SSDはGPUのパフォーマンスに影響を与えるか？

高性能なPCを構築するなら、NVMe SSDが最適なストレージであることは周知の事実であると期待したい。高速メモリや高性能グラフィックカードとともに、SSDは最高のパフォーマンスを求めるあらゆるシステムの主力製品として急速に普及しています。しかし、SSDをインストールしたり、複数のSSDをインストールしたりすると、グラフィックカードのパフォーマンスに悪影響を及ぼすのでしょうか？NVMe SSDはグラフィックカードと同じPCIeレーンを利用しているため、システム全体をSSDで埋め尽くした場合、GPUのパフォーマンスを最大限に引き出せないということでしょうか？

簡単に言えば、答えはイエスです。しかし、実際のところ、その違いは気づかないでしょう。（重要な「しかし」です） もう少し詳しくお答えすると、それがこの記事のテーマです。

ここで何が起こっているのかを理解するには、お使いのプロセッサと、それとペアになっているマザーボードのチップセットを調べなければなりません。CPUは、グラフィックカードとSSDに利用可能なPCIeレーンの数、およびマザーボードのチップセットに割り当てられたレーンの数を決定します。

実例を挙げると、よりわかりやすいでしょう。PCゲーマーに現在人気のプロセッサ、AMD Ryzen 7 9800X3Dを見てみましょう。このCPUにはネイティブのPCIe 5.0レーンが28あり、そのうち4つはマザーボードのチップセットに接続するために確保されており、残りの24レーンが今回の記事の焦点となります。16レーンはグラフィックカード専用、4レーンは最初のM.2 SSDスロット専用、残りの4レーンはその他のPCIeスロットまたは追加のM.2コネクタ用です。

ネットワーク、オーディオ、追加ストレージなどのその他のデバイスは、マザーボードのチップセットを経由します。このチップセットは、前述の4つのPCIeレーンを介してCPUに接続されています。これで理解できましたか？CPUがこれらのレーンをサポートしていても、マザーボードもサポートしていなければなりません。そして、そのサポートの有無はチップセットに依存します。

まず目につくのは、AM5マザーボード・チップセットの種類の多さです。AMDのマザーボードの詳細について述べるつもりはありませんが、マザーボードの選択がシステムの性能にどれほど影響を与えるかについて強調しておく価値はあるでしょう。

この表では、X870EチップセットがUSB4をサポートしているのに対し、B650Eはサポートしていないという事実など、いくつかの重要な相違点も強調されています。ただし、マザーボードメーカーはサポートを追加することができます。また、どのチップセットがPCIe 5.0グラフィックススロットをサポートしているか、また、他に何本のPCIeレーンが利用可能であるかを確認するのにも役立ちます。マザーボードメーカーはこれらのレーンを異なる用途で使用することがあり、SSD用のM.2スロットを多く設けたり、USBポートを多く設けたり、PCIe拡張スロットを追加したりする場合もあります。これらのレーンがどのように割り当てられているかを確認するには、マザーボードの仕様を確認する必要があります。

さて、例に戻ろう。最近リリースされたNvidia GeForce RTX 5080のようなPCIe 5.0グラフィックカードと、CORSAIR MP700 PRO SE 2TBのような高速PCIe 5.0 SSDを併用しても問題はない。CPUには、この用途に専用のレーンが用意されています。しかし、SSDをさらに追加するとどうなるでしょうか？この時点で、お使いのマザーボードによっては、追加のSSD用のPCIeレーンがグラフィックカードに割り当てられたものと共有されるため、16レーンから8レーンに減少し、帯域幅が事実上半減する可能性があります。

問題ではないのでしょうか？実は、そうでもないのです。グラフィックカードは、特にPCIe 5.0では、使用する帯域幅よりもはるかに広い帯域幅を持っています。16x PCIe 5.0接続では、64GB/s（エンコーディングにより若干減少）という膨大な帯域幅が提供され、それを半分に減らして8x PCIe 5.0にしても、32GB/sという通常使用には十分すぎる帯域幅が確保されます。

テストの結果、PCIe 5.0を8倍にするとフレームレートが1～2%低下することが分かりました。これは、Gamers NexusやJayzTwoCentsなどのソースによるベンチマークでも確認されています。

帯域幅をさらに減らしてPCIe 3.0レベル（16GB/秒）まで下げても、パフォーマンスの低下はわずか2～4%にとどまります。この減少が顕著に現れるニッチなシナリオはあるかもしれませんが、ゲームのパフォーマンスにはほとんど影響がありません。

PCIeの帯域幅が世代ごとに2倍になるという点に注目すべきでしょう。基本的に、x8 PCIe 5.0接続はx16 PCIe 4.0接続と同等です。

では、最初の質問の答えを述べましょう。複数のSSDをインストールするとGPUのパフォーマンスに影響があるか？ はい、しかし、意味のある影響ではありません。 ただし、最大限のパフォーマンスを確保したい場合は、複数の小型SSDよりも、1つまたは2つの大型SSDを優先すべきです。 このアプローチは、ゲームとファイル転送の両方で最適なスループットを維持するのに役立ちます。