【LIVA-Z】M.2 SSD増設検討

LIVA-ZにM.2 SSD増設の為、M.2について色々と調べた。

M.2とは

自作PCのインターフェースとしてメキメキと頭角を現し始めたインターフェース。ストレージと無線モジュールという自作PCには欠かせない拡張パーツをM.2では接続できる。

この統一構想は否定しない。外部インターフェースがUSBにほぼ統一された(コネクタの種類は乱立しているが)みたいに良い流れだなーと思う。だがM.2の中で種類が多数存在するのが何だかいただけないなと個人的には思う。

まずKeyと呼ばれる切り欠きの種類。SSD用途ではKey-MかKey-M&B、無線モジュールだとKey-A , E, Bのどれか。SSDだとこのKeyが商品のパッケージに書かれていないことがほとんど。ネットの売り場でも書かれていないことの方が多い。SSDでは、Key-M&BはKey-Mの上位互換なので問題ない場合の方が多いが、M.2の大きな要素の一つが認知されていないのはいかがなものか、と思う。

次にフォームファクタと呼ばれる、外形寸法に関する規定。M.2は、小型機器に搭載されることを想定している為、寸法が厳密に決まっているのだ。SSDだと主に2242もしくは2280が使われる。2242とは幅22mm, 高さ42mmのこと。2280の方が商品の種類が多いが、LIVA-Zは小型ケース故に2242タイプしかハマらない。フォームファクタは商品の大きさが大分違うので見た目で分かる。2280タイプはめちゃくちゃ細長い。だが、これも商品の現物が見えない箱の中に入っていたりすると、判別が難しい。

そして、もう一個大事なのが、ホストとの通信プロトコル。同じKeyでもPCI-ExpressSATA-6Gbpsの2種類が存在する。規格違いはKeyで分けてくれよ、と思うのだが…。これら2つでプロトコルが異なる。PCI-Expressの方が伝送速度は速い。LIVA-ZはSATAにしか対応していない。幸いなのが、2242タイプのSSDで2018年5月現在、市場に流通しているのはSATA-6Gbpsのみ。LIVA-Zのホスト側もSATAにしか対応していないので、間違いようがないのでこれは有難い。ただし、2280タイプだとPCI-Expressが半数近くになってきているし、今後は小型の2242タイプにもPCI-Expressが確実に入ってくる。そうなってくると相当ややこしくなりそう。

ここまでに書いたKeyとフォームファクタプロトコルの3つの要素でM.2のSSDは分類されるのだが、相当ややこしい規格だと思う。どういう構想でこんな規格を設計したのかIntelの考えることは正直分からない。今はまだ種類自体が少ないので、迷うことがないのだが、将来、新しいM.2 SSDが出るたびに、旧商品との違いに四苦八苦する様が見て取れる。現時点では、売り場にM.2があるPCショップでもこれらの違いを認識している店は少ないのか、商品名のところにこれらの情報が一切書いていない。M.2 SSDと一括りにされてガラスケースに並べられており、買う側からしたらいちいち取り出してもらって確認せねばならず、面倒なことこの上ない。

LIVA-Zに対応しているM.2規格

前書きが長くなったが、LIVA-Zに対応しているM.2の規格は、KeyはMもしくはM&Bで、フォームファクタは2242、通信はSATA 6Gbpsである。前記の通り、2242であれば、を指定した時点でKeyはMかM&Bしかないし、プロトコルも現時点ではSATA 6Gbpsのものしかないので、間違うことはないかと。

これを買うことにした

モチベーションはLIVA-Zに初期に内蔵している32GBでは心もとない、というところだったので、追加容量は32GBにした。心許ないと言いつつ、32GBすら使い切っておらず、2倍あれば充分事足りるという考えから。まあ、実用というよりも技術的な興味・体験での買い物である。値段は3000円弱だった。来たら外観確認と接続テスト、OSのクリーンインストールまでやってみたいと思う。

エンジニアの能力の高さは新卒では分からない

gigazine.net

うーん、調査内容としていまいち。

新卒者や現役学生を企業がどう評価するかという内容で、そこに学歴は関係なかったという訳だけど、新卒者の段階でエンジニアの能力の高さを測ることはできない。むしろ、そこからどう伸びるかがエンジニアとしての能力な訳で、入社して三年後にどう評価されているかを調査して欲しかったなぁと思った。

まあ、でも在学生のレベルが大学によらず変わらないというのは驚き。社会に出てからの成果には、学問というバックボーンは確実に生きるんだけど、そこをアピールするのはなかなか難しいということだろうか。

確かに、新卒の頃は素直な子が評価が高くなる。素直な子は伸びも速い。学歴の高い頭でっかちと比べて、弱点が全く無いように思える。でも、学はあった方が良いですよ。

量子速度限界

ww.zaikei.co.jp

 

