み書き速度を重視すると外付けのが便利になってきます。
USBメモリより高速で大容量
USBメモリは高速と謳う製品でも読込み600MB/s、書込み500MB/sくらいだけど(もっと速いのがあったらｽﾐﾏｾﾝ)、今回紹介するM.2 NVMe SSDを外付けストレージにした場合は、実測で読込み3,100MB/s以上、書込み2,400MB/s以上だったので超高速！
もちろんプラグアンドプレイに対応してるので、使い勝手もUSBメモリと同じようにデバイスのUSB-Cに挿すだけ。USB-A接続も速度は下がっちゃうけどできます。(USB3.2 Gen2接続で読込み1,000MB/s、書込み1,000MB/s程度)
容量も最大4TBに対応してるので超大容量化も可能です。
ゲームや動画、RAWデータなど、容量の大きいデータを保存するときもスピーディに書き込めるし、読込みの速さも活かして外付けのままゲーム起動や編集作業をするのにも向いてます。なお、PS5に繋いで使用することもできるけど、その場合はPS5側がUSB3.2 Gen2(10Gbps)なのでエンクロージャ側の最高速度は出せない点に注意してね。
２．エンクロージャ(外付けケース)を選ぶ理由
わざわざエンクロージャを選ばなくても初めからNVMe SSDが内蔵されたモデルを買えばいいじゃんと思うかもしれないけど、読込み3,100MB/s以上、書込み2,400MB/s以上で1TBや2TBの大容量モデルとなるとめちゃくちゃ高いです。(1TB 4万円、2TB 6万円など)
安い
今回紹介するエンクロージャは2023年5月14日執筆時点でAmazon価格 13,999円に▲2,000円クーポンが付いてるので11,999円で買えちゃいます。
家に余ったM.2 NVMe SSDがあればそれを使ってもいいし、1TB SSDを別途買ってもプラス7千円、2TB SSDならプラス1万円程度で高速外付けストレージが手に入っちゃいます。
PCのストレージ換装(ディスククローン)に使える
エンクロージャは別途M.2 NVMe SSDを取り付ける前提で作られてるので、中身の交換が簡単です。
これを利用して、容量の小さいストレージからディスククローンのソフトを使って大容量へ換装することができます(※)。
私は昨年末に新しいノートPCを買ったんだけど、メーカーのオプションで大容量にすると結構コストアップしちゃうので、いったん最小容量で購入して格安2TBへ換装しました。
※換装先のマザーボードがM.2 NVMe SSDに対応している必要があります。
※ディスククローンのソフトは付属してません。
３．SANZANG MASTER Thunderbolt4/3、USB4対応エンクロージャ
今回紹介するエンクロージャはSANZANG MASTER M.2 NVME SSD ENCLOSURE BLM40C
付属品
・Thunderbolt 4/3、USB4対応ケーブル(Type-C to Type-C or Type-A)
・M.2 NVMe SSD固定ネジ x2
・ドライバー
・ヒートシンク
・サーマルパッド
・取説
付属ヒートシンクはペラペラでお世辞にも冷却力は高そうとは言えない...
