HMB（Host Memory Buffer / NVMe 1.2）と DRAM-less SSD

HMB（Host Memory Buffer） は、NVM Express の NVMe 1.2 仕様（2014 年 11 月公開） で導入された機能で、SSD 側の DRAM を持たずに、ホスト（PC）側の DRAM の一部を SSD が『貸し出しキャッシュ』として使う仕組みです。これにより DRAM-less SSD（オンボード DRAM 非搭載 NVMe SSD） は、DRAM 搭載モデルに近い応答性を より低コスト・低消費電力で実現できます。本ページは NVM Express 公式 / Phison / ServeTheHome / PCWorld / StorageReview の verbatim 引用で HMB の役割と DRAM-less SSD の設計思想を整理します。

本ページは NVMe 標準 / メーカー・第三者媒体公式解説の総合であり、編集部による帯域・遅延実測ではありません。数値・型番は 公式仕様および出典媒体の verbatim 引用に基づき、個別 SKU の実効性能は メーカー公式 datasheet + 独立レビューを参照してください（HANDOVER 絶対則準拠）。

HMB は NVMe 1.2 で導入された機能

Phison 公式 Blog は次のとおり verbatim で明記しています。

『The NVMe 1.2 specification was the first to introduce the host memory buffer feature.』

― Phison Blog『NAND Flash 101: Host Memory Buffer』

ServeTheHome も同じ verbatim を裏付けています。

『HMB was brought into the official NVMe 1.2 spec.』

― ServeTheHome『What Are Host Memory Buffer or HMB NVMe SSDs』

PCWorld は HMB の狙いを端的にこう表現しています。

『Avoid the expense of adding DRAM cache to an SSD by employing the DRAM memory that’s already installed in your computer.』『HMB was implemented in the NVMe spec version 1.2.』

― PCWorld『All about Host Memory Buffer』2022-06-28

NVMe 1.2 は 2014 年 11 月に公開された仕様で、以降の NVMe Base Specification に継承されています（NVM Express 公式 Specifications ページ）。

HMB は主に L2P（logical to physical）マッピングテーブルのキャッシュ

SSD で DRAM が担う 最も重要な役割は、L2P（logical to physical）マッピングテーブルの保持です。ServeTheHome は次のとおり verbatim で説明しています。

『The most important function that DRAM performed in SSDs for generations was as the L2P (logical to physical) table.』『By moving the L2P tables to main system memory, HMB SSDs are able to get the cost benefits of DRAM-less SSDs while also retaining a lot of performance of SSDs with onboard DRAM.』

― ServeTheHome

Phison 公式は L2P の実装をより具体的に説明しています。

『L2P tables can be loaded directly from NAND flash to HMB. These tables can be refreshed continuously in buffer memory from the host side.』

― Phison Blog

つまり、DRAM-less NVMe SSD は NAND から L2P マッピングテーブルの一部を HMB（ホスト側 DRAM）へロードし、ホスト側で キャッシュとして使いながらランダム read/write の応答性を確保する設計になっています。

DRAM 搭載 SSD との性能差 — 「上位機はやはり DRAM 搭載」

HMB は DRAM 完全代替ではなく、DRAM を省いたコスト削減設計で、上位機は依然として オンボード DRAM 搭載が主流です。PCWorld は次のとおり verbatim で明言しています。

『HMB は Not going to be quite as fast as on-drive DRAM accessed directly by the SSD controller.』『The absolutely fastest NVMe SSDs these days are always those that use dedicated onboard DRAM.』

― PCWorld

上位モデル（Samsung 990 PRO / WD_BLACK SN850X / Crucial T705 など Gen4/Gen5 フラッグシップ）は DRAM 搭載で SSD コントローラが直接 L2P を参照します。HMB は主に廉価帯〜ミドル帯の DRAM-less NVMe SSD（例: WD_BLACK SN770 / Crucial P3 / Samsung 990 EVO / ADATA など）で採用されています。

DRAM-less HMB SSD の代表機

PCWorld は HMB を採用した DRAM-less NVMe SSD の代表機として、以下 3 機種を verbatim で挙げています。

『WD’s Black SN770, Adata’s Atom 50, and the PNY CS2140』

― PCWorld

このうち WD_BLACK SN770 は本サイトの glossary でも扱う代表的な DRAM-less Gen4 NVMe SSD で、StorageReview は次のとおり verbatim で仕様を報告しています。

『DRAM-less design』『capacities: 250GB, 500GB, 1TB, 2TB』『seq read up to 5,150 MB/s』『seq write up to 4,900 MB/s（1TB）4,850 MB/s（2TB）』

― StorageReview『WD BLACK SN770 SSD Review』2022-02-02

DRAM 搭載 vs DRAM-less HMB の設計選定

項目	DRAM 搭載 SSD	DRAM-less HMB SSD
L2P キャッシュ	オンボード DDR3/DDR4 DRAM（数百 MB〜数 GB）	ホスト（PC）側 DRAM の一部を借用
ランダム read/write	上位（コントローラ直参照）	やや下回る（PCWorld verbatim）
ホスト DRAM 消費	ホストの RAM を消費しない	ホスト RAM を数十 MB オーダで割当
コスト	上位（DRAM 分の BOM 加算）	下位（DRAM 分を省略）
消費電力	やや高い	やや低い
代表機	Samsung 990 PRO / WD_BLACK SN850X / Crucial T705	WD_BLACK SN770 / Adata Atom 50 / PNY CS2140（PCWorld verbatim）

