NUCで地デジ
地デジボックス
昨年末から評判になってるIntel謹製の超小型PC！もう、いっぱいレビューされてるので今更の感もあるけど、NUCってメモリやSSDを買って自分で組み立てなきゃ動かない、もっと言えばミッキーマウス端子の電源コードの１本くらい持ってて当然の自作ユーザをターゲットにしているという時点で、お手軽で良かったねじゃなくて、カスタマイズしてナンボ、拡張してナンボの世界じゃないかなと思う。
その意味では、Thunderboltが付いて格段に拡張性の高いDC3217BYキットじゃなくて、殆ど拡張の余地なんてなさそうなDC3217IYEキットこそがNUCの王道だ。
そこで今回は、無理矢理PCI接続の地デジチューナを組み込んで、超小型録画タイムマシンを作ってみる。
結論から言うと、電気的には可能だ。現実には解決しなきゃならない問題もいろいろとあるんだけど、そんな悩みもまた自作の楽しみかな。実際に動かしてみた感想は、ホントに小さくて、静かで、思った以上にキビキビ動いてる。
おお、チャンネルスキャンが動いてる
■ 参考になったサイト
mini-PCIe拡張：KEI_8774さん
電源供給：あれこれテストさん
音声（USB-DAC）:Satoshiさん、kazgbさん
■ パーツリスト
DC3217IYE （レビュー品）
Intel SSD 525 240GB （レビュー品）
Intel Centrino Advanced-N 6325 （レビュー品、未使用）
CFD W3N1600Q-2G （１６００MHｚ、２GB ｘ２ デュアルチャンネル動作）
Hitachi 0S03357 （４TB HDD)
Logitec SATA-USB変換カード
KZ-B22（mini-PCIe延長カード）
DIRAC DIR-EB262-G1C13 (mini-PCIeからPCI x2変換カード)
地デジチューナ （PCI）
カードリーダ （USB)
HDMIケーブル ５０ｃｍ
HDMI-DVI変換アダプタ
USBヘッダピンーメスコネクタ変換ケーブル
他、キーボード、マウス、モニタ、外部電源（5V供給）
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ブロック・ダイアグラム
(1) mini-PCI Expressが2つ
(2) USBが5つ（フロント1、バック2、内部ヘッダピン2）
ただし、mini-PCIeはハーフサイズの上にフルサイズのカードが重なるデザインのため、SATAコネクタのように高さのあるハーフサイズカードは（そのままでは）使えない。また、２つのmini-PCIeソケットのうち、フルサイズのみがSATAに対応する（ダイアグラムでは３Gb/sとなっているが、技術仕様書では６Gb/sとなっている）ので、ハーフサイズソケットに起動ドライブという選択肢は無い。必然的に、起動ドライブ以外の拡張カードをハーフサイズに載せることになる。つまり、mini-PCIeソケットが2つというより、SATAソケットがひとつとmini-PCIeがひとつと考えた方が分かりやすい。mini-PCIe-SATA3 x2変換カードを使って、SATAソケットを増やすことは可能。
USBは、チップセットが3.0をサポートしているにも関わらず、何故か2.0のまま。これが3.0だったら（次バージョンでのメジャーアップデートになるらしい）、Thunderboltくらいのインパクトがあった。因みに、ボードのD33217GKEには付いてるUSBの内部ヘッダピンが、DC3217IYEキットでは省かれていることが多いようだ。送ってもらったNUCにはちゃんと付いていた。ラッキー！っていうか、キットでは使うなっていう、Intelのメッセージかな。ヘッダピンのある面は全く冷却されないから。だけど、内部ヘッダピンは拡張カードのバスパワー（2.5W）として使えるかも。
USB内部ヘッダピン
で、TVチューナだったらもちろんUSB外付けがまっとうな選択肢だけど、それじゃナニなこともあるので、敢えてPCI接続のTVチューナをmini-PCIe変換カードを介してつけてみる（ハーフサイズソケット）。そうすると、残るフルサイズのmini-PCIeソケットを何に使うかということになるんだけど、
(1) 素直にIntel SSD 525 240GBをつける
