マイクロソフトが警告:Windows 11のBitLockerは高速NVMe PCでのゲームや動画編集のパフォーマンスに影響を与える可能性がある

Microsoftは、NVMe SSDを搭載したPCでBitLockerを有効にすると、顕著なパフォーマンス低下につながる可能性があることを認めています。ただし、BitLockerを実行しているすべてのシステムでアプリケーションやゲームのパフォーマンスに重大な影響が出るわけではないことに留意することが重要です。大多数のユーザーにとって、BitLockerに関連するパフォーマンスコストは比較的軽微です。

マイクロソフトはこれまで、BitLocker による「オーバーヘッド」は通常、1桁台の割合に過ぎず、主に特定の条件下で発生すると報告しています。当初はオプション機能として提供されていた BitLocker は、Windows Latest に記載されているように、Windows 11 バージョン 24H2 ではデフォルトで有効化されています。ただし、Windows 11 バージョン 23H2 から 24H2 にアップグレードしても、BitLocker が自動的に有効化されるわけではないことを理解することが重要です。新規デバイス、または Windows 11 バージョン 24H2 または 25H2 をクリーンインストールするデバイスでは、BitLocker が事前に有効化されています。

Microsoft が公開したサポート ドキュメントによると、BitLocker はドライブを暗号化して機密データを保護するため、紛失または盗難にあったデバイスに対する「貴重な」セキュリティ レイヤーとして機能します。

Windows 11 BitLocker のパフォーマンスへの影響

Microsoftは、BitLockerはセキュリティを強化するものの、特に高度なNVMe SSDを搭載したシステムではパフォーマンスが低下する可能性があると指摘しています。これらのドライブは入出力(I/O)サイクルが高いことで知られており、復号化には追加のCPUリソースが必要となり、負荷の高いタスクの実行時にCPU使用率が上昇します。

NVMeドライブの進化に伴い、I/O処理能力が増大したため、CPUはBitLockerのAES暗号化および復号化プロセスの実行により多くの時間を費やす必要があり、大量の読み取り/書き込み要求に対応する必要があります。この状況は、ゲームやビデオ編集などの高I/Oアクティビティにおいてより顕著になります。

Microsoftは、この機能強化の二面性を強調しています。ユーザーはNVMeテクノロジーによるパフォーマンス向上を実感する一方で、BitLockerによって発生する追加の処理要件が適切に対処されなければ、パフォーマンスのボトルネックとなる可能性があるということです。あるサポートドキュメントでは、リアルタイム暗号化の必要性がシステム全体のパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があることが指摘されています。

この高い CPU サイクル消費は、次のような大量のドライブ アクティビティを必要とするタスクの実行中に顕著になります。

  • 現代のビデオゲームをプレイする
  • 大規模なコードベースのコンパイル
  • 高解像度ビデオの編集

BitLocker が有効になっている NVMe ドライブで実行されるこれらのリソースを大量に消費する操作については、「ハードウェア アクセラレーション BitLocker」機能をサポートできる新しいハードウェアがあれば、回避策が存在します。

ハードウェアアクセラレーション BitLocker: パフォーマンスの問題への対処

最新リリースであるWindows 11 KB5065426 (26100.6584 26200.6584) 以降では、Microsoft はハードウェア アクセラレーションによる BitLocker を導入しました。このイノベーションにより、暗号化タスクが CPU から SoC (System on a Chip) 上の専用暗号化エンジンに移行され、暗号化キーのハードウェア保護が実現します。

Bitlockerのパフォーマンス比較

この進歩により、CPU使用率の低減とバッテリー寿命の延長が実現しますが、互換性のあるハードウェアが必要となります。Microsoftは、「BitLockerは、最新のSoCとCPUの機能を活用して、現在および将来のNVMeドライブのパフォーマンスとセキュリティを強化します」と述べています。

パフォーマンスの評価: CrystalDiskMark ベンチマーク結果

暗号化がドライブ速度に与える影響を理解するには、ベンチマークテストが不可欠です。シーケンシャルな読み取り/書き込み速度は比較的安定していますが、ランダムな入出力操作では顕著な違いが現れます。

デバイスA: ソフトウェアBitLocker

  • BitLocker オン: TRUE
  • アルゴリズム: XTS-AES256
  • ハードウェア暗号化オフロードのサポート: FALSE
  • ハードウェア暗号化オフロードの使用: FALSE
  • ハードウェアラッピングのサポート: FALSE
  • 使用されたハードウェアラッピング: FALSE
  • ハードウェア オフロードの種類: 認識されません

デバイス B: ハードウェア アクセラレーション BitLocker

  • BitLocker オン: TRUE
  • アルゴリズム: XTS-AES256
  • ハードウェア暗号化オフロードのサポート: TRUE
  • ハードウェア暗号化オフロードの使用: TRUE
  • ハードウェアラッピングのサポート: TRUE
  • 使用されるハードウェアラッピング: TRUE
  • ハードウェアオフロードタイプ: NVMe
メトリック デバイスA(MB/秒) デバイスB(MB/秒) 違い
SEQ1M Q8T1 (読み取り) 6598.58 6637.36 無視できる(+0.6%)
SEQ1M Q8T1 (書き込み) 4925.73 4956.20 無視できる(+0.6%)
RND4K Q32T1 (読み取り) 1632.52 3746.55 デバイスBは2.3倍高速
RND4K Q32T1 (書き込み) 1513.43 3530.82 デバイスBは2.3倍高速
RND4K Q1T1 (読み取り) 513.95 714.39 デバイスBは約40%高速です
RND4K Q1T1 (書き込み) 304.89 652.45 デバイスBは約2.1倍高速です

大容量ファイル転送では2つの構成間でほとんど差が見られませんでしたが、ハードウェアアクセラレーションにより、特に小さなファイル操作の処理において、ランダム4Kパフォーマンスが大幅に向上しました。特に、デバイスBはほとんどのランダム読み取り/書き込みシナリオにおいてデバイスAを上回りました。

Windows 11 BitLocker ソフトウェアおよびハードウェアベースのベンチマーク

ハードウェアアクセラレーションによる BitLocker 機能の検証

PC がハードウェア アクセラレーション BitLocker 機能をサポートしているかどうかを確認するには、コマンド ライン ツールを使用します.\HwBitLocker.exe

たとえば、デバイス Aには標準のソフトウェア BitLocker が搭載されていますが、デバイス Bには新しいハードウェア アクセラレーション BitLocker システムが搭載されています。

BitLocker の manage-bde-status コマンド

コマンドの出力はmanage-bde -status次のようになります。

特徴 デバイスA(ソフトウェアBitLocker) デバイス B (ハードウェア アクセラレーション)
BitLocker バージョン 2.0 2.0
変換ステータス 暗号化中 暗号化中
暗号化率 97.5% 97.5%
暗号化方式 XTS-AES 256 XTS-AES 256 (ハードウェアアクセラレーション)
保護ステータス 保護オフ 保護オフ

重要な区別要素は、デバイス B の暗号化方式の横にある(ハードウェア アクセラレーション)ラベルであることに注意してください。

出典と画像