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大容量化・爆速化につながる! Macの外付けSSD起動のススメ

著者: 今井隆

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大容量化・爆速化につながる! Macの外付けSSD起動のススメ

SSDの市場価格はこの10年ほどの間に大きく下落し、1TBを下回る容量帯のストレージではその主役の座はHDDからSSDへと置き換わったといっても過言ではない。

Macの内蔵ストレージもAppleシリコン搭載にともなって、全モデルがSSDへの移行を完了した。

その一方でMacのエントリーモデルのストレージ容量は256GBまたは512GBがベースとなっており、あとから増設や交換ができない(Mac Proは除く)。

また、マシンの注文時にSSDの容量をアップグレードすることはできるが、そのオプション費用は非常に高価なため、同様に交換が不可能なAppleシリコンのグレードやメモリ容量も含めて、その選択は悩ましい。

そこでおすすめしたいのが、外部SSDからmacOSを起動して使用する方法だ。

ストレージを外付けにすることで内蔵SSDの容量制限を受けることなく、システムのストレージを拡張することができる。

またNVMe SSDを搭載するタイプのSSDケースを使えば、将来さらに大容量のSSDに換装したり、複数のSSDを用途に応じて使い分ける、といったことも可能だ。

快適さのポイントはPCIeトンネリング対応

Appleシリコンを搭載するMacを外部起動するうえで重要なのが、SSDの接続方法だ。

一般的なUSB接続のSSDでも起動ディスクとして使用できるケースはあるが、OSバージョンや接続方式によって認識しなかったり、起動に失敗したりするケースも少なからずみられる。

何よりUSB 3接続では内蔵SSDと比べて転送速度が遅いうえ、プロトコル変換にともなうオーバーヘッドによってレスポンスも低下する。

そこで起動ストレージに利用したいのが、Thunderbolt接続あるいはUSB 4接続のSSD(またはSSDケース)だ。

ThunderboltではPCIe(プロトコル)トンネリングが標準サポートされているため、NVMe SSDがMac内部のPCIeに接続され、プロトコル変換にともなうオーバーヘッドが発生しない。

さらにリンク速度が40Gbpsと高速なことから、エントリーMacの内蔵SSDに匹敵する転送速度が得られる。

ためしにUSB 4対応SSDケース「LGB-PNVU4C」に、CrucialのPCIe Gen.4 x4対応NVMe SSD「T500」の2TBモデルを搭載して転送速度を計測した(左が外付けSSD、右がiMacの内蔵SSD)。iMacの内蔵SSDと同等か、それを上回る転送速度を叩き出している。
今回使用したLogitecのUSB 4 SSDケース「LGB-PNVU4C」はASMediaのASM2464PDを搭載し、PCIeトンネリングをサポートする。さらにThunderbolt専用のSSDと異なり、USB 3ポート接続での使用も可能で、その場合は最大10Gbps接続に制限される。
https://www.logitec.co.jp/products/ssd/lgbpnvu4c/lgbpnvu4c.html

紹介したSSDケースの同等品はこちら

使用したSSDはCrucialの「T500」の2TBモデルだ。

一方USB 4接続の場合には、必ずPCIeトンネリングに対応した製品を選ぶ必要がある。

なぜならUSB 4ではPCIeトンネリングはオプション規格であり、周辺機器にはその実装が義務づけられていない。したがってUSB 4対応を謳っていてもPCIeトンネリングに対応していない製品が存在するためだ。

現在市場に出回っているUSB 4対応のSSD(またはSSDケース)には、ASMediaのASM2464PDというコントローラを採用しているものがあり、このチップはPCIeトンネリングに対応している。

PCIeトンネリングに対応するUSB 4 SSDを探すのであれば、搭載コントローラを確認するのが手っ取り早いだろう。

現在主要な高速外部SSDまたはSSDケースに採用されているコントローラ。Macに接続して快適かつ安定して使えるのは、Thunderbolt対応のコントローラかPCIeトンネリングに対応したUSB 4コントローラとなる。中でもASMediaのASM2464PDはUSB 4対応のSSDの多くで使用されている。

ThunderboltまたはPCIeトンネリング対応のUSB 4を採用するSSDは、MacのThunderboltポートに接続した場合の認識が一般的なUSB SSDとは大きく異なる。

具体的には、「システム情報」から見たSSDの認識が「USBデバイス」ではなく、「Thunderbolt/USB4デバイス」として認識される。

また「NVMe」項目を見ると、内蔵SSDと並んでNVMeストレージとして認識されていることがわかる。つまりmacOSからは内蔵SSDと同等の存在として認識されているわけだ。