(2) mini-PCIe-SATA3 x2変換カード(PM9172)を介してテラバイトHDDをつける
(3) Intel Centrino Advanced-N 6325を付けて、WiDiで遊ぶ
(1)にすると、HDDはUSB接続またはNASになる。ま、それもありかな。(2)は魅力的なソリューションで、ストレージを一気に4TB x2まで増やしたり、SSD＋HDDにしてIntelの新しいSmart Response Technologyとか試したりできる。(3)はIvy Bridge世代ならではのWiDi機能で、モニタを無線化出来る。これは素晴らしい！前からやってみたいと思ってた。でも、そうすると起動ドライブはどうなるのって？
これはもうUSBから起動するしかないんだけど、これがまたソフト・ハードのハードルが高い。
(1) Portable Virtual Box
(2) BOOT革命 Ver.5
(3) Windows To Go (Windows 8 Enterpriseバージョンのみ)
仮想化は後が何かと面倒なのでできれば避けたい。Windows To Goはそもそもエンタープライズ向けでライセンスの問題とか、対応しているUSBフラッシュドライブがまだまだ少ないとか（USB接続のSSDにも普通にインスコ出来るという話ではあるが）あって。BOOT革命でうまく行けば良かったんだけど、起動中にブルースクリーン（エラー 0x0000007B）が出てしまって、どうも起動ドライブのドライバ読み込みに失敗するんじゃないかと思うんだけど、まだ回避策が分からない。
そこで、まずは動かすことを目指して無難な路線に戻り
(1) Intel SSD 525 240GB
(2) mini-PCIe延長ケーブル ＋ mini-PCIe-PCIx2変換カード ＋ TVチューナ
(3) SATA-USB変換＋4TB HDD
という構成がハードウェアとして成り立つのかどうか検証してみた。
＜準備＞
■ メモリ
TV録画マシンに大容量は必要ないんだけど、QSVの性能をフルに引き出すためには1600MHzの速度が有用だと思う。後でｔｓファイルをハードエンコするのに効果を発揮してくれるはず。今回買ったCFDは結構安くて、デュアル動作謳ってて、しかもDC3217IYEで動作してる実績があった。1600は相性が出やすいと言われたけど、流石Intelマザー、何の問題もなかった。
■ SSD
送って頂いたIntel SSD 525は、240GBという大容量（改めて有難うございます）。2.5インチSSDの520と互角の性能で、sequencial read/writeが500Mb/sを超えるスペック。520同様、SandForce SF-2281コントローラにIntel独自のチューニングを施したカスタムファームウェアを使う。240GBっていう中途半端な数字が、オーバープロビジョンニングをしてるって証拠でもある。一方、競合するCrucialのm4とPLEXTORのM5Mは、Marvell製コントローラ。これらと比べて、525のsequencial/random write性能が高いのはSandForceならでは。
■ モニタと音声
HDMI対応モニタを持ってるひとは悩むことないけど、うちのように古いモニタでDVIしかない場合、NUCからHDMIケーブルで出力し、モニタ側でHDMIからDVIに変換するのが良いようだ。
◯ NUC > HDMIケーブル > HDMI/DVI変換アダプタ > モニタ
逆に、NUC側でHDMIからDVIに変換してDVIケーブルでモニタにつなぐと映らない（ハマりました）。
✕ NUC > HDMI/DVI変換アダプタ > DVIケーブル > モニタ
秋葉中さがし回って、東映で50cmという短いHDMI High Speedケーブル（カモン製）が1本だけ残っているのを見つけた。ただ、HDMIが無いと音が出せない。mini-PCIe-PCI変換カードを介してPCI接続のサウンドカードを３枚試してみたけど、なぜか音は出なかった。既定路線から外れると困難が待ち受けているという良い例。あたま痛い。でも、USB DACで普通に出るそうだ。持ってないので、今度の雑誌の付録を予約してみた。
＜Windows 7のインストール＞