付属ヒートシンクの厚み1.2mm
付属サーマルパッドの厚みは1mm
後述するサーマルパッド増量作戦でしっかり冷やすカスタムが可能です。
本体はアルミ筐体でがっしりした作り。
サイズは実測で幅108mm 高さ50mm 厚さ17mm。
側面にType-C端子があります。
重量は本体、ケーブル、ヒートシンク、サーマルパッド含めて約130g
中身はシンプルで基板が1枚がネジ留めされてるだけです。
基板が直接アルミ筐体に触れてショートしないよう、上げ底されてます。
つまり基板からアルミ筐体へは直接熱伝導しません。
基板裏側に各種コンポーネントがあります。
I/OコントローラはThunderbolt3対応の「intel JHL7440」
最近のThunderbolt4/3、USB4対応を謳うエンクロージャの多くで採用されてます。
そう実はこれ、I/OコントローラがThunderbolt4とUSB4の規格に対応しているわけではなく、ノートPCなどのデバイス側のThunderbolt4やUSB4がThunderbolt3と互換があるので使えるっていうわけです。
Thunderbolt3の転送スピードは最大40Gbpsだけど、このI/OがPCIe Gen3なので、M.2との接続レーンがx4であることから、最大スループットとしては約4,000MB/s、実測では3,500MB/sあたりが限界だと思います。
なので、中身にNVMe Gen4の読み書き6,000MB/sを超えるような爆速品を入れても速度は3,000MB/sあたりで頭打ちになるという点は覚えておきましょう。
最新のThunderbolt4コントローラ JHL8540でもまだPCIe Gen3なので、転送速度は変わらないと思います。であるならコストを抑えるという意味で古い世代のJHL7440を採用するのは理にかなってるかなと。
もう一つのI/Oコントローラは、USB3.1 Gen2 to PCIe NVMe Gen3 x2ブリッジコントローラ「JMicron JMS583」
USB3.2 Gen2(旧USB3.1 Gen2)やUSB3.2 Gen1(旧USB3.1 Gen1 or USB3.0)、USB2.0で接続したときに使われるやつです。
USB3.2 Gen2x2(20Gbps)に対応したI/Oコントローラ「JMS586U」「JMS586A」がすでにあるので、できれば後継機ではUSB3.2 Gen2x2対応にも期待したいところ。
というのもノートPCではThunderbolt4やUSB4が普及し始めてるけど、デスクトップPCの最新マザーボード Intel Z790やAMD X670E/X670で標準搭載してるのはUSB3.2 Gen2x2までって製品が多いです。
Thunderbolt4/3、USB4が使えない場合に、次の接続候補がUSB3.2 Gen2だと転送スピードは10Gbpsなので、実測3分の1くらいに落ちちゃいます。
USBコントローラはType-C用の「infineon CYPD5126-40LQXI」
取り付け方
マザーボードにM.2 NVMe SSDを取り付けるのと同じでめちゃくちゃ簡単です。
①フタを開ける
②M.2 NVMe SSDを端子に挿す
③ネジ留めする
④フタを閉じる
Amazon商品ページに解説動画があるので、詳細な手順を知りたい方は確認してね。
サーマルパッド増設(任意)
基板からアルミ筐体へ直接熱伝導できるようサーマルパッドを増設しました。
厚み3.5mmくらいが丁度いいです。
1枚のサーマルパッドで厚さ3.5mmのものが無かったので、1mm x3、0.5mm x1を重ね合わせました。
基板とM.2 SSDの隙間を埋めるサーマルパッドも増設。
これは中に入れるM.2 SSDが片面実装と両面実装で厚みが異なるため、厚みが合うよう組み合わせて貼りましょう。
さらにM.2 SSDからアルミ素材のフタへ熱伝導できるようサーマルパッドを重ねます。
これも中に入れるM.2 SSDによって、NAND SSD、DRAMキャッシュ、コントローラなど部分的に厚みが違ったりするので、0.5mmを切り貼りして調整すると良いです。
増設に使うサーマルパッドは何でもいいと思うけど、ThermalGrrizlyのは値段が高いし、一度使うと剥がすときにボロボロになるので、個人的にはあまり好きじゃありません。
中身のSSDを交換することがあるなら、粘着力が弱く剥がすときに破けにくいものの方がオススメ。
４．速度・温度の検証
CrystalDiskMark 8.17.14