PCIeトンネリングに対応したUSB 4 SSDは、Thunderbolt/USB4デバイスとして認識され(画像上)、逆にUSB項目にはその接続が確認できない(画像下)。これは内蔵されたNVMe SSDがMacからはネイティブのPCIeデバイスとして認識されているためだ。
その証拠に「NMVExpress装置ツリー」を確認すると、Mac本体に内蔵されたSSD「APPLE SSD AP0256Q」と同じツリーに同じ構造で接続されているのがわかる。もちろんTRIMにも対応しているが、「取り外し可能ドライブ」項目は「いいえ」となっているので、電源が入っているときに挿抜してはいけないデバイスに指定されていることがわかる。

接続するThunderboltポートやUSB Cケーブルに注意

外部接続したSSDから起動する際に重要なポイントの1つが、SSDを接続するThunderboltポートの位置だ。

Appleシリコンを搭載したMacには、非常時に外部からファームウェアのリカバリーを行うためのDFU(Device Firmware Update)モードが用意されており、特定のThunderboltポートが「DFUポート」として割り当てられている。

外部起動を行うSSDの接続先は、このDFUモードをサポートするポートを避けなければならないという決まりがある。

そのポート位置はMacのモデルによって異なり、Appleのサポートページ「MacのDFUポートの見分け方」で確認できる。

また接続時の注意点として、Thunderbolt/USBのHUBやドッキングステーションを介さず、MacのポートにSSDを直結する必要がある。

さらにSSDを接続するケーブルはThunderboltまたはUSB 40Gbpsに対応したものが必要で、できればThunderbolt 4または同5に対応したケーブルを使うのがベストだ。

これらの規格に対応していないUSB-Cケーブルを使用すると、認識しなかったり、USB 3で接続される(遅い、起動しない、など)といったトラブルの原因になる。

ThunderboltまたはUSB 4対応のSSDを接続するには、その性能に対応した(eMarker情報を持つ)ケーブルが必須だ。多くの場合、SSDやSSDケースを購入すれば専用ケーブルが付属するが、外観で判断するのが難しいので注意しよう。ちなみに非対応ケーブルを使った場合、USB 4対応SSDはUSB 3接続(PCIeトンネリング不可)になり、Thunderbolt対応SSDは認識しなくなる。

初めてSSDを接続した場合は、アクセサリの接続許可を求められる場合がある。その場合は「システム設定」の「プライバシーとセキュリティ」項目にある「アクセサリの接続を許可」を行っておこう。

詳細はAppleのサポートページ「Macでアクセサリの接続許可を求められる場合」を確認してほしい。

いよいよ外部SSDにmacOSをインストール

SSDを接続したら、システム情報からNVMe SSDとして認識されているか確認しておこう。

正常に認識されていれば、次にSSDの初期化を行う必要があるが、SSDにデータが保存されている場合は事前に退避(バックアップ)しておく必要がある。

SSDの初期化では、パーティション形式をGUID、ファイルシステムをAPFSに設定する。初期化の際は事故を避けるためにも、ほかのストレージデバイスは事前に取り外しておきたい。

起動に使用するSSDのパーティションマップは、必ず「GUIDパーティションマップ」を選択する必要がある。「マスターブートレコード」や「Appleパーティションテーブル」を選択すると、ボリュームタイプに関係なく起動できなくなる。
起動に使用するSSDのボリュームタイプは「APFS(Apple File System)」を選択したい。従来の「HFS+」に比べてSSDへの最適化のほか、スナップショットのサポートやクラッシュに対する保護が強化されるなど、そのメリットは大きい。

初期化が完了したら、インストールしたいバージョンのOSをダウンロードしよう。

注意点としては、内蔵SSDの環境(データやアプリ、設定など)を「移行アシスタント」で引き継ぎたいのであれば、そこにインストールされているバージョンと同じ、またはそれ以上のバージョンでなければならない。古いバージョンのOSには移行アシスタントで環境を引き継げないので注意が必要だ。

OSのダウンロードはApp Storeから行うのが楽だ。Appleのサポートページ「macOS をダウンロードしてインストールする方法」から、必要なバージョンのmacOSを選ぶことができる。

ダウンロードしたmacOSはアプリケーションフォルダに格納されるので、これを起動して外部SSDにインストールを行う。

インストールには現在の環境の管理者アカウントとパスワードが求められるので、忘れずに。インストールが無事完了すれば、外部SSDから起動してくるはずだ。

その後「新しい環境として設定する」か、「移行アシスタントを使用して内蔵SSDの環境を引き継ぐ」かを選択することができる。

インストールしたいmacOSバージョンのインストーラをダウンロードしたら、それを起動して外部SSDにインストールする。APFSのボリュームを複数作成して、バージョンの異なる複数のmacOSをインストールすることもできるし、さまざまな環境に合わせた複数の起動ボリュームを1つのSSD上に作成することもできる。