USB接続のDVDドライブを使うか、USBメモリからインストールする選択肢がある。4GBのUSBメ
モリがあれば、こちらがお薦め。DVDより明らかにに高速。手順はココから。
■ Windowsが走っている別のPCでの作業
１．Windows 7のインストールISOイメージを用意
２．Windows 7 USB/DVD Download ToolのインストールファイルをDLし実行
Microsoft Store
CodePlex
３．USBメモリを入れて、Windows 7 USB/DVD Download Toolを立ち上げる
Windows 7 USB/DVDダウンロードツール
４．ISOイメージとUSBメモリを指定してUSB起動ドライブを作成
USBデバイスを選択
■ NUCでの作業
１．USB起動ドライブをさして立ち上げる
２．起動直後にF2キーを押してBIOSに入る
３．Advanced Setupメニューを選択
Advanced Setupを選択
４．Bootタブを選択
５．USBドライブをマウスでドラッグして一番上に
６．再起動すると、USBから立ち上がる
７．通常のWindowsインストールが始まる
＜各種ドライバのアップデート＞
DC3217IYEのサポートページはココ。
サポートページ
ドライバダウンロードページ
１． チップセットドライバ
２． グラフィックドライバ
３． ギガビットLANドライバ
４． ワイヤレスドライバ（Centrino Advanced-N 6325を使う場合）
WiFi関連ドライバのセットアップ
５． ラピットストレージテクノロジ(AHCI)ドライバ
6. Intel マネージメントエンジン８のドライバ(入れておかないとデバイスマネージャでフラグが立つ)
7． ついでにBIOSもアップデート
BIOS 32から40へアップデート
BIOSアップデートツールで簡単に
BIOSが新しくなった
８． それから、Intelの技術白書（ホワイトペーパ）の中に、Building a Responsive PC (反応性の良いPCを作る)というのがあって、
(1) Intel Rapid Start Technology（S5ハイバーネートからの瞬速復帰）
(2) Intel Smart Connect Technology（スリープ下でのオンラインアップデート）
(3) Intel Smart Response Technology（SSD＋HDDのパフォーマンス最適化）
(4) Fast Boot（BIOSの設定）
が挙げられている。
Rapid Start Technology設定の手順は
・ BIOSの設定（Advanced SetupのPowerから、Smart Connect TechnologyとRapid Start Technologyにチェックを入れる）
・ diskpartを使ってハイバーネーション用のパーティションを切る（メモリ容量以上）・・・詳細省略
・ Rapid Start Technology ドライバをインスコ
Smart Connect Technology設定の手順は
・ Smart Connect Technologyアプリケーションをインスコ
・ Wake間隔を設定
Fast Boot設定は、BIOSのAdvanced SettingからBootに入って
・ General Optimization
・ Video Optimization
・ USB Optimization
にチェックを入れる
９． WindowsのメニューからWindowsアップデートをやっておく（現在139個）
＜地デジチューナの設置＞
mini-PCIeのフルサイズソケットに起動ドライブを置くとすると、地デジチューナはハーフサイズソケットにmini-PCIe-PCI変換アダプタを介してつなぐことになる。
DIR-EB262-G1C13
DZ-K22 左がマザー側 右がペリフェラル側
これで簡単と思っていたら、実は延長のフラットケーブルがフルサイズカードの固定ネジに干渉してしまって、写真のように折り曲げないと設置できないということが判明した。かなり苦しい。出来たらフラットケーブルじゃなくて撚り線に変えたい。
フラットケーブルが干渉するのでSSDの下で折り返してある
