Host Memory Buffer（ホストメモリバッファー）

Host Memory Buffer（HMB）

概要

Host Memory Buffer（HMB）は、NVMe SSD の機能で、SSD 独自の DRAM キャッシュを持たない DRAMless SSD が、システム（ホスト）の DRAM の一部を借りてキャッシュとして使用する技術です。PCIe 3.1 / NVMe 1.2 以降で標準化されており、低コスト SSD の性能向上に貢献しています。

仕組み

従来の DRAM 搭載 SSD

SSD
├── コントローラー
├── DRAM（512MB〜1GB）
└── NAND

DRAMless + HMB

PC システム
├── CPU
├── DRAM
│   └── HMB 領域（数十 MB）
└── SSD
    ├── コントローラー
    ├── SRAM（小容量）
    └── NAND

標準化

• NVMe 1.2（2014）
• Microsoft Windows 10 1703 以降
• Linux 4.11+

使用量

• NVMe 標準: 最大 200 MB まで
• 実際: 16-64 MB が典型
• システム DRAM の一部

メリット

コスト削減

• SSD に DRAM 不要
• BOM 削減

サイズ削減

• M.2 2230 などの小型
• ノート PC 向け

パフォーマンス改善

• DRAMless SSD より高速
• マッピングテーブル高速化

デメリット

フル DRAM 搭載より遅い

• DRAM アクセス速度
• バス経由

OS 依存

• OS がサポート必要
• 起動ドライブの場合の制約

ホストメモリ消費

• 若干の DRAM 使用

採用 SSD 例

低価格帯

• Crucial P3 Plus
• WD Blue SN580
• Kingston NV2
• Samsung 980

vs フル DRAM SSD

フル DRAM

• Samsung 990 PRO
• WD Black SN850X
• 高性能

DRAMless HMB

• コスト重視
• 一般用途で十分

性能比較（2 TB、ランダム 4K）

• フル DRAM: 80-100K IOPS
• DRAMless HMB: 60-80K IOPS
• DRAMless（HMB なし）: 40-60K IOPS

関連用語

• NVMe、PCIe
• DRAMless SSD
• SLC Cache
• FTL（Flash Translation Layer）
• NAND Flash