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USB 3.0拡張カード取り付けレポート

DELL Studio XPS 8000に、USB 3.0拡張カードを取り付けました。インテル仕様のPCでは、オンボード機能でUSB3.0端子が搭載されたのは、2012年、Ivy Bridge設計の登場からです。それまではUSB 3.0拡張カードによって機能を追加しています。ここでは、Studio XPS 8000にUSB 3.0拡張カードを取り付けた様子をレポートします。(実施日は2010年9月)

I・O DATEのUSB3-PEXを搭載する

2TB HDDを購入し、大容量データをバックアップする機会がありました。そこで、2010年9月、ちらほらと姿を見せ始めた新インターフェースのUSB 3.0端子に興味を持ちました。なんと「理論値ではUSB2.0の10倍の転送速度」があるそうです。

インターフェース 理論値の最大速度
IEEE1394(IEEE1394a) 400Mbps(50MB/秒)
USB2.0 480Mbps(60MB/秒)
USB3.0 5Gbps(625MB/秒)

I・O DATEのUSB3-PEX

I・O DATEのUSB3-PEX
そこで、当時メインマシンとして使用していたStudio XPS 8000に、USB 3.0拡張カードを取り付けることを決意。購入したのはI・O DATEのUSB3-PEX。

PCI Express×1対応カード
I・O DATEのUSB3-PEXは、PCI Express×1対応カードです。

補助電源としてSATA電源コネクタ
USB 2.0では500mA (5V)までの電源供給が可能でしたが、USB 3.0ではその1.8倍の900mAまで増えました。そのためか、補助電源としてSATA電源コネクタが付いています。

SATA電源ポート
SATA電源コネクタは、SATA規格の光学ドライブやHDDでも使われています。

PCI Express ×16が1つ、PCI Express ×1
Studio XPS 8000の拡張スロットでは、「PCI Express ×16が1つ、PCI Express ×1が2つ、PCI が1つ」の装備です。

GeForce GTX 260
PCI Express ×16にGeForce GTX 260のグラフィックカードを搭載しているため、その厚みでスペースが狭くなっています。

拡張スロットがかなり制約
残るスロットは、PCI Express ×1が1つ、PCI が1つ。Studio XPS 8000のようなミニタワーは比較的コンパクトですが、拡張スロットがかなり制約されます。かろうじて隙間を残したPCI Express ×1にUSB3.0拡張カードを搭載します。

拡張カードの固定具
まず、拡張カードの固定具を外します。

PCI Express ×1のブラケット
3段目にあたるPCI Express ×1のブラケット(金属の仕切り板)を取り除きます。

SATA電源コネクタ
狭い隙間から搭載するので、先にSATA電源コネクタを接続したほうがよさそうです。なお、メーカパソコンの既存電源ユニットは、最小限のケーブルの長さだったりするので、SATA電源ケーブルの延長ケーブルが必要になります。

USB3.0インターフェースカードを搭載
USB3.0拡張カードを搭載しました。ファンが付いているわけでもなく薄い一枚板なので、グラフィックカードとは物理的干渉をせずに済みました。

USB3.0端子
上から3段目の拡張パネルに「USB3.0端子×2つ」が実装されました。

青色が採用されておるUSB2.0
USB3.0端子をアップで見ます。コネクタの絶縁体部には青色が採用されており、USB2.0との見分けの目安になります。(青色は単に推奨されているだけです。)

リンクスピードチェック

I・O DATEのUSB3-PEXでは、搭載した環境が適しているかチェックできるユーティリティソフトが付属しています。リンクスピードチェックって言うのですが、要はPCI Express × 1の転送速度を調べるという事です。

リンクスピードチェック
リンクスピードチェックを行うと、2.5GT/sとでました。250MB/sということです。つまり、Studio XPS 8000のPCI Expressスロットは、バージョンがPCI Express 1.1(Gen1)です。

PCI Expressバージョン 1レーンの速度(理論値)
PCI Express 1.1(Gen1) 2.5Gbps(250MB/s)~10bit=1Byte計算
PCI Express 2.0(Gen2) 5Gbps(500MB/s)~10bit=1Byte計算

USB3.0は5Gbps(625MB/s~8bit=1Byte計算)なので、PCI Express 2.0(Gen2)での搭載が理想的というわけです。Studio XPS 8000はPCI Express 1.1(Gen1)で、理論値では転送速度が半減してしまいますが、そのまま続行。

USB3.0対応の、外付けHDDケースを用意

外付けHDDケース
USB3.0対応の「外付けHDDケース」を購入。セットアップしたHDDはSATA2.0の製品。

USB3.0ケーブル
USBケーブルもUSB3.0仕様の必要があります。コネクタの絶縁体部には青色を使用することが推奨されているようです。

USB2.0のケーブルと比較してみましょう。Aコネクタ(写真左)では互換性のため形状がUSB2.0と同じです。ただし内部のピンの数はUSB3.0のほうが多いです。
Bコネクタ(写真右)では形状が異なります。USB3.0機器にUSB2.0ケーブルを挿せますが、USB2.0機器にUSB3.0ケーブルは挿せません。このように上位互換を持っていますが、USB3.0の速度を出すには「端子、ケーブル、周辺機器」の3点がUSB3.0でなければなりません。

USB3.0とUSB2.0の速度比較

バックアップ容量:4.15GB
USB2.0 時間:3分09秒/平均速度:21.9MB/s
USB3.0 時間:1分30秒/平均速度:46.1MB/s
※スロットの都合で理論値は250MB/s

4.15GBのデータをバックアップした時間を測りました。USB3.0対応外付けHDDケースにセットアップしたHDDはSATA2.0の製品。
バックアップにかかった時間は、USB2.0接続時よりも約半分で済みました。平均速度:46.1MB/sでした。実測値ではUSB2.0の2~3倍くらいの速さとみていいでしょう。「理論値では10倍」というのは真に受けないほうがいいですね。

Studio XPS 8000はPCI Express 1.1(Gen1)のため、理論値では転送速度が半減しており、250MB/sでしたが、実測値では全然達していないので、これはあまり気にしなくてもよさそうです。

USB3.0対応ではなく、普通にUSB2.0タイプ
USBメモリの転送速度も調べてみました。このUSBメモリはUSB3.0対応ではなく、普通にUSB2.0タイプの製品です。

バックアップ容量:4.15GB
USB2.0端子に接続 時間:7分18秒/速度:9.47MB/s
USB3.0端子に接続 時間:6分56秒/速度:9.97MB/s
※スロットの都合で理論値は250MB/s

USB3.0対応ではないUSBメモリでも少しばかりは速くなるようです。

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