小型フォームファクターの堅牢なコンピュータを導入することは、必ずしもコンパクトな産業用コンピューティングソリューションのためにパフォーマンスを犠牲にすることを意味しません。この記事では、ワークロードに適した小型フォームファクターの堅牢なPCを選択するために知っておくべきすべての情報を提供します。小型フォームファクター（SFF）の堅牢なコンピュータについて知っておくべきすべての情報と、それらを購入するのに最適な場所を提供します。
小型フォームファクターの堅牢なPCとは？
小型フォームファクターの堅牢なコンピュータは、その名の通り、通常のデスクトップPCよりも省スペースな小型の堅牢な産業用コンピュータです。小型フォームファクターの堅牢なPCは、世界で最も過酷で不安定な環境での導入に耐えられるように、堅牢性を念頭に置いて設計・構築されています。小型フォームファクターPCの堅牢性により、衝撃、振動、極端な温度、ほこり、破片、水への頻繁な曝露に耐えることができます。
さらに、小型フォームファクターの堅牢なPCの決定的な特徴は、そのコンパクトなサイズであり、これにより、狭いスペースに導入することが可能になります。SFFの堅牢なコンピュータは、通常のデスクトップPCを設置できない環境に導入できます。以前は、SFF PCを導入するということはパフォーマンスを犠牲にすることを意味していました。しかし、プロセッサ技術の進歩により、小型フォームファクターのコンピューティングソリューションから、本格的なデスクトップコンピュータと同じパフォーマンスを、より小さなフットプリントで実現できます。
小型フォームファクターの堅牢なコンピュータとは？
小型フォームファクター（SFF）とは、特定の分野における小型デバイスを指す用語です。小型フォームファクターデバイスは、通常のフルサイズデバイスよりもフットプリントが大幅に小さくなる傾向があります。SFFの堅牢なコンピュータを構成する特定のルールはありません。とはいえ、堅牢な小型フォームファクターPCは、一般的なデスクトップPCよりもはるかに小さいサイズです。
簡単に言えば、これらはデスクトップコンピュータを小型化したもので、通常のデスクトップコンピュータには不向きな不安定な環境での導入向けに堅牢化されています。堅牢な小型フォームファクターPCは、デスクトップ版よりも小さいですが、パフォーマンスや機能を犠牲にすることはありません。Premioは、140MM（W）x 101MM（D）x 30MM（H）という手のひらに収まるほどの小型サイズの堅牢なSFF PC「BCO-1000シリーズ」を提供しています。
小型フォームファクターの堅牢なPCの選び方
最適な小型フォームファクターの堅牢なコンピュータを選ぶのに役立つヒントをいくつかご紹介します。
1. 適切なプロセッサ (CPU) の選択
CPU は、すべての小型フォームファクターの堅牢なコンピュータに搭載される主要コンポーネントであり、コンピュータシステムのすべての計算タスクを実行する役割を担っています。目的のワークロードとタスクを処理できるプロセッサを選択することが不可欠です。
多くのOEMは、コストを削減するために、小型フォームファクターPCにプロセッサを搭載する際に手抜きをしています。しかし、PCにエンドユーザーが実行したいタスクに対して十分な性能のないプロセッサが搭載されている場合、パフォーマンスが低下し、エンドユーザーのワークフローが遅くなり、多くの場合、有害なダウンタイムが発生します。
ワークロード
ワークロードとタスクに適したCPUを選択するには、まずシステムをどのように使用する予定であるかを検討する必要があります。車両のデータテレメトリや遠隔監視などのタスクを実行したい場合は、Intel® Celeron® J1900 CPU のような低電力ながら効率的なプロセッサをシステムに搭載しても問題ありません。しかし、推論分析やAIエッジコンピューティングのような複雑で要求の厳しいワークロードを実行できるシステムが必要な場合は、Intel® Core® i3、i5、i7プロセッサのような、非常に強力な、より高性能で堅牢なオプションを選択する必要があります。
SoC (システムオンチップ) vs. ソケットPC
