【2025年03月版】初学者向け 主要インターフェイス ＆ ストレージ 速度ガイド

# はじめに

インターフェイス ＆ ストレージ 速度ガイド です。

すぐに忘れてしまうので、自分用メモです。

2024年の標準的な **インターフェイス** と **ストレージ** の、**一般的な実効速度** 、**レイテンシ（目安）** を含めています。

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# **主要インターフェース ＆ ストレージ 速度ガイド（GB/s統一）**

| 種類／規格                               | 転送速度（Gbps）               | 実効速度（GB/s）      | レイテンシ（目安） |               主な用途・説明               |
| ---------------------------------------- | ------------------------------ | --------------------- | :----------------: | :----------------------------------------: |
| **Ethernet**                             | 1 Gbps                         | 0.125 GB/s            |    約100〜1000μs   |          LAN、NAS、iSCSI（小規模）         |
|                                          | 10 Gbps                        | 1.25 GB/s             |     約50〜500μs    |       データセンター、iSCSI（中規模）      |
|                                          | 100 Gbps                       | 12.5 GB/s             |     約10〜100μs    |             データセンター・SAN            |
| **Fiber Channel (FC)**                   | 16 Gbps                        | 2 GB/s                |     約0.5〜1ms     |          SANストレージ接続（FC16）         |
|                                          | 32 Gbps                        | 4 GB/s                |    約100〜500μs    |         高性能SANストレージ（FC32）        |
| **USB**                                  | USB 3.0（5 Gbps）              | 0.625 GB/s            |      約1〜10ms     |           外付けHDD/SSD（普及帯）          |
|                                          | USB 3.1 Gen2（10 Gbps）        | 1.25 GB/s             |     約0.5〜5ms     |           外付けSSD（高速タイプ）          |
|                                          | USB 3.2 Gen2x2（20 Gbps）      | 2.5 GB/s              |     約0.5〜3ms     |          外付けSSD（超高速モデル）         |
|                                          | USB4 / Thunderbolt4（40 Gbps） | 5 GB/s                |     約10〜100μs    |          外付けGPU/SSD（プロ向け）         |
| **SATA**                                 | SATA III（6 Gbps）             | 0.6 GB/s              |    約100〜500μs    |             HDD/SSD（一般用途）            |
| **SAS**                                  | SAS-3（12 Gbps）               | 1.2 GB/s              |    約100〜300μs    |           エンタープライズHDD/SSD          |
|                                          | SAS-4（22.5 Gbps）             | 2.25 GB/s             |     約50〜150μs    |       データセンター向け高速ドライブ       |
| **PCI Express（1レーンあたり）**         |                                |                       |                    |                 GPU、SSD等                 |
| PCIe 3.0                                 | 8 GT/s                         | 1 GB/s                |      約1μs以下     |          ミドルレンジGPU、NVMe SSD         |
| PCIe 4.0                                 | 16 GT/s                        | 2 GB/s                |      約1μs以下     |           ハイエンドGPU、NVMe SSD          |
| PCIe 5.0                                 | 32 GT/s                        | 4 GB/s                |      約1μs以下     |              最新GPU、NVMe SSD             |
| **PCIe（16レーン時）**                   |                                |                       |                    |                 主にGPU接続                |
| PCIe 3.0 x16                             |                                | 16 GB/s               |      約1μs以下     |             GPU（RTX 20xxなど）            |
| PCIe 4.0 x16                             |                                | 32 GB/s               |      約1μs以下     |        GPU（RTX 30xx、40xx）、AI用途       |
| PCIe 5.0 x16                             |                                | 64 GB/s               |      約1μs以下     |      AI/HPC向けGPU（NVIDIA H100など）      |
| **ストレージ（実効速度）**               |                                |                       |                    |           実際の読み書き速度目安           |
| **HDD（SATA）**                          | 6 Gbps                         | 実測 0.1 ～ 0.2 GB/s  |      約5〜10ms     |        大容量・低コストのストレージ        |
| **SATA SSD**                             | 6 Gbps                         | 実測 0.5 ～ 0.55 GB/s |    約100〜500μs    |    ノートPC、サーバーなど（SATAの限界）    |
| **NVMe SSD（PCIe 3.0 x4）**              | 32 Gbps                        | 実測 2.5 ～ 3.5 GB/s  |     約20〜100μs    |               主流のGen3 SSD               |
| **NVMe SSD（PCIe 4.0 x4）**              | 64 Gbps                        | 実測 5 ～ 7 GB/s      |     約10〜50μs     |          ハイエンドPC、PS5内蔵SSD          |
| **NVMe SSD（PCIe 5.0 x4）**              | 128 Gbps                       | 実測 10 ～ 14 GB/s    |      約5〜20μs     |        最新ハイエンド、開発・AI用途        |
| **エンタープライズSSD（U.2/U.3、NVMe）** | PCIe 4.0/5.0                   | 7 ～ 14 GB/s          |     約10〜50μs     | サーバー・データセンター（高耐久・高性能） |