インストール後の注意点

外部SSDでの運用については、いくつかの注意点がある。

まず外部SSDから起動している場合には、絶対にSSDをMacから取り外してはいけない。

そういった意味では、モバイルモデルであるMacBookシリーズでの運用は特に注意が必要で、完全にシャットダウンした状態でしかSSDを取り外してはいけない。

スリープ状態でSSDを取り外してしまうと、次回起動時にクラッシュしてしまうからだ。その点iMacやMac miniなどのデスクトップモデルではリスクが低いだろう。

起動ディスクを内蔵SSDと切り替えて運用するのであれば、デフォルトの起動ディスクは内蔵SSDに設定しておくと安心だ。

外部SSDから起動したいときは、起動オプションを使って選択するようにすれば、次回起動時には自動的に内蔵SSDに戻る。

外部SSDに複数のバージョン(または異なる環境の)のmacOSをインストールして切り替えて使う場合も、この方法をおすすめする。

なお高速なSSDは発熱が大きい傾向があるため、冷却ファンや大きなヒートシンクを持つ製品を選ぶなど、SSDの放熱には十分気を配りたい。

Appleシリコン搭載Macの電源を入れる際に起動ディスクを切り替えるには、電源ボタンを表示が「起動オプションを表示するには押し続けてください…」から「起動オプションを読み込み中…」に変わるまで(およそ10秒間)押し続ける。起動オプションが表示されると冒頭の「起動ディスク」選択画面に移るはずだ。

Thunderbolt 5対応SSDの増加に期待

2024年10月に登場したM4 Pro、M4 Maxを搭載したMacでは、新たにThunderbolt 5がサポートされた。これを追うように、Thunderbolt 5対応のSSD製品もリリースが相次いでいる。

Thunderbolt 5ではSSDとの接続に使用されるPCIeが、Gen.3 x4からGen.4 x4に高速化された。

これにともなって、転送速度の最大理論値が2倍高速になっているのが大きな特徴だ。

実際のThunderbolt 5対応SSDでも、6000MB/秒を超える転送速度が確認されており、これはMac miniやMacBookシリーズの内蔵SSDの速度を大きく上回る。

今後Thunderbolt 5対応製品の普及と、SSDの高速化や低価格化が一層進めば、外部起動の魅力が増すのは間違いないだろう。

まとめ

外部起動に必要な要件

  • Thunderbolt 3/4対応、またはPCIeトンネリングをサポートするUSB 4対応のSSDを使う
    -Thunderbolt接続の外部SSD
    -PCIeトンネリング対応のUSB 4 SSD
    上記いずれかに対応したNVMe SSDケース製品+NVMe SSDの組み合わせ
    -NVMe SSDは高速な製品(PCIe Gen.3 x4以上、PCIe Gen.4 x4を推奨)を使う
  • DFUポート以外のThunderboltポートを使う(USB 3ポートは使わない)
  • Thunderboltケーブルを使う(USB 4対応ケーブルでも可)
  • 必ずThunderboltポートに直結する(HUBやドンキングステーションを介さない)
  • 必要に応じて「アクセサリの接続を許可」する
  • 必ず本体がサポートしているOSバージョンをインストールする
  • 動作中やスリープ中に挿抜しない
  • 他のMacの起動に使用しない

外部SSDにOSをインストールする

インストール後の注意点

  • 「移行アシスタント」による環境移行はOSバージョンが同じ、または元の環境より新しいものに限る
  • 不慮のトラブルに備えてバックアップ(Time Machine)を忘れずに

起動方法

外部起動のメリット

  • Thunderbolt 4(PCIeトンネリング対応のUSB 4)接続であれば内蔵SSDと遜色ない速度が得られる
  • コストパフォーマンスに優れる(ケース製品+NVMe SSD 2TBで4万円以下)
  • SSD容量の少ないMacを延命できる
  • 本体だけでは実現(CTOで選択)できない大容量化が可能(8TB以上も可)
  • ケース製品ならNVMe SSDを交換して運用できる
  • 内蔵SSDの寿命を大幅に伸ばせる
  • 試験的な環境構築や、複数のOSバージョンを切り換えて使うのに便利
  • サンドボックス(Sandbox)的な使い方も可能

外部起動のデメリット

  • 外部に接続したままにする必要がある(起動中に接続が切れるとトラブルになる)
  • Thunderboltポートが1つ塞がる
  • 性能は搭載されるSSDに依存する
  • 製品によってはファンの音や発熱が気になる

著者プロフィール

今井隆

今井隆

IT機器の設計歴30年を越えるハードウェアエンジニア。1983年にリリースされたLisaの虜になり、ハードウェア解析にのめり込む。

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