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ミニPCなのにSFP+、U.2、PCIeを飲み込むモンスター！「MINISFORUM MS-01」
2024年1月19日 06:17
MINISFORUMが2023年末に発表した「MS-01」は、Core i9-12900Hまたは13900HというハイエンドCPUを搭載し、本体サイズ196×189×48mmを実現したミニPCでありながら、SFP+、U.2、PCI Expressスロットといった拡張要素を詰め込んだ究極の1台だ。価格は8万7,980円(ベアボーン)から13万2,980円(Core i9-13900H搭載最上位)となっている。
比較的お手頃でありながら、類を見ない拡張性を持つこのミニPC、ネットワークエンジニアはもちろん、エンスージアストからも熱い視線が送られていることだろう。今回MINISFORUMより最上位モデルのサンプル提供があったため、レビューをお届けしたい。
まるでミニサーバーなインターフェイスが充実
MS-01は同社が「ワークステーション」として位置づけている製品。冒頭で述べた通り、SFP+、U.2、PCI Expressといった拡張要素を持っているわけだが、特にSFP+やU.2は言うまでもなくコンシューマには馴染みがないインターフェイスで、主にサーバーで使われているものだからだ。
同社は「ワークステーション」と銘打っているが、正直ワークステーションでもSFP+やU.2の搭載は珍しいので、「ミニサーバー」という認識の方が正しいかもしれない。ただ、CPUがCore i9-12900HやCore i9-13900Hなので、そこはサーバーらしくない。そういう意味では本製品の正しいジャンル分けは難しいかもしれない。
とはいえ、SFP+を使ったネットワークの接続や検証または構築の学習、U.2 SSDの検証やそれ自体が必要なシーン、PCI Express拡張カードが必要なワークフローであれば、本機は間違いなくそれらのニーズに応える“ワーク”ステーションになりうる。これは同価格帯のほかのミニPCや、一般的な個人向けPCでは応えられないだろう。
さて、馴染みのない規格のため、各々簡単に解説しておこう。なお、筆者はサーバーやネットワークインフラには無縁なので、調べたことをまとめている。
SFP+
SFP+(Small Form-factor Pluggable+)は、電気信号を光信号に変換するトランシーバの規格の1つであり、複数のメーカーが相互互換性のある製品を製造するため、合意して生まれた業界標準である。1Gbps転送が可能な「SFP」規格の後継であり、10Gbpsの転送が可能。モジュールサイズはおよそ13.4×56.5×8.5mm。
光ファイバーを使うため銅線より高価……というのはもはや過去の話で、たとえば今回用意した10GBASE-SRの光トランシーバは1個3,200円、長さ2mのLC/LC OM3ケーブルは999円と、一般消費者も手が届かないわけではない。
これからぼちぼち10Gigabit Ethernet環境を整えるなら、10GBASE-TではなくSFP+を選ぶという手もある。なんせ拡張カードも既に5,000円～6,000円台だからだ。一般家庭であれば、波長850nm/マルチモード/デュプレックスLCコネクタ採用で300m届く10GBASE-SRで十分。光トランシーバ込みだとしても10GBASE-Tとそこまでかけ離れた価格にはならない。
また、光ファイバー自体が着脱できるSFP+モジュールではなく、SFP+に直付けのAOC(Active Optical Cable)という選択肢もあり、売られている光ファイバーの長さがニーズにピッタリならそちらを選ぶ手もある。
さらに言えば、「電気信号を光信号に変換するモジュールのための規格」ではあるのだが、「必ず電気信号を光信号に変換する必要」がないので、たとえば電気信号のまま10GBASE-T規格に変換するモジュール(価格は1万円前後)もある。これならばリーズナブルで馴染みのあるCat6AやCat7のケーブルが使える。
