iSCSI/NVMe-oF ストレージ（アイエスシーエスアイエヌブイエムイーオーエフ）

概要

iSCSI と NVMe‑oF は、ストレージをネットワーク経由で利用するためのプロトコルである。
iSCSI は TCP/IP 上で SCSI コマンドを送受信し、標準ポート 3260 を使用する。
NVMe‑oF は NVMe コマンドをファブリック上に置き換え、TCP、RoCE v2、InfiniBand、Fibre Channel など複数のトランスポートをサポートする。
2025年以降、NVMe/TCP がクラウド NAS で広く採用され、2026年には多くのハードウェアベンダーが対応を発表した。

主な特徴・仕組み

• 低レイテンシ：NVMe コマンドは 1 〜 2 µs 以内で処理され、従来の SATA より 10 倍以上高速。
• スケーラビリティ：RoCE v2 で 100Gbps の InfiniBand を利用すると、1 つのリンクで 10 台以上の NVMe デバイスを接続可能。
• トランスポートの柔軟性：TCP、RDMA、FC など選択でき、既存のネットワークインフラを再利用できる。
• 統合管理：Synology iSCSI Manager、TrueNAS SCALE、ESXi VMFS などで統一的に設定・監視が行える。
• クラウド連携：StarWind VSAN は NVMe/TCP をベースに、仮想化環境とクラウドストレージをシームレスに接続。

スペック/製品比較表

具体例・対応製品

• Chelsio T6：RoCE v2 で 100Gbps を実現し、NVMe 4.0 互換。
• Chelsio T7：200Gbps で NVMe 5.0 をサポート。
• Mellanox ConnectX‑6：InfiniBand 100Gbps と NVMe/TCP を同時に処理。
• Mellanox ConnectX‑7：400Gbps で NVMe 6.0 を実装。
• Synology DS920+：iSCSI 3260 と NVMe/TCP 2026 を同時に提供。
• TrueNAS SCALE：NVMe/TCP で 10Gbps 以上のスループットを実現。
• StarWind VSAN：NVMe/TCP を利用した仮想化ストレージ。
• ESXi VMFS：NVMe/TCP で 8Gbps 以上のパフォーマンスを提供。

自作PCでの選び方・注意点

• ネットワークインフラ：既存の 10GbE か 40GbE かを確認し、トランスポートに合わせてカードを選択。
• CPU とメモリ：NVMe/TCP では 2.5GHz 以上の CPU と 16GB 以上のメモリが推奨。
• 電源容量：RoCE v2 カードは 150W 程度の消費電力があるため、電源容量を確保。
• レイテンシ測定：iPerf3 で 1 µs 以内のレイテンシを確認。
• ドライバとファームウェア：最新バージョンを適用し、互換性を確保。
• セキュリティ：iSCSI では CHAP 認証を有効化し、NVMe/TCP では TLS 1.3 を設定。
• 管理ソフトウェア：Synology iSCSI Manager、TrueNAS SCALE の GUI を活用。
• 拡張性：将来 400Gbps へのアップグレードを見越し、Mellanox ConnectX‑7 を選択。
• コストパフォーマンス：Chelsio T6 は 15,000円 で 100Gbps を提供し、予算重視の構成に適合。
• サポート体制：ベンダーの SLA を確認し、24 時間体制のサポートがあるかをチェック。

関連用語との違い

• iSCSI 3260：TCP 上で SCSI コマンドを送る方式。NVMe/TCP は NVMe コマンドを直接送るため、レイテンシが低い。
• RoCE v2：RDMA over Converged Ethernet。InfiniBand 互換で 100Gbps を実現。
• ConnectX‑7：Mellanox の 400Gbps カード。RoCE v2 と NVMe/TCP を同時に処理。
• NVMe 4.0 / 5.0：NVMe コマンドセットのバージョン。NVMe/TCP では 4.0 以上が必要。

よくある質問

Q1. iSCSI と NVMe/TCP の主な違いは何ですか？
A1. iSCSI は SCSI コマンドを TCP で送るため、レイテンシが数 µs。NVMe/TCP は NVMe コマンドを直接送るため、1 µs 以内の低レイテンシが実現できる。

Q2. 2026年に NVMe/TCP が普及した理由は？
A2. 2026年に多くのクラウド NAS ベンダーが NVMe/TCP を標準化し、既存の 10GbE インフラで 10Gbps 以上のスループットを提供できたため。

Q3. RoCE v2 と InfiniBand の違いは？
A3. RoCE v2 は Ethernet 上で RDMA を実現し、既存の IP ネットワークを再利用できる。InfiniBand は専用のファブリックで、より高い帯域幅と低レイテンシを提供。

まとめ

iSCSI と NVMe‑oF は、ネットワーク経由でストレージを高速に利用するための代表的プロトコルである。
2025年以降、NVMe/TCP がクラウド NAS で主流となり、2026年には多くのハードウェアが対応。
Chelsio T6、Mellanox ConnectX‑6/7 などのカードは、RoCE v2 と NVMe/TCP を同時にサポートし、低レイテンシと高帯域幅を両立。
自作PC で構築する際は、ネットワークインフラ、CPU・メモリ、電源容量、セキュリティ設定を総合的に検討し、将来の拡張性を見越した選択が重要。
次世代のストレージ環境では、NVMe/TCP が標準化され、従来の iSCSI よりも大幅に高速化されたデータ転送が可能になる。