低消費電力の小型PCを必要とする場合は、SoC（System-on-Chip）PCを検討する必要があります。SoC PCは、コンピュータのすべてのコンポーネントを単一の基板に統合しています。たとえば、CPUコアと統合グラフィックスGPUをすべて単一チップに搭載したSoCが見つかります。SoCは低消費電力である傾向があり、多くのコンピューティング能力を必要としないエントリーレベルの単純なワークロードに最適です。SoCは、消費電力とパフォーマンスのバランスを保証します。たとえば、多くの小型フォームファクターコンピュータは、7～15WのTDP範囲のSoCプロセッサを使用しており、小さなシリコンパッケージで驚異的なパフォーマンスを提供します。
一方、ワークロードでより多くの電力が必要な場合は、ソケットCPUシステムを検討する必要があります。ソケットCPUシステムは、SoCよりも優れたパフォーマンスを提供します。なぜなら、そのようなプロセッサは、より高い速度でより多くのコアを持つ傾向があるため、SoC PCよりもはるかに高い温度で動作できるからです。しかし、ソケットタイプのプロセッサを選択する場合、当然、消費電力が増加し、堅牢なパッシブまたはアクティブ冷却ソリューションが必要になります。それにもかかわらず、SoCは、そのコンパクトなサイズと効率的な電力消費により、産業用ワークロードに役立ち、ほとんど電力消費を必要としない産業用アプリケーションやIoT導入に柔軟性を提供します。
小型フォームファクターPCに実行させたいタスクとワークロードが分かったら、プロセッサがシステムのパフォーマンスにどのように影響するかについての知識を身につける必要があります。クロック速度とコア数がシステムのパフォーマンスにどのように影響するかを知ることは、適切な小型フォームファクターの堅牢なコンピュータを選択するために不可欠です。
CPUコア数
最新のプロセッサは通常、複数のコアを搭載しています。各CPUコアは追加のプロセッサとして機能し、CPUが複数の命令を同時に処理できるようにします。一部の産業用アプリケーションは、他のアプリケーションよりも多くのコアを利用できます。コア数は、複数のコアを一度に利用できるアプリケーションのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。たとえば、機械学習や深層学習のアルゴリズムは、コア数が増えることで恩恵を受けることが多く、より多くのコアを持つコンピュータシステムは、CPU集約型のワークロードをはるかに高速に完了できます。
小型フォームファクターPC用のプロセッサを選択する際には、システムで使用したいプロセッサの周波数を考慮する必要があります。CPU周波数またはクロック速度とは、CPUが1秒間に実行できるサイクル数を指します。周波数が高いほど、コンピュータシステムのパフォーマンスは向上します。最新のプロセッサは1秒間に数十億サイクルを実行できるため、プロセッサのクロック速度はGHz（ギガヘルツ）で測定されます。一般的に、クロック速度は高い方が良いです。それは、システムが高速で、より良いパフォーマンスを発揮することを意味するからです。
Intelプロセッサが提供する機能
Intel® Core® プロセッサを搭載した小型フォームファクターの堅牢なコンピュータに見られる機能は以下のとおりです。
Intel Turbo Boost Technology
Intel Turbo Boost Technology により、プロセッサはシングルスレッドおよびマルチスレッドアプリケーションでCPUのパフォーマンスを向上させるために、1つまたはすべてのコアの周波数を増加させることができます。
Intel ハイパースレッディングテクノロジー
Intel Hyperthreading TechnologyはIntel独自のマルチスレッディング技術であり、計算の並列化を改善し、プロセッサが各クロックサイクルでより多くの計算を実行できるようにします。
Intel vPro 管理
Intel Core i3、i5、i7プロセッサはIntel vProを搭載しており、システムがオン/オフの状態であるか、オペレーティングシステムがインストールされているかに関わらず、これらのプロセッサを搭載したシステムをリモートで管理できます。vProにより、組織は物理的にシステムの場所に行かなくても、ソフトウェアアップデートをインストールしたり、システムのトラブルシューティングを行ったりすることができます。