拡張PCIへの５V電源供給は、内部USBピンヘッダからのバスパワーを使って地デジチューナ（１枚）の動作を確認することができた。地デジカードは２W程度との報告があるので、２枚になるとバスパワーが２つ必要になる可能性はある。
ピン・アサインメント
内部USBヘッダピンからUSBメスと５V電源ラインの引き出し
＜テラバイトHDDの設置＞
さて、録画タイムマシンということで大容量HDDは必須アイテム。これもUSB外付けで特に問題はないんだけど、mini-PCIeをSATA3x2基に変換してくれるカード(PM9172)を使って、SSDとHDDを内蔵することも無理ではない。SSD 525は、mSATA-SATA変換カードを使えば有効に使える。ただし注意が必要なのは、フルサイズソケットにつなぐこと、また報告によるとBIOSのバージョンを39以降にしないとSATA変換カードを介したドライブにOSをインスコする際に不具合が生じる（mSATAに直差ししてOSをインスコした後に変換カードで接続するのはOKらしい）。
mini-PCIe-SATA3 x2変換基盤（ハーフサイズだけどフルサイズ用アクセサリ付き・・親切だなあ）
mSATA-SATA変換カード
SATAドライブの電源供給については、NUCの外部電源に直結しているDC19V電源端子が付いているので、超小型PSU (power supply unit)を介して１２Vと５Vを引き出すことが可能だ。これを使うと、PCI用の補助電源としてUSB内部ヘッダピンを流用する必要もなくなる。
超小型DC-DCコンバータ
＜ベンチマーク＞
Windows Experience Indexは、すごいスコアを出してる。SSDが7.9だけど、これってマックス値でしょ。メモリも7.6あるし、CPUは6.1だけど、体感でさくさく動いてるように感じる理由が分かる気がする。
エクスペリエンス・インデックス
SSDは特にランダム性能の高さが、体感速度に寄与してるなと思う。同じくIntelのSSD 520より若干スコアが低いのは、SSDの性能というよりテストプラットフォームの違いかもしれない。日本の市場に出回ってるmSATAドライブの中ではトップクラスであることは間違いない。オーバープロビジョニングのお陰で書き込み性能劣化が低減されるであろうことも、速度以上に大事なポイントだと思う。
SSD 525 Crystal Disk Mark ランダム
SSD 525 Crystal Disk Mark 0 Fill
IntelのSSDツールボックスを使うと、SSDの推定余命を調べたり、最適化が出来る。DLはココから。
Intel SSDツールボックスのインストール
SSDの最適化
次にQuick Sync Videoのパフォーマンスの進化のほどを見てみた。６GBのtsファイルをH.264 MP4に圧縮する時間を、Ivy BridgeのCore i3-3217UとSandy BridgeのCore i5-2500Kで比べたところ
QSVの進化
＜USBブート＞
BOOT革命Ver5を使って、USBフラッシュドライブからWindows 8の起動に成功した。Windowsの立ち上がりにドライブを見つけられないというBSOD（0x0000007B）をやっと回避することができた（体験版にも関わらず、速攻で回答をくれたアーク情報のサポセンの方のお蔭m(__)m）。
ブルースクリーンでつまずいた
BOOT革命体験版
ほら、USBメモリが起動ドライブ（C)になってるでしょ！
エクスペリエンス・インデックスが走った
エクスペリエンス・インデックスが走ったのには驚いた。VHD（仮想ハードディスク）では走らないことが常識のようだから。スコアを見るとCPU、GPU、メモリはほぼネイティブと同じ速度であることが分かる。唯一、プライマリハードディスクのスコアが非常に低く、これが動作のもっさり感に如実に現れている。DC3217IYEではUSB2.0なので厳しいが、次世代NUCではUSB3.0になるので格段に改善されるだろう。
原理的に動作することが確認できたので、NUCの一つの形としてあり得る。例えばmini-PCIeのハーフサイズに本来の Centrino WiFiカードをさして、PCI変換カードと地デジチューナはライザカードなしに直接フルサイズソケットにさすことも可能だ。
