ボトルネックはどこだ？
ファイルサーバーやNASにSSDってどうなんだろう
そう考えた時、最も気になったのはボトルネックは何処ということだ。
イーサネットの1Gbpsはギガとか書かれていて早い気がするが、実質速度は理論値125MB/sだ。
単位をビットで記載することで何処かのスーパーの弁当のようにかさ増ししているだけなのだ！
今までのふわふわしたイメージを払拭すべく、ざっくりまとめことにした。
書き方
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| 1000BASE | 1G | 125M |
といった形で名前、bps、B/sの順に記載する。
bpsはなるべくG単位、B/sはM単位で記載して比較しやすくする。
ビットとバイトは8掛8割の単純計算
メガとギガは1000掛1000割の単純計算
有線ネットワーク（イーサネット）
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| cat3 (10BASE) | 10M | 1.25M |
| cat5 (100BASE) | 100M | 12.5M |
| cat5e, cat6 (1000BASE) | 1G | 125M |
| cat6A, cat7 (10GBASE) | 10G | 1250M |
| cat8 (40GBASE) | 40G | 5000M |
| 100GBASE | 100G | 12500M |
| 200GBASE | 200G | 25000M |
| 400GBASE | 400G | 50000M |
最新規格だと400GBASEがあるらしい、PCIe5.0のSSDあたりと組み合わせたらNASをメモリみたいに利用できたりするんだろうか？
（書き込み回数の違いから数か月で故障しそうではある）
参考
イーサネットWikipedia
株式会社ブロードバンドタワー / 光イーサネットの変化とオーバー100G対応.pdf
無線ネットワーク(wifi)
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| 11b | 11M | 1.375M |
| 11g | 54M | 6.75M |
| 11n (wifi4) | 600M | 75M |
| 11ac (wifi5) | 6.9G | 862.5M |
| 11ax (wifi6, 6E) | 9.6G | 1200M |
| 11be (wifi7) | 46G | 5750M |
1Gbpsの有線より無線にしたほうが早い・・・？といっても契約回線が1Gbpsなら関係無いようだ。
昔はwifiと言えば隣人との競合、通信速度と安定性、レイテンシへの不安があったが、wifi7にもなるとその辺も気にならなさそうだ。
wifi7製品の価格が落ち着けば10Gbpsプランにネットワークを更新するのも良さそう。
cat8ケーブルも安いのでローカルLANだけ最新機器で構築するとファイルサーバーやNASが超快適？
参考
NTT西日本 / IEEE802って何？
@nifty / 実用化されるWi-Fi7（IEEE 802.11be）とは？
無線ネットワーク(モバイル通信)
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| 3G | ~14M | ~1.75M |
| LTE | ~150 | ~18.75M |
| 4G | ~1G | ~125M |
| 5G | ~20G | ~2500M |
正直、参考になるサイトがいまいち出なかった。
ストレージ
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| SATA1.0 | 1.5G | 150M |
| SATA2.0 | 3G | 300M |
| SATA3.0 | 6G | 600M |
| HDD(SATA3.0) | 1.2G | 150M |
| SSD(SATA3.0) | 4.8G | 600M |
| M2.SSD(PCIe 3.0 x4 NVMe) | 31.2G | 3900M |
| M2.SSD(PCIe 4.0 x4 NVMe) | 63.2G | 7900M |
| M2.SSD(PCIe 5.0 x4 NVMe) | 125.6G | 15700M |
SATAの速度説明が何故か10掛10割で頭が？となったが、そのまま記載
他の規格のスピードとかも載せたかったが気力が足りなかった。
最近のHDDって1GbpsのLANよりデータ転送速度早いのね・・・
製品も出てきたPCIe5.0のM2.SSDに至っては規格上16GB/s近く出るようで、これはDDR4-2133に迫るスピード
メモリに追いつく時代も近いのかもしれない。
知らないうちに追いついちゃった。
メモリ
| 名称 | bps | B/s |
|---|---|---|
| DDR200 | 12.8G | 1,600M |
| DDR550 | 35.2G | 4,400M |
| DDR2-667 | 42.6G | 5,333M |
| DDR2-1200 | 76.8G | 9,600M |
| DDR3-1333 | 85.3G | 10,667M |
| DDR3-2666 | 170.6G | 21,333M |
| DDR4-2800 | 179.2G | 22,400M |
| DDR4-4000 | 256G | 32,000M |
| DDR5-4800 | 307.2G | 38,400M |
| DDR5-8000 | 512G | 64,000M |
最先端メモリは64GB/sでるらしい。
DDR4の頃はクアッドチャネルがあったが、DDR5からはデュアルチャネルしか見かけない・・・と思いきや、DDR5は1枚でデュアルチャネルらしい
（でも速度ってどうなるの？デュアルチャネル前提の速度表記ならインチキでは？）
理論上は64GB/s x4 =256GB/s = 2Tbpsのスピード。
ストレージがメモリに追いつくのはもうちょっと先かなあ（書き込み耐性含め）
参考
DDR1 Wikipedia
DDR2 Wikipedia
DDR3 Wikipedia
DDR4 Wikipedia
DDR5 Wikipedia
crucial / DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5の違いとは？
DDR4メモリの“本当の性能”をあらゆる角度から徹底的に検証
DDR5メモリは1枚でデュアルチャネル!
最後に
10GBASEの回線契約も増え、wifi6も普及したので10Gbpsクラスの通信速度を普通に実現できるようになった。
ローカルLANもこの速度であれば、下手なUSB外付けストレージよりもNASのほうが複数台からアクセスできて便利かもしれない
ゲーミング以外の用途ではwifi6か7でLAN構築し、それに転送速度を合わせる形で良い気がしてきた。
本当はGPUのメモリやCPUキャッシュ転送速度やら思いつく限りを列挙しようとしたが、主要どころを抑える程度で気力が尽きた。
10GBASEのイーサネットや第5世代モバイル通信システム、wifiの11axあたりが普及してくれば、もう通信速度が遅いと嘆くこともなくなってくるかもしれない。
そして1GbpsのLAN環境ならHDDの転送速度のほうが早いので基本的にボトルネックになることはない事も判明。イメージと違う。
また気力が沸き次第、更新したいところ。
その他の参考
GIGAZINE / プログラマーが知っておくべき「PC内部の通信速度」
ドスパラ / 主なインターフェース速度一覧