HDD・SATA SSD・NVMe SSD・Optane SSDで「レイテンシ」にどれほど差があるのか?

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コンピューターのメインバスなどに直接接続される主記憶装置はレイテンシやスループットに優れていますが、その反面として小容量という問題を抱えています。容量問題を主眼に据える場合はHDDやSSDなどの補助記憶装置を用いるべきですが、その際に重要となる「レイテンシの差」について、エンジニアのルスラン・サフチェンコ氏がHDD・SATA SSD・NVMe SSD・Optane SSDにおける調査結果を解説しています。

」がブロックサイズによらず一定である点が原因だと語りました。そしてこのことからサフチェンコ氏は、「HDDの場合は少なくとも256KB以上のブロックサイズを使うべきだ。ただし、256KBにおいてはレイテンシのバラつきが大きすぎる」と結論づけています。レイテンシはHDDが達成し得なかった「μs」の単位にまで到達しており、4KBにおける最小レイテンシはわずか140μs。ブロックサイズとレイテンシはほぼ一貫して正比例している点も特徴です。サフチェンコ氏は前述のHDDの結果を引き合いに出して、「SATA SSDはHDDに比べ、ブロックサイズが256KBでは10倍も高速だが、ブロックサイズが十分に大きい場合は2倍しか高速にならない」とコメントしています。HDDに比べて大幅な改善を示したSATA SSDをさらに上回る結果で、サフチェンコ氏は4KBのブロックサイズでSATA SSDとNVMe SSDを比較した際に、平均レイテンシはほぼ同等であるものの、NVMe SSDは99パーセンタイルが2倍高速である点や、1MBのブロックサイズでNVMe SSDはいずれの結果も1msを割っている一方、SATA...

以上の結果について、HDD・SATA SSD・NVMe SSD・Optane SSDの結果を一目で見られるようにしたのが以下のグラフ。それぞれのブロックサイズに記されている棒グラフ4種は、左からOptane SSD・NVMe SSD・SATA SSD・HDDという順。グラフが長いほうがレイテンシが高いことを意味してます。なお、4MB以上のブロックサイズは予測が容易であるとして省略されています。 いずれの規格・ブロックサイズにおいても、「SATAはHDDよりもレイテンシに関して優れている」という点は明白。ランダムリードに最適なブロックサイズについては、「HDDが256KB、SATA SSDとNVMe SSDは4KB、Optane SSDは8KB」とのことでした。

 

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