銅線で距離がもっと短くてもいいなら、さらに安価な銅線ケーブル「DAC(Direct Attach Cable) Twinax」もある。パッシブで7m、アクティブで15mの転送が可能だ。DACは複雑な変換を行なわないので、低遅延かつ低消費電力というメリットがある。以下に主なモジュールを挙げるが、40km届く「10GBASE-ER」や80kmの「10GBASE-ZR」、120km届く「10GBASE-ZRC」というのもある(モジュールの価格はZRから跳ね上がる)。
| モジュール | モジュール価格 | 媒体 | 通信距離 | 使用するケーブル |
|---|---|---|---|---|
| DAC(Direct Attach Cable Twinax | 安価 | 銅線 | 7m(パッシブ)/15m(アクティブ) | 直付け、安価 |
| AOC(Active Optical Cable) | 安価 | 光ファイバー | 30m程度 | 直付け、安価 |
| 10GBASE-SR | 普通 | MMF光ファイバー | 300m | OM-3/OM-4 LC、安価 |
| 10GBASE-LR | 普通 | SMF光ファイバー | 10km | OS2/OS2 LC、高価 |
| 10GBASE-T | 高価 | 銅線 | 100m | Cat6A/Cat7、安価 |
なお、SFP+モジュールは複数ベンダーで使える業界標準ではあるものの、特定のベンダーのポートに対しては特定のモジュールしか使えないベンダーロックインがなされることも多い。MINISFORUMに関して言えばベンダーロックインはないはずだが、念のため今回は内蔵されるIntel X710に合わせてIntel向けを購入した。モジュールの購入に関してはFSが安価で種類も多く、入手しやすいが、今回はAmazonで購入している。
U.2
U.2はもともとSFF-8639と呼ばれていたコネクタで、2015年6月にコネクタの名称が変更された。コネクタの形状からおおよそ察しがつくとは思うが、SATAコネクタをベースとしたSASのコネクタに対し、さらにPCI Express信号ピンを追加したものとなっている。
ただ、U.2コネクタ自体は電源供給ピンに加え、SATA、SAS、PCI Expressの接続すべてをサポートしているが、MS-01はPCI Express接続のNVMe SSDしかサポートしていないため注意が必要である。また、本来マザーボード側はSFF-8643と呼ばれるコネクタを採用しているが、本製品は専用の変換基板を用いて、M.2スロットからU.2に変換する仕組みとなっている。
U.2ドライブを使う際はマザーボード上のスイッチを、M.2からU.2にスライドして変更する必要があり、その逆もしかりだ。仕組み上の理由についての説明はないが、M.2 SSDの駆動電圧は3.3V、U.2 SSDの駆動電圧は12Vであり、スライドスイッチで電圧を切り替える仕組みになっているためだと思われる。注意書きでも「M.2 SSDを使う際はM.2側にセットしないとSSDが故障する可能性がある」とされている。
なお、MS-01のU.2は、PCI Express 4.0 x4のM.2と排他式となっている。このスロット以外にさらにPCI Express 3.0接続のM.2を2基備えている。標準のSSDはPCI Express 4.0対応M.2に挿してあるため、U.2を使う場合は使うのを諦めるか、PCI Express 3.0 x4の方に移すことになるだろう。
また、標準でM.2付近にブロワーファンを1基備えており、SSDやネットワークコントローラ付近の熱を排出するのだが、ヒートシンク付きSSDを装備すると間違いなく干渉するので、ヒートシンクを外して素のSSDにする必要がある。また、このファンはブラケットに取り付けられており、そのブラケットの固定ネジ穴2個分のスルーシャフトはU.2変換基板の上を押さえる形となっているが、そのまま装着して大丈夫のようだ。
ちなみにこのファンは外しても大丈夫で、U.2 SSDを留めるためのネジも付属しているのだが、正直オススメできない。どうしてもSSDをヒートシンクで冷やしたいなら、コントローラの上に載る程度の小さく薄いものをつけて、付属のファンで冷却したほうがいい。
メンテナンスのしやすい筐体や豊富なインターフェイスはワークステーションそのもの