速度の計測にはド定番のCrystalDiskMarkを使用。ランダムの速度はCPU性能が影響して環境ごとに結構変わるので、今回はシーケンシャル 1MブロックQ8T1のみ確認していきます。(ベンチマーク一番目のスコア)
今回は8製品のM.2 NVMe SSDで試しました。
| 製品 | NVMe Gen | キャッシュ | SANZANGエンクロージャ実測値(MB/s) | メーカー公称値(MB/s) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
Seq Read |
Seq Write | Seq Read | Seq Write | |||
| ADATA XPG SX6000 Lite 512GB | Gen3 | 有効 | 1,720.04 | 1,090.32 | 1,800 | 1,200 |
| Samsung SM951 256GB | Gen3 | 有効 | 2,261.66 | 1,140.04 | 2,150 | 1,260 |
| Samsung 960 EVO 1TB | Gen3 | 有効 | 3,131.44 | 1,152.64 | 3,200 | 1,900 |
| WD Blue SN570 1TB | Gen3 | 無効 | 3,140.52 | 2,448.98 | 3,500 | 3,000 |
| KIOXIA EXCERIA PLUS G2 500GB | Gen3 | 有効 | 3,110.23 | 2,488.49 | 3,400 | 3,200 |
| Samsung 980 PRO 500GB | Gen4 | 有効 | 3,123.06 | 2,352.68 | 6,900 | 5,000 |
| Hanye HE70 2TB(DRAMキャッシュあり) | Gen4 | 有効 | 3,124.23 | 2,879.34 | 7,450 | 6,700 |
| MONSTER STORAGE MS950G75PCIe4 2TB(DRAMキャッシュなし) | Gen4 | 有効 | 3,136.40 | 2,857.99 | 7,400 | 6,600 |
SSDの製品公称値が読込み3,200MB/s以上のものだと、SANZANGのエンクロージャに取り付けた場合、どれも3,100MB/s程度が上限となるようです。
一方で書込みは結構相性があるようで、製品公称値が書込み3,000MB/s以上のものでは2,350MB/s～2,900MB/s弱といった感じです。
特筆すべきはWD Blue SN570で、この中で唯一、Windowsのキャッシュポリシーを無効のまま書込み2,400MB/s以上の速度が出ました。
他の製品だと↓こんな感じでキャッシュ無効のままだと書き込み速度が極端に遅くなります。
キャッシュポリシーについて詳しく知りたい方は、後述の参考情報「Windowsのキャッシュポリシーとは？」を確認してね。
温度(WD Blue SN570 1TB取付)
室温 25.7℃の環境下で、CrystalDiskMarkのファイルサイズ 1GiB、各ブロックサイズにおいて9セットずつ回す設定で実行し、終わった後の温度を計測。
使用したストレージは「WD Blue SN570 1TB」。
CrystalDiskInfo読みで53℃、HWiNFO64読みでは最大50℃でした。
エンクロージャの表面温度はサーモグラフィカメラ Seek SHOT PROで撮影しました。
サーマルパッドを増設してアルミ筐体へ直接熱伝導させてるため、しっかりと両面均一に放熱してるのがわかります。最も熱いところで47℃。
それなりに温度が上がるので、ポーチなどにしまったままにせず、使用時は空気に触れるところに取り出した方が良いです。
サーマルパッドを増設せずに、付属のペラペラなヒートシンクだけにするとエンクロージャ自体の温度は下がるかもしれませんが、狭い空間に無風で閉じ込めてるで、中身のM.2 NVMe SSDがだいぶ高温になるかもしれません。
５．まとめ
今回は手持ちのM.2 NVMe SSDとエンクロージャを組み合わせることで、格安かつ高速な外付けストレージを作ることができました。
別途中身のストレージを購入するにしても、Amazonで激安のMONSTER STORAGE MS950G30PCIe3-02TBと組み合わせれば、23,000円以内で2TB大容量の読込み3,100MB/s以上、書込み2,400MB/s以上が手に入れられそうです。
パフォーマンスも申し分なく、Thunderbolt4 to PCIe Gen4のI/Oコントローラが登場するまでは、現行最速クラスと言っても差し支えないでしょう。(もちろん中に入れるSSDにもよる)
