DELL XPS 8300の拡張カスタマイズ作業

XPS 8300ユーザーのパソ兄さんが、XPS 8300にUSB3.0拡張カードを搭載する様子をレポートします。SandyBridge設計（チップセットH67）では最大500MB/sとなっており、USB3.0の理論値をフルに活かすことができるのです。

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XPS 8300にUSB3.0拡張カードを搭載する

パソ兄さんの前メインマシン「Studio XPS 8100」から、USB3.0拡張カードをXPS 8300に移植します。レビュー情報は2011年4月時点。最新情報はDELLサイトにて。

USB3.0拡張カードをXPS 8300に移植
グラフィックカードで2スロットを使っているため、残るはPCI Express × 1スロットが2基です。グラフィックカードと離したいので、一番下段のPCI Express × 1スロットに挿しました。上記写真は、USB3.0拡張カード搭載時の様子です。

USB 3.0では電源供給量が900mAまで増えましたが、そのためにはSATA補助電源の接続が必要です。USB 2.0と同様の500mA (5V)であれば、そのままでもOKなので、今回は補助電源の接続をスルーしました。（電源ケーブルがわずらわしい・・。）

XPS 8300にUSB3.0端子が2基装備
搭載後、下段にUSB3.0端子が2基装備されました。DELLでUSB3.0をオプション追加するとXPS 8300の背面と前面に装備されるようです。そっちのほうが利便性が高いですね。今回はありものの移植ですので、あしからず。

XPS 8300（SandyBridge設計）によってボトルネックの開放

XPS 8300（SandyBridge設計・チップセットH67）では、USB3.0拡張カードを搭載するメリットが非常に高いです。それはPCI Express × 1のボトルネックの開放です。

前世代（Nehalem設計・チップセットH57）ではPCI Express × 1の最大転送が250MB/sとなっており、USB3.0理論値の半分しかありません。SandyBridge設計（チップセットH67）では最大500MB/sとなっており、USB3.0の理論値をフルに活かすことができるのです。

以前のメインPC「Studio XPS 8100」をリンクスピードチェックで測定すると、前世代（Nehalem設計・チップセットH57）なので、2.5GT/sです。

そして今回のXPS 8300では5.0GT/sです。PCI Express × 1の最大転送が500MB/sとなったので、前世代の250MB/sのボトルネックから解放されました。
最初、USB3.0拡張カードを購入した際、ボトルネックを知ってがっかりしましたが、XPS 8300の購入でリベンジを果たしました。

ただし、あくまで理論値であり、実測値とは大きく異なります。次は実測値で「ボトルネックの開放がどれくらいのものか」確認してみましょう。

実測値で、Studio XPS 8100とXPS 8300を比較

Studio XPS 8100（250MB/sまでのボトルネック）

Studio XPS 8100（250MB/sまでのボトルネック）の場合

まずは前世代であるStudio XPS 8100の書き込み速度をチェック。250MB/sまでのボトルネックがあります。実験はUSB3.0接続した外付けHDDの読み書き速度をチェックしています。Seq（シーケンシャルアクセス）の書き込みで比較すると、USB3.0よりもeSATA接続のほうが高速です。
※使用しているHDDはウエスタンデジタル製WD20EARS (2TB SATA300/ 64MBキャッシュ)。

XPS 8300（500MB/sでボトルネックなし）の場合

XPS 8300（500MB/sでボトルネックなし）ボトルネックから解放されたXPS 8300をチェック。あれれ？読み込み速度が落ち込んでいる？使用しているHDDが老朽化したのでしょうか？そもそもSATA2.0のHDDは3Gbps（300MB/s）ですので、PCI Express × 1のボトルネックを気にすることではなかったですね。6GbsのSSDだとまた結果が違うでしょうが、容量が少ないため外付けバックアップ用に使うとは思えません。とりあえず、これから先に登場する高速タイプの周辺機器のための備えとなるでしょう。

ついでにXPS 8300にてeSATA接続の場合。Studio XPS 8100ではUSB3.0よりもeSATAのほうがやや速い結果でしたが、XPS 8300ではほぼ互角。（USB3.0対応の外付けHDD（3Gbps）にアクセスした場合。）
4k QD32を確認すると4kよりも速度が上がっているので、AHCIモードが効いておりNCQが有効化しているのが分かります。※Studio XPS 8100はAHCIモードではないのでNCQが有効化されていない。

とにかく、外付けHDDをUSB3.0接続で使う分には、PCI Express × 1のボトルネックは気にしなくてよかったのですね。（さしたる効果はない。）先行投資といったところでしょう。しかし、USB3.0は実測値でもUSB2.0の3倍近くの速度があるので、USB2.0しか使ったことないユーザーならその速度に驚くでしょう。eSATA接続が日常だったユーザーなら、ほとんど感動はないかも。

初心者向けアドバイス：USB3.0の基礎知識

ンターフェースカードによってパソコンにUSB3.0端子
SandyBridge（チップセットH67）には、まだUSB3.0のコントローラが内蔵されていません。次世代から内蔵されるようですが、現行ではマザーボード直結のオンボードで装備されることはありません。そのため拡張カードを搭載することで、USB3.0端子を追加することができます。USB3.0拡張カードのほとんどがPCI Express×1スロットに装着するタイプです。

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/s）※1バイト10bit換算なら500MB/s

USB 3.0は理論値ではUSB 2.0の10倍近く速いとされます。（ただし、実測値は先述のとおり）。なお、USB3.0端子はUSB2.0と互換性があるので、そのままUSB2.0機器との接続も可能です。ただし、その場合の速度はUSB2.0と同じになります。

USB3.0は専用ケーブルが必要

USBケーブルもUSB3.0仕様 USB2.0のケーブルも使えますが、USB3.0の速度を出すにはUSB3.0仕様のケーブルが必要です。業界では、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ます。

Aコネクタ（写真左）は形状が共通、Bコネクタ（写真右）が異なる

USB3.0では速度を気にしないのであれば、USB2.0と互換性があります。USB2.0のケーブルと比較すると、Aコネクタ（写真左）では形状が同じです。ただし内部のピンの数はUSB3.0のほうが多くなっています。Bコネクタ（写真右）では形状が異なります。USB3.0対応機器にUSB2.0ケーブルを挿せますが、USB2.0対応機器にUSB3.0ケーブルは挿せません。実用性では互換性を持っていますが、USB3.0の速度を出すには「パソコン側の端子、ケーブル、周辺機器」の3点がUSB3.0対応でなければなりません。