コンシューマではレアなインターフェイスを一通り紹介したところで、PC本体を見ていこう。デザインとしては、HPの「Elite Mini 800」または「Pro Mini 400」シリーズやレノボの「ThinkCentre M Tiny」シリーズを彷彿とさせる平べったいデザイン。ただし、縦置きスタンドは付属せず、横置き専用だ。
前面パネルこそプラスチックだが、それ以外の部分やシャーシは全体は分厚い金属製となっており、剛性が非常に高い。オールブラックで飾りっ気もなく、ザ・業務用といった雰囲気がなんともグッドだ。
上部手前に通気孔が設けられているが、左側はCPUファン、右側は拡張スロット放熱用だ。なお、ファン付き拡張カードを搭載した場合はここから吸気し、本体前面に吐き出すことになる。一方CPUファンの排熱は後向きだ。側面には通気孔やインターフェイスがなく、スッキリしている。
前面はUSB 3.0、USB 2.0×2、3.5mmコンボジャックを搭載。背面はUSB4×2、USB 3.1×2、HDMI出力、2.5Gigabit Ethernet×2、SFP+×2、DC入力だ。欲を言えばSDカードスロットがほしかったが、既に詰めに詰め込んでいる筐体なので無理だったということだろう。
特徴的なのはツールレスで開けられる内部。背面中央のプッシュスイッチを押して手前に引くだけで内部にアクセスできるのだ。ただ、SO-DIMMはCPUクーラーの下だし、PCI Expressスロット固定部品はネジ止め、M.2 SSDの装着もネジになっているなど、決してツールレス設計ではない点に注意したい。あくまでもケースを開けるところにとどまる。とはいえ、ホコリが溜まりやすいファンを清掃するためにいちいちドライバを用意する必要がないので、便利ではある。
普通のミニPCにはないインターフェイス、せっかくなので試してみた
それではSFP+やU.2といった通常のミニPCにはないインターフェイスを試してみることにしよう。
何を挿す? PCI Express
本機にはPCI Express x16(実際の接続はPCI Express 4.0 x8レーン)スロットがあり、LowProfile、1スロット厚、補助電源不要で170mm程度の長さまでの拡張カードを装着できるようになっている。
同社によれば「RTX A2000 Mobile」までのGPUなら搭載可能としているが、そのようなモバイル向けGPUはPCI Expressカードの形をしていない。おそらくはMXM変換などを噛まして……といった辺りになろうが、AliExpressやTaobaoで漁ってもなかったので、あまり現実的ではなさそうだ。
といった辺りで、普通にGPUを搭載するなら「Radeon RX 6400」だ。実際に編集部にあったものを装着して計測したところ、(スコアは後述するが)Core i9-13900H内蔵のIntel Xe Graphicsと比較して約50%から2倍程度の3D性能アップが確認できた。
一応、熱的にも問題はない(GPUは前面排気となる)し、標準の180W ACアダプタでも動作できたが、若干心許ない。また、Radeon RX 6400ではビデオエンコーダも省かれているので、内蔵GPUからは機能退化となり、「ゲームだったらRyzen 7040シリーズのミニPCを買ったほうが早い」ともなる。さらにいえば、Radeon RX 6400は現時点では仮想化環境のVirtualBoxとは相性が悪かったようでエラーを吐いたりする。GPUをどうしても繋げたいなら、USB4経由で外付けGPUボックスを使えばいい、という話でもある。
ちなみにSATA/SASのホストアダプタを取り付けてもいいかなとは思ったが、シャドウベイがない上に、ドライブ用の電源も取れないので無意味だ。よって、拡張カードを選ぶのであれば、
- PCI Express→M.2変換アダプタを買って、さらにSSDを増設してNAS的に使う
- さらにネットワークカードを買って、家庭内サーバーやルーターにする
- ビデオキャプチャカードを買って、動画キャプチャ/編集用ワークステーションにする
あたりを現実解として、筆者としてはおすすめしたい。
せっかくなら光で接続したいSFP+
