25G ネットワーク カードは 100 ドル未満で入手できますが、RJ45 ポートは期待できません

私たちのほとんどにとって、ギガビット イーサネットはニーズを十分に満たします。 NAS またはホーム サーバーを持っている場合でも、大きなファイルをコピーする場合にのみギガビット帯域幅を最大にする可能性があります。より高速なものが必要な場合は、古き良き RJ45 経由で最大 10G イーサネットに接続でき、最高約 1.25GBps になります。これは多かれ少なかれ、あらゆるタイプの家庭環境をカバーします。

しかし、さらに速いものが必要な場合はどうすればよいでしょうか?ここで 25G ネットワーク カードが活躍します。カードあたり 100 ドル未満で 25 ギガビット イーサネットを提供し、ホーム ネットワークを驚異的な速度まで高速化したり、デバイス間の超高速の直接接続を可能にしたりできます。欠点は、いくつかの注意事項があることです。

25G NIC は重要ですが、RJ45 は使用しません

つまり、通常のデスクトップ PC にインストールできます。

クレジット: Euqvos / Amazon

RJ45 を使用し続けたい場合は、10Gbps に制限されます。これは、実際に入手できる RJ45 搭載 NIC の最大帯域幅です。 2016 年から IEEE 802.3bq 規格があり、RJ45 経由で最大 25G (25GBASE-T) および 40G (40GBASE-T) のイーサネットを実現できますが、10 年経った今では、それを搭載したデバイスはほとんどありません。どう考えても、25GBASE-T ですら机上でしか存在しないため、実際には RJ45 の上限は 10Gbps です。

一方、SFP (Small Form-factor Pluggable) フォームファクタは、DAC (Direct Attach Copper) および 1 つのコネクタで 10 Gbps をはるかに超えるファイバー ケーブルで動作します。最初の 2 世代のフォーム ファクター (SFP と SFP+) は、それぞれ最高 1Gbps と 10Gbps ですが、第 3 世代の SFP28 は最大 25Gbps に達するため、SFP28 はほとんどの 25G ネットワーク カードで選択されるポートになります。

eBay、Amazon、その他のオンライン小売業者で販売されている 25G NIC の多くは SFP28 ポートを備えており、Nvidia Mellanox ConnectX-4 Lx チップセットをベースとしています。このコントローラーは公式にはサポートが終了していますが、Linux および Windows 11 では引き続き動作し、100 ドル未満で入手できるため、ホーム ユーザーに人気があります。カードは標準の PCIe 接続を使用します。つまり、少なくとも 1 つの空き PCIe x4 スロットがある限り、シングル ポート カードを通常の PC、ホーム サーバー、または NAS に取り付けることができます。

25G の最大速度を得るには、チェーン内のすべてのデバイスに SFP28 ポートが必要です

他にもいくつか注意事項があります

これは机上ではうまく聞こえますが、完全な 25G イーサネット接続を実現するには、チェーンのすべての部分に SFP28 ポートが含まれている必要があります。ここでの落とし穴は、25G スイッチとルーターは、少なくともホーム ユーザーにとっては法外に高価であるため、推奨される方法は、ホーム サーバーとデスクトップ PC などのデバイス間に直接 25G イーサネット接続をセットアップすることです。

25Gbps の速度をサポートする DAC または AOC (アクティブ オプティカル ケーブル) も必要です。パッシブ DAC ケーブルの最高長は約 16 フィート (5 メートル) であり、より長い距離を使用する場合の AOC の価格は 50 ドルをはるかに超える可能性があることに注意してください。

これらのカードは企業での使用を念頭に置いて作成されているため、さらにいくつかの注意事項があります。まず、多くのシングルポート カードは PCIe x4 を使用しますが、2 つ以上のポートを持つカードには PCIe x8 または x16 スロットが必要で、一部のシングルポート カードでも x8 スロットが必要です。高価になることもあります。古いカードは 100 ドル未満で入手できますが、新しいカードは数百ドルかかる場合があります。

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もう 1 つの問題は、ヒートシンクが付属しているにもかかわらず、カードに向けてファンが必要になる可能性が高いことです。これらのカードは、そのサイズの割に大量の熱を発生し、負荷時に最大約 14 W を消費し、アイドル時にもほぼ同じ熱を消費します。これらはサーバー ラックを念頭に置いて設計されており、通常、コンポーネント上に強い空気の流れが発生するため、デスクトップや NAS のケースでは、冷却を保つのに十分な空気が移動しない可能性があります。

最後に、多くの 25G NIC には ASPM (アクティブ ステート パワー マネージメント) に関する問題があり、CPU がより深い低電力状態に到達できなくなる可能性があります。これはアイドル時の電力使用量が増えることを意味し、電気代が高くなるだけでなく、より多くの熱に対処しなければならないことも意味します。

では、そもそも 25G イーサネットで何ができるのでしょうか?

オールフラッシュ NAS セットアップ、NVMe ドライブ上で Ceph を実行する Proxmox クラスターなどに役立ちます。

これらの欠点にもかかわらず、25G ネットワーク カードは適切なユーザーにとって大きな利点を提供します。ゲームなどの大容量ファイルの転送や高速バックアップに使用するオール SSD NAS があるとします。 25G では、10G イーサネットの 2 倍以上である最大約 3GBps でファイルを移動できます。

多くの 25G NIC は RDMA (リモート ダイレクト メモリ アクセス) もサポートしています。これにより、CPU からファイル転送がオフロードされ、そのリソースが他のワークロードのために解放されます。欠点は、Windows ファイル共有に RDMA を使用する SMB ダイレクトでは、通常、相手側でハイエンド NAS または Windows Server を実行しているマシンが必要であり、Windows 11 Home を実行しているクライアントではサポートされていないことです。

高ビットレートの 4K または 8K 映像を編集する場合、ローカル ドライブに保存されているかのように NAS から直接スクラブできるため、編集中の PC に移動する必要はありません。このタイプのセットアップでは 10G イーサネットがボトルネックになる可能性があるため、NVMe ドライブ上で Ceph を使用して Proxmox クラスターを実行しているユーザーにも大きなメリットがあります。 25G イーサネットは、VM のメモリ (共有ストレージ上にない場合はディスク) をネットワーク経由でコピーする必要があるため、VM のライブ マイグレーションを高速化することもできます。

ほとんどの人にとって、RJ45 上の 10G イーサネットでまだ十分です

結局のところ、PC やその他の適切なマシンに 25G ネットワーク カードを装備すると、自宅のセットアップが大幅に強化されますが、これは実際にそのような巨大な帯域幅から恩恵を受けることができる場合に限ります。エントリーチケットはかなり高価になる可能性がありますが、適切な使用例であれば、その利益は投資を簡単に正当化できます。

とはいえ、一部のホーム ネットワークに支障をきたす可能性はあるものの、私たちの多くにとってはギガビット イーサネットでまだ十分です。 NAS または適切なホームラボ設定がある場合は、パワー ユーザーであっても 10G イーサネットでニーズを満たせるはずです。一方、25G イーサネットは、家庭環境ではまだ珍しい光景であり、特に直接接続に依存できず 25G スイッチを含める必要がある場合、コストに見合うほどアップグレードが重要な用途はあまりありません。