(出典：Intel)
2. 環境を考慮する
導入する産業用コンピューターを選択する際は、それが置かれる環境を考慮する必要があります。コンピューターを導入する環境が、頻繁に衝撃、振動、ほこり、汚れ、および/または極端な温度にさらされる場合は、小型フォームファクターの堅牢なコンピューターの導入を検討する必要があります。小型フォームファクターの堅牢なPCは、これらの不安定な条件下での導入向けに設計・構築されています。一方、通常のデスクトップコンピューターは、そのような環境での導入に耐えられるようには作られていません。
堅牢な小型フォームファクターPCは、堅牢なケーブルレスおよびファンレス設計を採用しているため、不安定な環境での導入に耐えることができます。堅牢な小型フォームファクターコンピュータからファンと通気孔をなくすことで、産業用PCメーカーは、ほこりやゴミがシステムに侵入して、敏感な内部コンポーネントに損傷を与える可能性を排除しました。
さらに、産業用コンピューティングシステムからすべてのケーブルを取り除くことで、ケーブルが接続部から外れてシステムが動作不能になる可能性を排除します。このように、ファンレスおよびケーブルレス設計により、より信頼性と耐久性のある小型フォームファクターコンピューティングソリューションが実現します。
さらに、小型フォームファクターの堅牢なコンピュータは、アルミニウムとスチール製の外装により、敏感な内部コンポーネントを保護することで、極端な環境でも生き残ることができます。さらに、外装はコンピュータの外側部分を簡単に掃除できるだけでなく、水や汚れにさらされてもシステムが腐食したり劣化したりするのを防ぎます。
とはいえ、小型フォームファクターの堅牢なPCは、異なるレベルの防塵・防水保護を備えています。たとえば、Premioの堅牢な小型フォームファクターPCは、ある程度の防塵保護を備えています。しかし、追加レベルの防塵・防水保護を必要とするユーザー向けに、PremioはWCOシリーズなど、IP65およびIP69K定格を備えた多くの小型フォームファクターコンピューティングソリューションを提供しています。
Premioでは、ダウンタイムが企業にとって多大なコストを伴うことを理解しています。特に、小型フォームファクターの産業用PCが24時間稼働する製造施設に導入されている場合はなおさらです。そのため、24時間365日信頼性の高い稼働が保証され、ダウンタイムを最小限に抑えることができる小型フォームファクターの堅牢なコンピュータを導入してください。すべてのシステムは、お客様に出荷される前にストレステストが行われ、箱から出してすぐに信頼性の高い動作を保証します。
3. 適切な冷却ソリューションの選択
コンピュータが小型化するにつれて、冷却はより困難になります。小型フォームファクターの堅牢なPCは、ヒートシンクを使用して受動的に冷却されます。ファンはシステムから完全に排除されています。代わりに、ヒートシンクが内部の熱発生コンポーネントからPCの外装に熱を移動させ、そこで熱はシステム周辺の空気中に放散されます。システムの外部エンクロージャにはフィンが装備されており、デバイスの表面積を増やし、より優れた冷却能力を提供します。ヒートシンクは、熱伝導として知られるプロセスを介して内部コンポーネントを冷却することができます。このプロセスでは、熱発生コンポーネントからPCエンクロージャのより冷たい部分に熱が伝達され、そこで熱がシステム周辺の空気中に放散されます。
4. 適切なRAM容量の選択
RAM (ランダムアクセスメモリ) は、あらゆる小型フォームファクターの堅牢なPCにとって重要な要件です。システムにRAMを追加すればするほど、システムの応答性は向上します。RAMは、小型フォームファクターPCで短期間のデータ保存に使用されます。ただし、RAMはハードドライブやソリッドステートドライブとは異なり、システムがシャットダウンされるたびにリセットされます。一方、HDDやSSD上のデータは無期限に保存できます。ランダムアクセスメモリは揮発性であり、電源がオンになっている間のみデータを保存できます。電源が切れるとすぐにデータは消去されます。
