超高速SDカードがMacやiPhoneに与える影響とは?

進化を続けるSDメモリーカード

現在もっとも普及しており、かつ今なお現役で活躍するメモリカード規格が「SDメモリーカード（以下SDカード）」である。NANDフラッシュメモリを記録媒体に使用するメモリカードとしては後発ながら、当初より著作権保護機能をサポートし、ソニーが開発したメモリースティックとの市場競争に勝ち抜いて事実上のデファクトスタンダードとなった。

SDカードはその登場当初、主にデジタルカメラやビデオカメラの記録媒体として使用された。このためMacをはじめとするパソコンには、SDカードスロットを備えた製品が多かった。しかし、この10年ほどの間に写真やビデオ撮影の主役がスマートフォンに移ったことなどから、最近のパソコンではSDカードスロットを持たない機種が多くなり、現在Macで同スロットを備えるのはiMacと同プロのみとなっている。

その一方、アンドロイドスマートフォンやタブレット、あるいはウィンドウズタブレットや2in1パソコンなどではマイクロSDを増設ストレージとして使用する製品が多く、メモリカードの用途や役割が時代とともに変わりつつある。さらに、プロ向けのデジタルカメラおよびビデオカメラでも超高画素化が進んでいる。このような背景を受けて、SDカードは大容量化と高速化を目指して進化を続けており、その最新規格となるのが2018年6月に発表されたSD 7.0規格で規定された「SDエクスプレス（SD Express）」および「マイクロSDエクスプレス（microSD Express）」である。

高速なインターフェイスと新しいプロトコル

SDエクスプレスでは、従来のSDインターフェイスに加えて、PCIエクスプレス 3.1（以下PCIe 3.1）を採用しているのが大きな特徴だ。追加となるPCIe 3.1の高速伝送路には、2011年1月に発表されたSD 4.0で規定された、UHS-II規格で追加された2段目のピンを転用する。物理インターフェイスにPCIe 3.1を採用したことで、その転送速度は理論値で最大毎秒985MBとなり、SATA3インターフェイス接続のSSD（理論値毎秒600MB）をも大きく凌ぐ性能となっている。

さらにそのプロトコルとして、NVMエクスプレス（Non-Volatile Memory Express、以下NVMe）1.3を採用しており、NANDフラッシュメモリなどの半導体ストレージの特性を活かした論理デバイスインターフェイスが適応されている点も見逃せない。NVMeは最近のMacのSSDにも採用されているプロトコルで、半導体ストレージの特徴である高い並列アクセス処理能力を引き出すのに適した設計となっている。

従来のSDカードは、一般的にはUSB接続のカードリーダ／ライタを介してマスストレージクラスデバイスとして使用されることが多かったが、SDエクスプレスはNVMeに対応したことでPCIe 3.0に接続することが可能になり、MacなどのホストデバイスからはSSDと同等の高速半導体ストレージとして扱うことが可能となっている。

また、SDエクスプレスを規定するSD 7.0規格では、大容量化に対応する新たなフォーマット「SDUC」が規定された。SDカードはもともと容量の上限が2GBまでで、そのファイルシステムにはFAT12／16が採用されていたが、大容量化にともなって2006年に最大容量32GBのSDHC仕様が策定され、ファイルシステムにはFAT32が採用された。その後フルHDビデオカメラの登場によってさらなる大容量化が求められ、2009年には最大容量2TBのSDXC仕様が策定され、そのファイルシステムにはexFATが採用された。

しかし、その後もNANDフラッシュメモリが大容量化するにつれてSDカードも容量が増え続け、今年に入って1TBのモデルも登場している。このまま推移すると2TBの壁を突破するのも時間の問題であることから、SD 7.0では新たに最大容量128TBのSDUC規格が制定された。したがって、容量64GB以上（32GB超）のSDカードがSDXC非対応のカードリーダで読めないのと同様に、4TB以上（2TB超）のSDカードはSDUC対応のカードリーダでないと読めないので注意が必要だ。

高速化でもたらされる新たなアプリケーション

SDエクスプレスの登場によって、SDカードに新たな用途がもたらされようとしている。従来のメモリカードはUSB接続のマスストレージクラスデバイスのため、その転送速度の遅さやレイテンシ（遅延）が大きく、起動ディスクなどのメインストレージには使えなかった。しかし、SATA以上の速度を持つインターフェイスと、低レイテンシのNVMeプロトコルを採用するSDエクスプレスでは、OSを起動するメインストレージとして充分な性能を有している。

SDエクスプレスの実際の性能が規格上限に近づけば、ノートパソコンなどのストレージとしても利用できる可能性が高まるだろう。MacBookなどに搭載されているNVMe接続SSDの性能は、PCIe 3.0 4レーンを使用することからリード毎秒3GB、ライト毎秒2GBと非常に性能が高い。SDエクスプレスはこの性能には及ばないものの、USB 3.0接続のSSDに匹敵するか、それ以上の性能を発揮できる可能性がある。すでにSDカードスロットが廃止されて久しいMacBookシリーズだが、今後SDエクスプレスが普及し低価格化が進めば、将来のMacBookシリーズでは再びSDカードスロットが復活するかもしれない。

また、iPhoneのライバルであるアンドロイドスマートフォンにSDエクスプレスが採用されると、新たな脅威となる可能性が高い。アンドロイドOSは、すでにアンドロイド6.0以降において、マイクロSDカードをメインストレージと組み合わせて使う「内部ストレージ化」機能を採用しており、アプリや各種データの保管先として使えるようになっている。

アンドロイドスマートフォンのストレージがSDエクスプレスカードで手軽に大容量かつ高速に強化できるようになれば、ストレージの拡張性を持たないiPhoneにとっては不利な競争を強いられる可能性も考えられるからだ。今回のSDエクスプレスの登場が、iPhoneやiPadの拡張ストレージ対応へのきっかけとなることを期待したいところである。