■ USBブート環境について
USBメモリにWindowsを入れて運用することは、かつてのEeePCでもよく行われていたことのようで、とても参考になった（例えばココ）。
BOOT革命USB Ver5は、システムドライブをUSBメモリにコピーしてくれるツールで、それ自体は極めて簡単なんだけど、何故か必ずブルー・スクリーンが出て起動に失敗する。どうやらUSBブートを成功させるポイントは、USB関係のデバイスドライバをどのタイミングで読み込ませるかということで、これをレジストリで手動設定する必要があって、ちょっと面倒だ。
今回は、Windows 7で中々うまくいかないので、もしやUSBドライバが新しくなっていたらと思ってWindows 8を試してみたら、うまく行った。ただ、ホントにWindows 8じゃないとできないのか、たまたま使ったWindows 7のコピーが壊れていたのかは、自信がない。
手順をまとめると、
1． Windows7 USB/DVD Download Toolを使って、Windows 8のISOイメージをUSBメモリにコピーする。
2． USBからWindows 8インストーラを立ち上げる。
3． インストーラからコマンドプロンプトを呼び出し、Intel SSD 525 240GBを手動フォーマットし、USBメモリの大きさよりちょっと小さめの３０GBパーティションを切る（予約領域パーティションを作らせないため）。DOSコマンドdiskpartを実行し、
list disk
select disk [該当する数字]
clean
create partition primary size=30000
select partition 1
active
format fs=ntfs
assign
exit
4． SSD 525の３０GBパーティションにWindows 8をインストールする。
5. SSD 525からWindows 8を立ち上げ、hibernateとpagefileを停止する。
powercfg.exe /hibernate off
コンピュータで右クリック＞システムの詳細設定＞詳細設定タブ＞パフォーマンス設定＞詳細設定＞仮想メモリ＞ページングファイルなし
6． ドライバのアップデート、Windowsのアップデート、アプリケーションのインストールを行う。
7． regeditでUSB関連のレジストリを変更する。
ハイブ
HKEY_LOCAL_MACHINE¥SYSTEM¥ControlSet001¥services¥
HKEY_LOCAL_MACHINE¥SYSTEM¥CurrentControlSet¥services¥
キー
usbehci
usbhub
usbohci
USBSTOR
usbuhci
変更値
Start = 0
Group = Boot Bus Extender
8. ここで初めて、Windowsを入れようとしているUSBメモリをさす。USBのソケットは、背面が１−２、内部ヘッダピンが３−４、フロントが5番となっているが、どうやらどこを使っても同じ。
D332176GKEのUSBポート
9. BOOT革命Ver5を使ってシステムドライブをUSBメモリにコピーする。
10. 再起動を促されるので、F2キーでBIOSに入り、USBメモリを起動ドライブに指定する。
11. 再起動すると、ESC以外のキーを押すよう求められる。次いでUSBブートのパスワードを入れて、Windowsを立ち上げる（F8で詳細メニューの表示）。ここで（何故か）USBディスクスキャンが入り、修復が行われる。
12. 再起動するのでパスワードを入れてUSBメモリからWindowsを立ち上げる。
13. シャットダウンは注意が必要。通常のシャットダウンではUSBへの給電が止まり、システムファイルが壊れるので（予期せぬ終了のエラー）、シャットダウンではなく再起動をして、いったんBIOSに入った後、スイッチの長押しで電源を落とす。もしくは、スリープで運用する。
USBドライブだけで起動
デバイスマネージャ
Centrino WiFiカードと地デジチューナがちゃんと認識されている。USBは、起動ドライブ、キーボード、マウス、カードリーダ、そしてPCIへのバスパワーの５本で充足してしまう。
14. RAMディスクを作ってIEのキャッシュにする。