RAMの主な目的は、PCが迅速にアクセスする必要があるデータを保存することです。例えば、アプリケーションを実行している場合、アプリケーションはRAMにロードされ、コンピュータシステムがそこから必要なデータを迅速に取得できるようにします。産業用アプリケーションは、SSDやHDDからデータにアクセスするよりもはるかに高速であるため、RAMにデータを読み書きできます。システムに追加するRAMが多いほど、アプリケーションがRAMに保存できるデータが多くなり、同時に実行できるアプリケーションも多くなります。したがって、複数のアプリケーションを実行したい場合は、小型フォームファクターのコンピューティングソリューションにRAMメモリを追加することで恩恵を受けられます。
5. ストレージデバイスを検討する
小型フォームファクターの堅牢なPCは、HDD（ハードディスクドライブ）および/またはSSD（ソリッドステートドライブ）を搭載できます。さらに、SFFの堅牢なPCは、NVMe SSDで構成することもできます。NVMe SSDは、最大3,500 MB/sの読み取り速度と最大2,500 MB/sの書き込み速度が可能な非常に高速なストレージデバイスです。超堅牢な小型フォームファクターPCを作成したい場合は、SSDを使用してシステムを構成する必要があります。SSDはシリコンチップにデータを保存するため、回転する金属製プラッターにデータを保存するハードディスクドライブよりもはるかに高い信頼性を提供します。とはいえ、HDDはSSDよりも安価で、より多くのストレージスペースを提供するため、システムをハードディスクドライブで構成したいと考える人もいることを理解しています。それでも、最も堅牢なPCには、信頼性と堅牢性を向上させるためにSSDでシステムを構成する必要があります。
6. 有線および無線接続
小型フォームファクターの堅牢なコンピューティングソリューションには、さまざまな有線および無線接続オプションが搭載されています。有線接続の場合、堅牢なコンピューターには、Wake-on-LANおよびPXEをサポートする最小2つのギガビットイーサネットRJ45ポートが搭載されています。さらに、一部の小型フォームファクター堅牢コンピューターモデルは、PoE+（IEEE 802.3at）をサポートする追加のRJ45およびM12コネクターイーサネットポートで拡張でき、1本のケーブルで電力とイーサネットを供給できます。
さらに、有線接続が利用できない場合でも、小型フォームファクターの堅牢なコンピューターにはWi-Fiおよびセルラー接続オプションが搭載されています。Wi-Fi 6は、超信頼性、低遅延通信を提供します。また、構成の柔軟性も提供し、ユーザーは特定の要件に応じてWi-Fiの範囲と消費電力を調整できます。Wi-Fiは、遅延と帯域幅に関して有線LANに最も近いパフォーマンスを提供します。Wi-Fi 6は最新の標準であり、従来のWi-Fi 5標準よりも40%高速なデータ転送速度を提供できます。
Wi-Fi接続が利用できない場合でも、小型フォームファクターの堅牢なPCは、4G、LTE、5Gを含むセルラー接続オプションを搭載しているため、インターネットに接続できます。4Gは理論上の最高速度100 Mbps、5Gは理論上の最高速度10 Gbpsで、超高速データ転送速度を提供します。セルラー接続は、安定したインターネット接続が常に利用できるとは限らない遠隔地での導入において非常に重要です。
さらに、堅牢な小型フォームファクターコンピューターにはBluetooth接続が構成されています。これは、低電力デバイスに迅速かつ簡単な接続を提供する軽量テクノロジーです。BluetoothはWi-Fiが提供する速度と範囲は提供しませんが、信頼性の高い1対1および多対多の接続を提供します。
7. 広範囲な電圧と電源保護
堅牢な小型フォームファクターPCは、広範囲の入力電圧を搭載しており、堅牢なコンピュータシステムが9Vから50VDCの電力で動作できるため、さまざまな電源入力シナリオとの互換性が向上します。さまざまな電源入力シナリオと互換性があることに加えて、堅牢な小型フォームファクターPCには、過電圧保護、電力サージ保護、逆極性保護が装備されています。