続いては10Gigabit Ethernetを実現するSFP+だ。手軽に10GbEを実現したいだけなら、10GBASE-Tに変換するSFP+モジュールを買うなり、より安価なDACケーブルを使えば良いが、「せっかく光モジュール刺さるのに銅線なのかってのが若干しょんぼりする(Ubuntu Japanese Teamの柴田氏)」と指摘され、ごもっともだと思うので、今回は10BASE-SRのモジュール2基と、OM3のLC/LCケーブルの環境でテストする。
ただ、筆者は通信先のデバイスを持っていない(これも中古で安価に手に入るが、今のところ本機との通信以外の使い道はない)ので、2基のポート同士を接続して相互通信をすることにした。
ただ、ご多分に漏れず、Windowsは同じシステムにある2つのIPアドレスの通信は、ローカルループバック通信となり、光ファイバーを経由しない。Ubuntuであれば「ネットワーク名前空間」なる仕組みを用いて、インターフェイスを隔離し、アプリケーションを実行するインターフェイスを分離させることができるのだが、ざっくり調べたところWindows 11 Proにはそのような仕組みはなかった。
そこで仮想マシンのVirtualBoxを用いて、その中にUbuntuをインストール。物理ネットワークアダプタと仮想マシンの中の仮想ネットワークアダプタをブリッジさせ、Ubuntuの仮想マシン側からWindowsに対してiPerf3の通信速度テストを行なった。この状態では、iPerf3の値で最大6.7Gbps程度、タスクマネージャーで最大7.4Gbps程度の速度を示した。
10Gbpsの理論値には遠いが、仮想マシンのブリッジによるオーバーヘッドがかなり入っているためだと思われる。実際にiPerf中は4CPUコアがフル稼働していた(なお、仮想マシンに割り当てたCPUコア数は8)。このため別の物理マシンに対して通信した場合はこのようなオーバーヘッドは入らないと思われる。
超大容量ストレージを実現できるU.2とM.2
今回はMINISFORUMのご厚意により、U.2に対応したWestern Digitalのデータセンター向けSSD「Ultrastar DC SN640 NMVe SSD」も入手したので、こちらを装着してCrystalDiskMark 8.0.4を実施してみた。
SN640は96層3D TLC NANDを採用したPCI Express 3.0 x4対応の2.5インチ/7mm厚のSSDで、スペックシートではシーケンシャルリード3,330MB/s、同ライトで1,190MB/sとされている。CrystalDiskMark 8.0.4では実測で2,773MB/s、972.05MB/sとなった。
一方、本機のM.2 SSDはコンシューマで一般的な2280フォームファクタだけでなく、より長い22110もサポートしているのだが、これも今回MINISFORUMはSamsungのPCI Express 3.0 x4対応の「MZ1LB960HBJR-000FB」(OEM品と思われ、実際PM983に近い)を送っていただいたのでテストした。
こちらはシーケンシャルリードで3,159.25MB/s、同ライトで1,207.56MB/sだった。いずれにしても、スペック通りの性能は出せると思われる。ただ、SSDが密集するため、熱対策だけは十分に注意されたい。
ケーブル1本で20Gbpsの超高速ネットワークも構築できるUSB4
ところで、本機には2基のUSB4ポートが備わっている。「IntelのCPUなのにThunderbolt 4ではない」というのは引っかかるところがあるのだが、デバイスマネージャーを見ても確かにUSB4であってThunderbolt 4ではない。おそらくThunderbolt認証を通すのにコストがかかるため……といった理由でUSB4になったと思われるが、機能的にはThunderboltとほぼ同等だ。
いつもなら外付けGPUボックスを繋げて検証……といきたいところだが、それではあまり芸がないので、今回はUSB4を介した超高速なピア・ツー・ピア(P2P)ネットワーク構築を試してみた。用意するものは、USB4(Thunderbolt 3/4)を搭載した通信先のPCと、USB4(Thunderbolt 3/4)ケーブル1本。これだけだ。