一方で温度については、これも中身次第なところはあるけどNVMe SSDは昔のSATA SSDより発熱するため、付属のヒートシンクでは厚み1.2mmと心元ありません。記事内で紹介したとおり、サーマルパッドを増設してケースへ直接熱伝導し、アルミ筐体のメリットを最大限活かすのが良いと思います。
↓↓今回紹介した「SANZANG MASTER M.2 NVME SSD ENCLOSURE BLM40C」のリンク
参考情報
USB4接続の速度
USB3.2 Gen2x2接続の速度
I/OコントローラのJMicron JMS583がUSB3.2 Gen2x2に対応してないので、USB3.2 Gen2で転送されてると思います。(速度も以下USB3.2 Gen2と一致)
USB3.2 Gen2接続の速度
USB3.2 Gen1接続の速度
検証環境
Thunderbolt4接続
| モデル | LIFEBOOK WU4/G2(FMV Zero) |
|---|---|
| OS | Windows 11 Home 64ビット版(Ver.22H2) |
| マザーボード | FUJITSU CLIENT COMPUTING LIMITED FJNB2F5(BIOS 1.15) |
| CPU | Intel Core i7-1255U |
| メモリ | SK Hynix LPDDR4-2660 CL24 16GB |
USB4接続
| モデル | OneMix4プラチナエディション |
|---|---|
| OS | Windows 11 Home 64ビット版(Ver.22H2) |
| マザーボード | 不明 |
| CPU | Intel Core i7 1160G7 |
| メモリ | Samsung LPDDR4 16GB |
USB3.2 Gen2x2/USB3.2 Gen2/USB3.2 Gen1接続
| ケース | STREACOM BC1 V2 Open Benchtable Silver |
|---|---|
| OS | Windows 11 Pro (Ver.22H2) |
| マザーボード | ASUS ROG MAXIMUS Z790 APEX(BIOS: 0703) |
| CPU | Intel Core i9 13900K |
| メモリ | Team DELTA RGB FF4D532G7200HC34ADC01 (DDR5-7200 CL34 16GB x2) |
| ビデオカード | ASUS TUF Gaming GeForce RTX 4090 |
| 電源ユニット | 玄人志向 PLATINUM KRPW-PA1000W/92+ |
Windowsのキャッシュポリシーとは？
Windowsのキャッシュポリシーでは、ストレージに内蔵されてるキャッシュを使用するかどうか選択できるようになっており、PCのマザーボード上のM.2スロットやPCIeスロットへ接続した場合は、デフォルトでキャッシュ有効になるけど、USB経由で接続した場合は、デフォルトで無効になっています。
これは、キャッシュに書き込まれたデータを本来のNAND記憶領域へ書き込んでいる途中でUSBポートから抜いてしまうと、電力供給も途切れて、NAND記憶領域へ書き込みが中断されしまい、データの損失や破損する可能性があるからです。
つまり、頻繁に抜き差しするUSB接続では、安全寄りにデフォルトでは無効化されてるわけです。
なお、マザーボード上のM.2スロットやPCIeスロットに接続してあるからといって、停電のような突然電源が落ちてしまうこともあるので、ノーリスクというわけではありません。
USB接続でキャッシュを有効にする場合、Windowsタスクバー右端のインジケータ領域に表示される「ハードウェアの安全な取り外し」通知アイコンをクリックしてから取り外す必要があるのでご注意ください。ちょっとだけ手間になりますね。
有効にして速度を重視するか、無効のまま手軽さや安全性を重視するかって感じでしょうか。
キャッシュ有効化手順
①ショートカットキー「Win + X」を押し、「M」キーを押すと「デバイスマネージャー」が起動します。
②ディスクドライブの中から対象のストレージを右クリック
③取り外しポリシー欄で「高パフォーマンス」を選択
④書き込みキャッシュポリシー欄で「デバイスの書き込みキャッシュを有効にする」を選択
最後まで読んでくださってどうもありがとうございました(੭ ᐕ))
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