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# **実効速度評価の基準**

| 評価      | 実効速度（GB/s）目安  | 説明                                           |
|-----------|------------------------|------------------------------------------------|
| ★★★★★     | **12.5 GB/s 以上**     | 超高速帯域。AI/HPC用途やハイエンドGPU、最新NVMe Gen5 SSD、100G Ethernetなど。 |
| ★★★★☆     | **7～12.5 GB/s**      | データセンター、NVMe Gen4 SSD、PCIe 3.0/4.0 x16などの高帯域向け。 |
| ★★★☆☆     | **3～7 GB/s**         | 上位クラスのストレージやインターフェース。NVMe Gen3 SSDやUSB4、PCIe 5.0（1レーン）など。 |
| ★★☆☆☆     | **1～3 GB/s**         | ミドルクラスのインターフェース。SAS-4、USB 3.2、NVMe Gen3、10G Ethernetなど。 |
| ★☆☆☆☆     | **0.5～1 GB/s**       | エントリークラスのインターフェース。SATA SSD、USB 3.0、1G Ethernetなど。 |
| ☆☆☆☆☆     | **0.5 GB/s 以下**     | HDDや古いストレージ、低帯域のネットワーク。基本は低速ストレージやバックアップ用途。 |

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# **レイテンシ評価の基準**
| 評価      | レイテンシ目安        |
|-----------|-----------------------|
| ★★★★★     | 1〜50μs               |
| ★★★★☆     | 50〜150μs             |
| ★★★☆☆     | 150〜500μs            |
| ★★☆☆☆     | 500μs〜1ms以上        |
| ★☆☆☆☆     | 数ms〜10ms以上        |
| ☆☆☆☆☆     | 10ms以上（非常に遅い）|

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# **実行速度評価** と **レイテンシ評価** 

| 種類／規格                               | 実効速度評価 | レイテンシ評価 |
| ---------------------------------------- | ------------ | -------------- |
| **Ethernet**                             | ★☆☆☆☆        | ★★☆☆☆          |
|                                          | ★★☆☆☆        | ★★★☆☆          |
|                                          | ★★★★☆        | ★★★★☆          |
| **Fiber Channel (FC)**                   | ★★☆☆☆        | ★★☆☆☆          |
|                                          | ★★★☆☆        | ★★★☆☆          |
| **USB**                                  | ★☆☆☆☆        | ★☆☆☆☆          |
|                                          | ★★☆☆☆        | ★★☆☆☆          |
|                                          | ★★☆☆☆        | ★★☆☆☆          |
|                                          | ★★★☆☆        | ★★★★☆          |
| **SATA**                                 | ★☆☆☆☆        | ★★★☆☆          |
| **SAS**                                  | ★★☆☆☆        | ★★★☆☆          |
|                                          | ★★☆☆☆        | ★★★★☆          |
| **PCI Express（1レーンあたり）**         |              |                |
| PCIe 3.0                                 | ★★☆☆☆        | ★★★★★          |
| PCIe 4.0                                 | ★★☆☆☆        | ★★★★★          |
| PCIe 5.0                                 | ★★★☆☆        | ★★★★★          |
| **PCIe（16レーン時）**                   |              |                |
| PCIe 3.0 x16                             | ★★★★☆        | ★★★★★          |
| PCIe 4.0 x16                             | ★★★★★        | ★★★★★          |
| PCIe 5.0 x16                             | ★★★★★        | ★★★★★          |
| **ストレージ（実効速度）**               |              |                |
| **HDD（SATA）**                          | ☆☆☆☆☆        | ★☆☆☆☆          |
| **SATA SSD**                             | ★☆☆☆☆        | ★★★☆☆          |
| **NVMe SSD（PCIe 3.0 x4）**              | ★★☆☆☆        | ★★★★☆          |
| **NVMe SSD（PCIe 4.0 x4）**              | ★★★★☆        | ★★★★★          |
| **NVMe SSD（PCIe 5.0 x4）**              | ★★★★★        | ★★★★★          |
| **エンタープライズSSD（U.2/U.3、NVMe）** | ★★★★★        | ★★★★★          |