IO-DATA RamPhantom EX
Baffalo RAMDISK
USB起動ドライブとRAMディスクのベンチ
ちょっと極端な比較だけど、上段がUSBメモリ、下段がRAMディスク（IO-DATA RamPhantom EX）。それぞれランダムデータ（左）と０Fill（右）。USB2.0としては普通のパフォーマンスかな。起動すると5分くらいの間ディスクアクセスが１００％という状態が続いて、無反応になるけど、それ以降は比較的サクサク動くようになる。RAMディスクの設定項目からIEのキャッシュをRAMディスクに設定できる。
本機はUSB2.0なのであまり効果は期待できないかも知れないけど、Windows To Go対応を謳うメモリならランダム性能が良いはずだから、試してみたいな。
Windows To Go対応USBフラッシュドライブ
＜地デジマシンの最終形＞
地デジチューナとテラバイトHDDを搭載するという選択をした時点で、Centrino WiFiカードとSSD 525ははずさなければならない。そして、地デジマシンとして現在までに安定動作が確認できたハード構成は、
(1) Windows 8をインストールしたUSBメモリ３２GBをUSB５に接続
(2) Hitachi 4TBハードディスクをmini-PCIe-SATA3 x2変換基盤を介してフルサイズソケットに接続
(3) mini-PCIeハーフサイズソケットに延長ケーブルを介してPCI変換基盤、地デジチューナを接続
(4) USB４からPCI変換基盤に給電
(5) USB３にカードリーダを接続
(6) USB１・２にキーボードとマウスを接続
ただし、ハードディスクは、現在はまだ外部ATX電源から給電している状態。因みに、Hitachi 4TBに直接OSをインストールすればとも思ったけど、それは出来ないとインストーラに怒られた。理由は良くわからないけど、変換基盤の相性かドライバの問題かなと思う。USBメモリから立ち上げると、問題なく3.7TBが見えている。
４TBｘ２台で８TBのストレージ
ベンチはこんな感じ。
Hitachi 4TB HDDのベンチマーク
■ そして、エンクロージャ
時間が無くなってきたので、とりあえず木箱を買ってきた。
「とにかくPCに見えないように」
との家族の要望を踏まえて、上から箱をかぶせましょ、と。
まず、アルミの板に適当に穴をあけてPCI拡張基盤とハードディスクをねじ止め。
パーツをアルミ板にネジ止め
それからアルミ板ごと土台となる木の板に固定し、すきまにNUCを置いて、ケーブルを接続して上から木箱をかぶせる。
NUCと地デジカードを載せたところ
上から箱をかぶせて完成（132x200x266mm）
箱の後面にはケーブル用の穴を開けてある。このままだともちろん排熱も何もないので、後面に８ｃｍファン２基（吸気と排気）を設置するための穴を開け、NUC本体の起動スイッチは使えないので、ヘッダピンからケーブルを引いて、後部にスイッチを設置した。
ケース後面の処理
＜結論＞
今回のレビューの宿題は、NUCで地デジマシンが構築できるかどうかを検証するというということだった。基本的には確認できたと思う。地デジカードがもう一枚必要だし、まだ補助電源の問題とか、USB-DACとか残ってるけど、これは解決できる問題だから機材がそろえば大丈夫だろう。
ちばとどさん
2013/05/02
わたくしも録画機指向でレビュー作成中ですが、UEFIのところで寄り道しています^^;
notokenさん
2013/05/02
もう、なんというか、それなりのムチャぶり・・・・。
でも、この方法を使うと3.5インチのHDDが積めるではないか！
sorrowさん
2013/05/02
notokenさん
コメント有難うございます。取り敢えず動きましたが、これからです。
惟乃瀬さん
2013/05/09
これは常用マシンということでいいのでしょうか？
であるならば、ホコリ対策などはどのようにするつもりなのか気になったのですが、そこまではまだ手を付けてないという感じで宜しいですか？
唐突な質問ですいません。
sorrowさん
2013/05/09
ちばとどさん
2013/05/14
わたしのNUC録画機もSSDにTSデータを置いてQSVでエンコしてシアワセです。