メモリ量の多い PC（16 GB / 32 GB 以上）では HMB が消費するホスト RAM は事実上気にならないレベルとされます（PCWorld: HMB は少量のメモリしか消費しない旨を明示）。一方で 重負荷のランダム read/write が主用途の場合、上位クラスは DRAM 搭載モデルが第一選択になります。

SSD 選定時のチェックポイント（DRAM-less HMB を検討する場合）

1. 『DRAM-less』か『DRAM 搭載』かをスペック欄で確認 — メーカー公式仕様に DRAM-less / HMB の明記があれば DRAM-less。**Cache（DDR3/DDR4 の量）**が明記されているモデルは DRAM 搭載型です。
2. NVMe バージョンの前提 — HMB は NVMe 1.2 以降の機能。ホスト OS（Windows 10 以降）と NVMe ドライバが HMB をサポートしている必要があります（現行の Windows / Linux / macOS はいずれも標準対応）。
3. 主用途を確認 — ゲームインストール / OS ロード / 動画視聴など read 中心の用途は HMB SSD で十分なケースが多い。動画編集の中間書き込み / 大規模ランダム書き込み / データベース用途では DRAM 搭載モデルを推奨。
4. 上位機は DRAM 搭載が主流 — Gen4/Gen5 フラッグシップ（Samsung 990 PRO / Crucial T705 / WD_BLACK SN850X など）は DRAM 搭載設計が中心です。「最速」を狙う場合は DRAM 搭載を選ぶのが定石（PCWorld verbatim）。
5. HMB は SSD 単独の機能ではなく『SSD + ホスト』の共同機能 — SSD 側コントローラのファームウェア + ホスト側 OS の NVMe ドライバが HMB フィーチャービットをやり取りしてホスト DRAM を割り当てます。仮想化環境やハイパーバイザ経由での挙動は環境依存です。

紛らわしい関連トピックとの関係

• PCIe Gen5 SSD（NVMe） — 帯域（速度）の話。HMB / DRAM-less は L2P キャッシュ設計の話で、PCIe Gen とは別軸。Gen5 対応の DRAM-less HMB SSD も、Gen4 対応の DRAM 搭載 SSD もいずれも存在します。
• SSD 耐久性（TBW / DWPD / JEDEC JESD218） — 書き込み耐久の話。HMB / DRAM の有無は L2P キャッシュ設計の話で、TBW の値そのものとは別軸（TBW は NAND 世代とコントローラ実装で決まる）。
• DirectStorage / RTX IO / Smart Access Storage — ゲームアセットを GPU が直接読む最適化。DRAM 搭載 / DRAM-less の別を問わず、対応 SSD であれば DirectStorage の恩恵は受けられます。
• DDR5（JESD79-5） — 本記事の『ホスト DRAM』は DDR4/DDR5 いずれでも成立。HMB は DRAM 規格そのものには依存しない（ホスト DRAM の一部を借用するだけ）。
• Resizable BAR / SAM / ReBAR — GPU が CPU 空間の PCIe BAR を全面アクセスするための機能。HMB は SSD 側が『ホスト DRAM を借りる』機能で、方向が逆かつ対象デバイスも異なる別機能です。

まとめ

• HMB（Host Memory Buffer）は NVMe 1.2 で導入（2014 年 11 月公開 / Phison + ServeTheHome + PCWorld 三媒体 verbatim 一致）で、SSD 側 DRAM を省いたまま、ホスト側 DRAM の一部を SSD の L2P マッピングテーブルのキャッシュとして貸し出す仕組み。
• DRAM-less SSD（HMB を活用する NVMe SSD） は より低コスト・低消費電力で、DRAM 搭載モデルに近い応答性を実現。ただし ランダム性能・最高速の点では DRAM 搭載モデルには及ばない（PCWorld verbatim）。
• 代表機: WD_BLACK SN770 / Adata Atom 50 / PNY CS2140（PCWorld verbatim）。SN770 は 250GB / 500GB / 1TB / 2TB / seq read up to 5,150 MB/s（StorageReview verbatim）。
• 『最速』を狙うなら DRAM 搭載モデル（Samsung 990 PRO / WD_BLACK SN850X / Crucial T705 等）が定石。コスト最優先 / 消費電力最優先 / read 主体用途であれば DRAM-less HMB SSD が有力な選択肢。
• HMB は SSD + ホスト OS 共同の機能で、現行の Windows / Linux / macOS は標準対応。

本サイトでは、SSD 仕様欄に メーカー公式仕様で明示された場合のみ 『DRAM-less / HMB』または『DDR4 512MB キャッシュ』などを記載し、NVMe 標準 + 三媒体 verbatim 引用を貫いています（HANDOVER 絶対則準拠）。