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# **ストレージ** 実効速度のまとめ
- **SATA SSD**  
  インターフェース上限が **約0.6GB/s**（6Gbps）、実測でも **0.5GB/s** 程度。  
- **NVMe SSD**  
  インターフェースがPCIe直結のため超高速。**PCIe世代とレーン数**によって速度が変わる。  
- **HDD**  
  読み書き速度はインターフェース（SATA 6Gbps）ではなく、ディスク回転数や密度に依存。  
  だいたい **100～250MB/s（0.1～0.25GB/s）** 程度が多い。  
- **エンタープライズSSD**  
  サーバー用は **U.2/U.3接続** や **NVMe over Fabric（NVMe-oF）** などが主流。  
  耐久性（TBW）や低レイテンシ性能も優秀。

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# **ストレージ** 分類

| 分類        | 最大理論値（GB/s） | 一般的な実効速度（GB/s） |
|-------------|-------------------|------------------------|
| HDD（SATA） | 0.6 GB/s          | 0.1 ～ 0.2 GB/s        |
| SATA SSD    | 0.6 GB/s          | 0.5 ～ 0.55 GB/s       |
| NVMe Gen3   | 4 GB/s（PCIe3 x4）| 2.5 ～ 3.5 GB/s        |
| NVMe Gen4   | 8 GB/s（PCIe4 x4）| 5 ～ 7 GB/s            |
| NVMe Gen5   | 16 GB/s（PCIe5 x4）| 10 ～ 14 GB/s          |

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# 秒・ミリ秒・マイクロ秒について
## **秒・ミリ秒・マイクロ秒 早見表／変換表**

| 単位           | 記号     | 秒（s）        | ミリ秒（ms）     | マイクロ秒（μs） |
|----------------|----------|----------------|------------------|------------------|
| **1秒**        | 1s       | 1              | 1,000 ms        | 1,000,000 μs    |
| **0.1秒**      | 100ms    | 0.1            | 100 ms          | 100,000 μs      |
| **0.01秒**     | 10ms     | 0.01           | 10 ms           | 10,000 μs       |
| **0.001秒**    | 1ms      | 0.001          | 1 ms            | 1,000 μs        |
| **0.0001秒**   | 100μs    | 0.0001         | 0.1 ms          | 100 μs          |
| **0.00001秒**  | 10μs     | 0.00001        | 0.01 ms         | 10 μs           |
| **0.000001秒** | 1μs      | 0.000001       | 0.001 ms        | 1 μs            |

---

## **秒・ミリ秒・マイクロ秒換算のルール**
| 単位         | 変換             |
|--------------|------------------|
| **1秒 (s)**   | = 1,000 ミリ秒 (ms)<br>= 1,000,000 マイクロ秒 (μs) |
| **1ミリ秒 (ms)** | = 0.001 秒 (s)<br>= 1,000 マイクロ秒 (μs) |
| **1マイクロ秒 (μs)** | = 0.000001 秒 (s)<br>= 0.001 ミリ秒 (ms) |

---

## **秒・ミリ秒・マイクロ秒イメージ感**
| 時間          | 体感する出来事                           |
|---------------|-----------------------------------------|
| **1秒**       | まばたき1回くらいの時間                 |
| **100ミリ秒** | ヒトが反応してクリックする最速レベル    |
| **10ミリ秒**  | ゲームのラグが「違和感ある」と感じるレベル |
| **1ミリ(1000マイクロ)秒**   | オンラインFPSの勝負を左右する応答速度   |
| **0.1ミリ(100マイクロ)秒** | NVMe SSDの高速なストレージ応答         |
| **0.001ミリ(1マイクロ)秒** | メモリ間転送やキャッシュアクセスの時間 |

---

## **一覧での秒・ミリ秒・マイクロ秒比較イメージ**

```
1 秒       = 1,000 ミリ秒     = 1,000,000 マイクロ秒
0.1 秒     = 100 ミリ秒       = 100,000 マイクロ秒
0.01 秒    = 10 ミリ秒        = 10,000 マイクロ秒
0.001 秒   = 1 ミリ秒         = 1,000 マイクロ秒
0.0001 秒  = 0.1 ミリ秒       = 100 マイクロ秒
0.00001 秒 = 0.01 ミリ秒      = 10 マイクロ秒
0.000001 秒= 0.001 ミリ秒     = 1 マイクロ秒
```

# さいごに

覚えておきたいですね