気になるニュース、、だが、この記事の中で不確定性原理の説明は必要だったのか?なんか読者を舐めてるのかって気がする。例のアクセラレーションブーストに近い。そこで書くべきことは不確定性原理ではないだろう。原稿料を稼ぐ為なのか、本当に腹立たしい限り。字数が限られているから、とか言い訳が出そうだけど、ニュースとして伝わらなきゃ何の意味も無い。

マクロな系と言っているのが、相対論を含めた現代物理学に基づくものなのか、それともニュートン力学を指しているのか。それとも、どちらでもなく、単なる統計力学なのか? 統計力学とすれば、まぁなんとなく分かるかなという印象。統計力学の法則はニュートン力学とは違って、結構直感から外れた面白い結論が出てくるから、そういうこともあるんかなーと。

Gemini Lake登場

pc.watch.impress.co.jp

Applo Lakeが出てそんなに時間が経ってない印象だったのですが、もう次世代のGemini Lakeが出てきました。プロセスは14nmで変更なし。マイクロアーキテクチャがGoldmontからGoldmont Plusに変更。大きな変更ではなさそう。キャッシュが2倍になったくらい?

それよりも驚きなのは、WiFi内蔵という点。ローエンドPCであっても無線が当たり前になっていることを考えれば、当然の流れなのだが、今の時点でプロセッサとRFを混載した点はさすがはインテルの技術力。

疑問は通常のRFモジュールに入っている、パワー・アンプやフィルタは入っているのかどうか?という点。

これらがGemini Lakeに内蔵されているとすれば驚異的だ。マザーボードベンダーは基板上で配線を引き出してアンテナに繋ぐだけで、無線ができる。従来のモジュールであれば信号を繋いだり、電源供給の部品を置いたりしなければならなかったので、コストも面積も大きく取られたが、それらがなくなるのであれば、めちゃくちゃ安くなる。部材だけでも2000円くらいは安くなる。

一方でアンプやフィルタが内蔵されていないとすれば、逆に付加価値は無いに等しいくらいになる。理由はこれらの部品を基板上で接続するには高周波の設計技術が必須だから。以前まで、RFモジュールを買って乗せるだけだったPCのマザーボードベンダーにこれを要求するのはとてもハードルが高い。

チャレンジングなマザーボードベンダーはインテルのリファレンスボードを睨みながらやるんでしょうが、スケジュール通りに商品を発売することができるのかどうか。コンサバなところはGemini Lakeの無線は使わず、従来通り外付けの無線モジュールを使うかも知れません。

ということで、目玉の内蔵の無線機能、もうすこし情報が欲しいところですね。

ラズパイとのシリアル通信

前回の記事ではCP2102ブレークボードのドライバのインストールまで行った。今回はいよいよラズパイにシリアル接続を試みる。


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環境

Raspberry Pi
 Raspberry Pi3 Model B
 OS: Raspbian STRETCH WITH DESKTOP 2017-09-07
Windows PC側
 Windows10
 USB to UART 変換チップ: Silicon Lab. CP2102

 

やってみよう

まずは物理的な接続だ。ラズパイの電源をOFFにして、CP2102のUART TXをラズパイのUART RXに、CP2102のUART RXをラズパイのUART TXに接続し、CP2102のGNDとラズパイのGND間も接続する。ラズパイのどの端子がUARTなのかは、ラズパイのピン配置を参考にする。もしくはネット上に解説記事がこれでもかというくらいあるので、迷うことはないと思う。


続いてラズパイの電源を投入する。立ち上げに10秒くらいかかるので待つ。その後、Windows PCでTeratermを立ち上げて、シリアルポートに接続する。ボーレートはRaspberry Piの仕様?により、115,200に設定する。すると、ログインを促される……はずが接続できない! Enter Keyを何度叩いても反応がありません。

 

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デバッグ

なんでだろうと思って調べてみると、Raspberry Pi3から、Bluetoothが搭載された関係で、OSのdefaultではシリアル接続ができない仕様になったとかいう記事を見つけた。つまり、一度ラズパイにディスプレイ・キーボード・マウスを接続し、ラズパイのコンフィグを修正しないと、外部からは制御できないのだ!


何という不便! そもそもヘッドレス(ディスプレイ・キーボード・マウスなし)でラズパイを設定しようと思ってシリアル接続をやろうと思ったのに、できないっていうことじゃないか!


と愚痴っても仕方ないので、渋々ディスプレイとマウスとキーボードをラズパイに接続して、ラズパイを再起動します。その上で、シリアルポートの設定を行います。変更の仕方はごくごく簡単で、Raspberry PiのHomeボタンからPreference→ Raspberry Pi Configuration→ InterfaceでシリアルポートをEnableにするだけでした。


そしてteratermを再度接続してみると、無事ログイン画面に行けることがわかりました。

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ヘッドレスの夢

かくしてシリアルポートを使った、ヘッドレスでのラズパイの制御という夢はもろくも崩れ去った。調べていく中でMacだとOSのイメージディスクを直接編集することができるらしく、起動時にsshを起動するようにしたり、WiFiの設定をすることも可能の模様。


Windows PCでも同様のソフトがないのか調べてみたが、存在せず。ただ、Raspberry Piエミュレータがあるということは聞いたことがある。であれば、エミュレータ上でOSを起動→所望の設定にしたのちにイメージを吸い出し→Raspberry Piへ移植という手順を踏めば何とかなるんじゃないかと思う。


WindowsのノートPCしか無い状況は容易に存在しますし、そういった場合ヘッドレスでのラズパイの起動は需要があると思います。何とかできないか引き続き考えてみたい。

新ルーター導入!