過電圧保護機能は、システムが所定のレベルを超える電圧を感知すると、敏感な内部コンポーネントを保護するためにシステムの電源を切断します。
電源サージ保護機能は、コンピュータシステムを電源サージから保護します。システムが電力サージを検出すると、システムは電気を地面に流し、デバイスに搭載されている敏感な電子機器への損傷を防ぎます。
最後に、小型フォームファクターの堅牢なPCには逆極性保護が装備されており、電源の極性が逆になってもシステムが損傷しないようになっています。システムが極性の反転を検出すると、敏感なコンポーネントが損傷するのを防ぐためにシステムの電源を切断します。
これらの機能はすべて、ミッションクリティカルなエンタープライズ導入において信頼性とパフォーマンスが要求される産業用グレードのコンピューティングソリューションに固有のものです。
8. 柔軟なI/O
小型フォームファクターの堅牢なPCは、豊富なI/Oと柔軟なPCIe拡張機能を備えています。豊富なI/Oポートは、新しいテクノロジーやIoTデバイスだけでなく、COMポートやシリアルポートを利用するレガシーテクノロジーもサポートします。例えば、堅牢なSFF PCには、最大10Gbpsのデータ転送速度が可能なUSB 3.1 Gen 2ポート、COMポート、RJ45イーサネットポートが搭載されています。追加のポートが必要な組織や企業向けに、SFF堅牢PCは、複数のRJ45およびM12ロックコネクタでイーサネット接続を必要とするIoT導入向けに、イーサネットポートの数を最大6つまで増やすドーターボードを装備できます。RJ45とM12ロックコネクタの両方で、1本のイーサネットケーブルでデータと電源を供給するPoE+（IEEE 802.3at）を提供できます。小型堅牢PCの豊富なI/Oは、スマート自動販売機、キオスク端末、スマート農業、セキュリティ、監視、エッジIoTなどのアプリケーションに最適です。
9. オペレーティングシステム (OS)
小型堅牢PCを選ぶ際、OSは選定プロセスで軽視されがちで、顧客がシステムを受け取った後にようやく検討されることがほとんどです。しかし、互換性の問題を起こすことなくすべてのSFF堅牢システム部品が連携して動作できることを確認するために、すべての部品をテストすることは非常に重要です。そのため、当社ではお客様と密接に連携し、PCが箱から出してすぐに完璧に動作することを確認しています。
小型を考える
小型堅牢PCが通常の消費者向けデスクトップPCよりも小型であるからといって、性能や機能を妥協しているわけではありません。SFF堅牢PCは、Intelが提供する最新のプロセッサや最新のSSDソリューションなど、最新の技術をすべて搭載しており、小さなフットプリントで超高速なパフォーマンスを実現します。
よくある質問 (FAQs)
1. 小型堅牢PCとはどういう意味ですか？
「小型堅牢PC」という用語は、狭いスペースや限られたスペースに収まるほど小さいミニ堅牢産業用コンピュータを指すために使用されます。SSF堅牢コンピュータは、フルサイズのデスクトップPCと同様に動作・性能を発揮する完全な産業用コンピュータです。小型堅牢PCはヒートシンクを使用して受動的に冷却されます。受動冷却技術は、Premioのような企業が小型コンパクトPCを設計・製造することを可能にしています。
2. 小型堅牢コンピュータはどこで購入できますか？
Premioのような会社から小型堅牢PCを購入できます。Premioは30年以上にわたり、米国で産業用小型PCの設計・製造を行っています。
3. SFF堅牢PCはどのように冷却されますか？
SFF堅牢PCは、内部の発熱部品からPCの外装に熱を移動させ、その熱をPC周辺の空気に放散させるヒートシンクを介して冷却されます。さらに、放熱面積を増やすためにPCのケースにフィンが追加されています。
4. SFF堅牢コンピュータにGPUをインストールできますか？
はい、一部のSFF堅牢PCにはGPUを搭載できます。ただし、システムはCPUとその他の内部コンポーネント用のコンパートメントと、GPU用のコンパートメントの2つに分かれています。GPUは受動冷却には熱を発生しすぎる傾向があるため、GPU用コンパートメントは空冷を提供します。