LeKuo PCIe 4.0x1 10GbE NIC レビュー
LeKuo PCIe 4.0x1 10GbE NIC は、単一の PCIe 4.0x1 レーンを使用して、エンタープライズ グレードのネットワークをコンシューマー デスクトップに提供します。
序文
コンピューティング性能は驚異的なペースで進化を続けています。現代のCPUは、ベース周波数が前世代の3GHz未満から、今では当たり前のように4GHzを超えています。メモリ帯域幅も同様に向上しており、DDR5は6400MT/s以上に達し、DDR4時代の標準であった3200MT/sの2倍の速度となっています。PCIe規格もこれに追随し、PCIe 3.0のレーンあたり8GT/sからPCIe 4.0のレーンあたり16GT/sへと進化しています。
この急速な進歩は、興味深い課題を浮き彫りにしました。愛好家は、帯域幅の制限ではなく、PCIeレーンの不足に直面することが多いのです。ストレージ要件を考えてみましょう。ほとんどの消費者は、PCIe 5.0が提供するレーンあたり32GT/sという驚異的な帯域幅を必要としません。PCIe 5.0x2（PCIe 4.0x4に相当）でも、マルチストリーム4Kビデオ編集のような要求の厳しいワークロードには十分な速度を提供します。PCIe 5.0x4 SSDには確かに独自の用途がありますが、これらのレーンはプラットフォームのI/O機能を拡張するために活用する方が効果的かもしれません。
一方、10GbEネットワークは比較的停滞したままです。2013年12月にリリースされた老舗のMellanox ConnectX-3 CX311A 10G SFP+ NICは、PCIe 3.0x4インターフェースを採用していました。当時はPCIe 4.0が存在せず、PCIe x2も標準化されていなかったため、これは必須の要件でした。10Gのパフォーマンスを実現するには、PCIe 3.0の8GT/s帯域幅を4レーン必要としました。これは無駄が多いとはいえ、サーバー市場では問題ではありませんでした。
2019年7月、AMDはX570チップセットを発表し、PCIe 4.0のサポートをメインストリーム市場に導入するという重要な節目を迎えました。PCIe 3.0の2倍の帯域幅を持つPCIe 4.0は、理論上は1レーンで10Gネットワークを実現し、従来は4レーンのPCIe 3.0を必要としていたパフォーマンスに匹敵します。
約3年後、最初のコンシューマー向けPCIe 4.0x1 10G NICが登場しましたが、スタンドアロン製品ではありませんでした。AppleのM1 Max Mac StudioにはMarvell Aquantia AQC113 NICが搭載され、単一のPCIe 4.0レーンを利用することでクライアントグレードの10Gネットワークにおける画期的な進歩を遂げました。
それ以来、愛好家たちはPCIe 4.0x1 10G NIC専用メーカーの市場投入を待ち望んできました。そして2025年1月、ついにその待ち望んだ時代が終わりました。LeKuoの登場です。 魔法の AQC113 チップを搭載した PCIe 4.0x1 10GbE NIC。
現代の10GbEの心臓部：Marvell Aquantia AQC113
Marvell Aquantia AQC113は、汎用性と高性能を非常に効率的なパッケージに融合し、コンシューマー向けネットワーク技術における大きな進歩を象徴しています。MarvellのスケーラブルmGigイーサネットコントローラファミリーの一員である本製品は、PCIeインターフェース、MAC、PHYコンポーネントを単一のソリューションに統合した高度に統合された設計により、クライアントシステムにエンタープライズグレードのネットワーク機能を提供します。
AQC113の特徴は、柔軟なPCIe実装です。Gen4、Gen3、Gen2インターフェースをサポートし、レーン幅（x1/x2/x4）を構成可能です。特にPCIe 4.0x1への対応は、最新のシステムにとって特筆すべき点です。CPUオーバーヘッドを最小限に抑えながらパフォーマンスを最大限に高めるため、AQC113にはいくつかの高度な機能が組み込まれています。
複数の速度をサポート: 10GBASE-T、5GBASE-T、2.5GBASE-T、1000BASE-T、100BASE-T、10BASE-T
- MSI、MSI-X、LSO、RSS、IPv4/IPv6チェックサムなどのハードウェアオフロード機能
- 電力管理のためのエネルギー効率の高いイーサネットとWake On LANのサポート
- 特定のアプリケーションでスループットを向上するために最大 16KB のジャンボ フレームをサポートします。
- Windows 10/11 (64 ビット) および Linux 3.10 以降をカバーする幅広いドライバー サポート
- UEFIおよびPXEリモートブート機能
この包括的な機能セットと効率的なシングルレーンPCIe 4.0実装を組み合わせることで、AQC113は、PCIeレーン数が限られているシステムにおける最新の高性能ネットワーキングソリューションに最適な選択肢となります。シングルPCIe 4.0レーンで10Gbpsの速度を実現できる能力は、コンシューマー向けネットワーキング技術における重要なマイルストーンであり、パフォーマンス、互換性、効率性の完璧なバランスを実現します。
LeKuo PCIe 4.0x1 10GbE NIC
開封