今回は通信先のPCとして、幻となったIntel版の「GPD WIN Max 2」を用意。MS-01のUSB4ポート同士をThunderbolt 3(というかUSB4ケーブルでも当然できる)ケーブルで結ぶだけで、Windows上からは「USB4(TM) P2P Network Adapter」として認識され、20Gbpsでリンクアップされたネットワークとなる。
ただ、何もしない状態ではIPアドレスはDHCPから配られる手はずだが、このネットワークには(当然)DHCPサーバーが存在しないので、手動で同じサブネットマスクに属するIPを振っておく(例:192.168.3.1と192.168.3.2)。そうした上でiPerf3を実行してみたところ、最大22.2Gbpsの通信速度を確認できた。
USB4でネットワークを構築する欠点は「ケーブルが短い」という一言に尽きるのだが、最近のノートPCはUSB4やThunderbolt 4の搭載が一般的になってきたため、近くにあるPCとファイルをやり取りしたいのであればこういった手段も取れるというのは覚えておいて損はないだろう。たとえば、MS-01で編集した大容量のビデオのデータをノートPCに移したい場合、10GBASE-Tのアダプタや外付けのSSD、遅いWi-Fiを介する必要はないということだ。
なお、本機はこれ以外に2.5Gigabit Ethernet(Intel I226-V、およびvPro管理対応のIntel I226-LM)、Wi-Fi 6Eモジュール「RZ616 Wi-Fi 6E 160MHz」を搭載しているが、時間の都合でテストを省く。しかしいずれにしてもネットワーク周りはかなり強力であることはお分かりいただけたのではないかと思う。
Core i9-13900H搭載で強力なパフォーマンス
それでは最後に性能をチェックしよう。使用したベンチマークは「PCMark 10」、「3DMark」、「Cinebench R23」、および「ファイナルファンタジーXIV 暁月のフィナーレ ベンチマーク」である。比較用に、PC短評で評価し、同じCore i9-13900Hを搭載した「GEEKOM MINI IT 13」の結果を並べてある。
結果から分かる通り、概ねGEEKOM MINI IT 13を上回った。PCMark 10の結果はやや遅く原因は不明だが、実用上体感できる差ではないだろう。GEEKOM MINI IT 13は本機の3分の1程度の本体サイズしかなく、PL1(長時間負荷時の消費電力)は35Wに抑えられているのに対し、本機のPL1は60Wと大幅に高いため、より高性能を達成できる。
もっとも、Ryzen 9 7940HSやRyzen 7 7840HS搭載機と比較すると、CPU/GPUともに水を開けられてしまっているのも確かだ。本製品は絶対的な性能ではなく、SFP+やPCI Expressスロット、U.2といったならではの独自性で評価したい。
MS-01で切り開く新たなネットワークの世界
ミニPCの中でもかなりの異色を放つMS-01。コンシューマ向けでは類を見ないサーバー向けのインターフェイスを搭載しながら、(完成品で)10万円台からという価格は、正直バーゲンプライスだ。既にこれらのインターフェイスを活用している上級者なら、それを手元に置いていつでも検証できるうれしさはあるだろう。一般ユーザーでも10Gbps超のネットワーク環境を構築するベースとなる。そしてこれからサーバー管理者になるために色々勉強したいという駆け出しの初心者でも手が出しやすい。たとえ途中で挫折しても、普通のハイエンドミニPCとして使える素質を持っているので、驚くべき汎用性だ。
思えば、今こそミニPCといえばクライアントPCとして使われる筆頭に挙がってくるのだが、手乗りのミニPCの走りはそもそもイーレッツの「Be Silent」あたりで、その時は明らかに(小型)サーバー向けのハードウェア構成であった。MS-01はそんな黎明期をも彷彿とさせてくれる、なんともユニークな製品であると言えるだろう。
1月19日(金)21時より、MINISFORUM MS-01をライブで解説します。スペック、特長、ベンチマーク結果から、ビデオカード搭載時のパフォーマンスなどをPC Watchデスクの劉が解説する予定です。