前回の記事ではLIVA-Zを買ったものの、インターネットが非常に遅くなったことを書いた。同じ場所でiPhoneは接続できるのにLIVA-Zでは接続できないので、ハード的に無線性能が低いと言わざるを得ない。

ただ私の使っているルーターは5年前のモデルだし、ルーターの設置場所もLIVA-Zから遠く離れている。なので、ルーターを買い替えてLIVA-Zのネット接続が改善しないかを検討してみた。

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ルーター選び

まずはルーター選び。まず今回の買い替えの大きなポイントとして、「電波が弱いんじゃないか」問題がある。なので、電波の強いモデルを選ぶことにした。うちの間取りは3LDKだが、ルーターとの位置関係を考えると、4LDKモデルが妥当である。

4LDK対応で一番人気で、かつお値段もリーズナブルだったが、下記のモデルだ。お値段は10,000円程度。 まあ、こんなもんかな、と。ヨドバシなら10%還元で実質9,000円で買えます。

 

接続速度

そしてルーターを設置し、使用してみました。新ルーターは11ac対応のDual Bandなので、2.4GHz帯と5GHz帯を選んで使えます。

まずは2.4GHz帯の結果です。非常に低速。

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次に5GHzの結果です。こちらは標準。

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体感的にも2.4GHzを使っている時はやっぱり耐えきれないほど遅く、前のルータとそんなに変わりませんでした。一方で5GHzは普通に使えるレベルでした。

 

所感

一般に2.4GHzと5GHzを比べた場合、2.4GHzは障害物に強いというメリットがあります。LIVA-Zとルーターの間にも部屋の仕切りの壁があるんですが、薄い壁だからかあんまり影響しないみたいですね。それよりも5GHzの規格としての速度や、電波としての直進性の強さが勝って、5GHzの方が4倍以上も速く接続できています。

結果として、10,000円の出費によって、インターネット環境は大幅に改善しました。良かった点はDual Bandに対応したものを買った点ですね。5GHz帯がこんなに良いものだとは知らなかったです。一方で4LDKモデルは必要なかったかも、と思っています。今回の場合5GHzにさえ対応していればよく、3LDKモデルにしておけば、半値の5,000円くらいで買えました。

電波を強くしても2.4GHzの改善しなさっぷりを見ると、LIVA-Zの2.4GHz帯のモジュールが悪すぎるなあと思います。あと5GHz帯に関しても、標準的なスピードにはなりましたが、iPhoneに比べると、まだ5倍くらい遅いです。この辺は格安PC故なのかもしれません。性能の悪い無線モジュールを格安で仕入れている、とかね。

したがって、モジュールの換装でネット速度は大幅に改善するかも知れません。M.2接続のWiFiモジュールは3000円くらいで売ってますし、ホイップアンテナも300円くらいで売ってます。計5000円くらいで劇的に改善するなら、それもありかなと思います。面白そうなので、実験してみようかなと思ったりしています。

CP2102ブレークボードを使ったシリアル通信 準備編

以前の記事で紹介した300円のCP2102ブレークボードが届きました。

 

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外観チェック 

半導体設計・ボード設計を仕事でやっている身として、なかなか興味深かったです。

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表層で透けて見える配線の様子を見ていると、ベタ GNDが入ってないです。プリント基板は使っていない領域があれば、GND接地したベタ面を入れるものなんですが、パターンを少しでも簡略化してコストを浮かせる作戦なのか、単なる素人の入れ忘れか、とにかく信号配線以外走ってない。

そして、USBの差動配線が等長でない。というか一般配線と同じ配線ルールで引いてる。両脇にグランド面もない。これだと、インピーダンスコントロールは全くできていないはず。これでもUSBの信号のやり取りができているのが凄い。波形ぐっちゃぐちゃでっせ。

これは半導体とボード設計の奇跡の相性で動いているようなもんです。一回、最高速度でデータのやり取りを実験してみたいですね。あと、ほかのブリッジボードもこういう感じなのかも見てみたいです。

実際に動かしてみる

では実際に動かしてみます。PCにぶっさすだけでは認識しなかったので、Silicon LabのHPからドライバをダウンロードして、インストールしました。

USB - UART ブリッジ VCP ドライバ|Silicon Labs

ドライバさえインストールすれば、コントロールパネル>デバイスマネージャにお目当てのブリッジICがCOMポートのとこに現れます。

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そして、Teratermを起動。こちらにもシリアルポートのところに、CP210Xのデバイスが選択できるようになっていることが確認できます。

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次回、ラズパイとシリアル通信を実施します。