レクオ ミニマルな段ボール箱で届きました。長年同社製品を愛用してきた私としては、この会社の無駄を省いたパッケージングスタイルに期待するところです。中には、NICが静電気防止袋にしっかりと保護されており、製品ドキュメントとドライバが収録されたミニCDが付属しています。1U/2Uサーバーに適したロープロファイルブラケットも同梱されているのは、心遣いを感じます。 
NICの設計はシンプルです。ボードの大部分を占める大型のヒートシンクが、その下にAQC113チップを隠しています。最も印象的なのはPCIe x1コネクタです。これは、通常より幅の広いインターフェースを採用する10GbE NICとしては珍しいものです。
付属のミニCDにはドライバーが含まれていますが、最近のシステムには光学ドライブが搭載されていないことがよくあります。幸いなことに、MarvellはウェブサイトからWindows 10/11とLinux用の最新ドライバーを提供しています。このチップセットはMacシステムにネイティブ対応しているため、macOSユーザーは追加のドライバーを必要としませんが、代替ソリューションの方が適している可能性があります。
インストール
NICの取り付けは簡単ですが、PCIeスロットの選択には注意が必要です。PCIe 4.0スロットであればどれでも動作しますが、重要なのはPCIe 4.0に対応していることを確認することです。例えば、私のAsRock B650M PG Riptideのx1スロットは、Gigabyte X570 Masterなどのマザーボードに搭載されているPCIe 4.0x1スロットとは異なり、PCIe 3.0のみをサポートしています。NICは、1レーンのみを使用する場合でも、より大きなPCIe 4.0スロット（x4、x8、またはx16）に取り付けることができます。
テスト
テストプラットフォーム:
- CPU: AMD Ryzen 7 7700X
- マザーボード: AsRock B650M PG Riptide
- RAM: G.Skill FlareX DDR5 5600 32G
- テストスイート: iperf3.17.1-win64
- テストサーバー: Thunderbolt 10G NIC搭載M1 Mac Mini、ポイントツーポイント
検証:
基本的な初期テスト iperf コマンドにより、PCIe 4.0x1 で動作しているときに NIC が宣伝している 10GbE 機能を確認しました。 
マルチストリームテスト:
4つのストリーム、5分
4つの並列iperfストリームを5分間実行したところ、NICが331GBのデータ転送を処理するという驚異的なパフォーマンスを示しました。熱性能は良好に制御されており、温度はわずか39℃（周囲温度より15℃高い）にとどまりました。2スロットのGTX 1080 Tiが隣に搭載されていたことをご考慮ください。
4つのストリーム、15分
長時間のテストでも安定したパフォーマンスを維持し、15分間で994GBの転送を実現しました。温度は周囲温度より16℃高い状態で安定しており、これは持続的な負荷下におけるNICの熱容量上限を示していると考えられます。 
8つのストリーム、5分
「過酷テスト」では、10GbEリンクを可能な限り飽和させるため、8つの並列ストリームを実行しました。これは通常、サーバーグレードの機器でのみ実行される過酷なシナリオです。NICはこの課題を驚くほど冷静に処理し、終始安定したパフォーマンスを維持しました。CPU使用率は極めて低く、NICのCPUリソース消費量は1%未満、iperfプロセスは約2%でした。
Proxmoxの使用法
Proxmox Virtual Environment 8.3.2 (カーネル バージョン 6.8.12-5) を新規インストールした後、NIC がすぐに動作することがわかります。
Proxmox ブリッジ デバイスとして使用していて問題が発生した場合は、ソース ドキュメントに記載されている手順を参照して LRO を無効にしてください。
PCIe 3.0x1 パフォーマンス
これは、このカードをB650マザーボードのPCIe 3.0x1スロットに接続した時の状態です。帯域幅は約6.5Gbpsです。
結論
LeKuo PCIe 4.0x1 10GbE NIC コンシューマー向けネットワークハードウェアにおける画期的な出来事です。AQC113コントローラとPCIe 4.0の拡張帯域幅を活用することで、PCIe 1レーンで10GbEのフルパフォーマンスを実現します。これはPCIe 3.0時代には4レーンが必要だった成果です。テストを通して、このNICは驚異的な安定性とパフォーマンスを発揮し、高負荷のマルチストリームワークロードを難なく処理しました。おそらく最も印象的なのは、持続的な高負荷下でも低い動作温度と最小限のCPU使用率を維持したことです。
この製品が特に注目すべき点は、その技術的な成果だけでなく、システムビルダーや愛好家にとっての幅広い影響です。PCIeレーンが特にコンシューマー向けプラットフォームにおいてますます貴重なリソースとなっている時代に、単一のPCIe 4.0レーンで10GbEネットワークにアクセスできることは、システム構成と拡張に新たな可能性をもたらします。高速ネットワークストレージアクセスを必要とするコンテンツクリエイター、ホームラボ愛好家、あるいは将来を見据えたネットワークインフラの構築を目指すユーザーなど、このNICは、従来のPCIeレーン数の増加に悩まされることなく、準サーバーグレードのネットワーク機能を提供します。これは、PCIe 4.0などの最新規格を活用することで、長年の技術的制約を打破し、高性能ネットワークを一般ユーザーにとってより身近で実用的なものにすることができるという証です。