TrashBenchはZimaCube 2をRTX 5060搭載ゲーミングPCに変身させた

TrashBenchは、Windowsをインストールし、2枚の専用グラフィックスカードをテストし、RTX 5060を筐体の外側に取り付け、未使用のドライブベイに電源ユニットを収めることで、ZimaCube 2を実際に動作するゲーミングPCへと変身させました。この実験によってフレームレートは劇的に向上しましたが、同時に厳しい限界も明らかになりました。グラフィックスカードが十分に高速になると、性能を決めるのは冷却ではなくNASのプロセッサーだったのです。

この型破りなビルドを設計、テスト、記録してくれたTrashBenchに感謝します。完全な改造手順、ゲームプレイ映像、ベンチマーク結果、極端な冷却実験については、元の動画をご覧ください。

コラボレーションに関する開示：IceWhaleは動画で使用されたZimaCube 2を提供し、TrashBenchにこのシステムでゲームを動作させるよう挑戦しました。ここで紹介する改造、コンポーネントの選定、ベンチマーク手法、結論は、すべてクリエイターによるものです。このビルドには標準外のハードウェア取り付けが必要であり、公式のゲーミング構成ではなく実験として扱ってください。

結果：ZimaCube 2は、適切なグラフィックスカードを追加すれば最新のゲームを実行できます。しかし最終的なシステムの性能は、低消費電力プロセッサー、PCIe拡張、GPU、電力供給、冷却、物理的なレイアウトのバランスに左右されます。

なぜNASをゲーミングPCに変えるのか？

パーソナルクラウドNASとゲーミングデスクトップは、異なる優先事項を軸に設計されています。NASは、ストレージ容量、ネットワークアクセス、データ保護、連続稼働、管理しやすい消費電力を重視します。一方、ゲーミングPCは通常、高性能なプロセッサーとグラフィックスカードのために、より大きなスペースと電力の余裕を確保します。

TrashBenchは、このミスマッチから実験を始めます。ZimaCube 2 Personal Cloud Home NASは、ゲーミングタワーとして紹介されたことはありません。しかし、x86アーキテクチャ、アクセスしやすい筐体、PCIe拡張により、密閉型アプライアンスでは不可能な実験の余地が生まれます。

したがって問題は、NASがゲーミングPCを購入する最も経済的な方法かどうかではありません。オープンなハードウェアをまったく異なる役割に転用できるのか、そして転用した場合にどのコンポーネントが制約になるのかが問われています。

Windowsと内蔵グラフィックスから始める

TrashBenchはまず、通常のサーバー環境をWindowsに置き換えます。これにより、ゲームランチャー、ドライバー、ベンチマークツール、そして追加を予定しているグラフィックスハードウェアに適した、使い慣れたプラットフォームを用意します。また、すぐに1つの問題も浮かび上がります。このシステムのファームウェアはサーバー向けに設計されており、内蔵グラフィックスと専用グラフィックスをスムーズに切り替えられるようには作られていません。

テストしたモデルにはIntel Core i5-1235Uが搭載されています。Intelのプロセッサー仕様によると、このモバイル向けチップは、2つの高性能コアと8つの高効率コアを組み合わせ、PCIe Gen 4に対応しています。この設計は、コンパクトなマルチタスク処理やサーバー用途には適していますが、内蔵グラフィックスは負荷の高い最新ゲームを動かすことを想定したものではありません。

ベースラインの結果から、その差が明確に分かります。動画では、Hitman 3は1080pの低設定で平均約18 FPS、Cyberpunk 2077は約13 FPS、Shadow of the Tomb Raiderは最も良好で約31 FPSです。ゲームは起動できますが、3つのうち2つは快適にプレイできる目標値を大きく下回っています。

最初のGPUアップグレード：Radeon Pro WX5100

ZimaCube 2にはフルサイズのPCIeスロットが搭載されているため、TrashBenchはまずコンパクトなワークステーション向けグラフィックスカードをテストします。ふたを閉じられるRadeon Pro WX3200も検討しますが、より高性能なWX5100を選び、シャーシを開けたままにします。

このカードには、後で必要になる複雑な外部電源構成が不要なため、拡張経路の初期テストに適しています。ディスプレイ信号を出力するには、もう少し工夫が必要です。TrashBenchの検証では、専用カードから映像を出力するには、内蔵GPUをモニターに接続したままにする必要がありました。BIOSには、ゲーミングマザーボードで通常想定されるような、プライマリディスプレイを選択する項目がありません。

検出されると、WX5100によってパフォーマンスは平均で約40%向上します。これはPCIe接続の有効性を示していますが、旧世代のワークステーション向けGPUでは、テストしたすべてのゲームを快適にプレイできるほどの性能にはまだ届きません。最も重要な貢献は診断面にあります。専用GPUは効果があり、より高速なGPUなら体験を一変させる可能性があります。

シャーシ外部へのRTX 5060の取り付け

次のステップでは、グラフィックスのボトルネックをさらに大幅に解消します。TrashBenchは、PCIeライザーケーブルを介してNVIDIA GeForce RTX 5060を接続します。このカードはNAS内部に収まらないため、シャーシの横に置く必要があります。

GPUをケーブルからぶら下げたままにするのではなく、ZimaCube 2の側面に当てて支えられるフレームを設計・プリントしています。ケーブルタイでアセンブリを固定し、通常の視野からは見えない位置に収めています。型破りな方法ではありますが、PCIe接続を保護し、テスト時にグラフィックスカードを一定の位置に保てます。

RTX 5060は、グラフィックス性能をまったく異なるレベルに引き上げます。NVIDIAは、デスクトップ向けカードについて、3,840基のCUDAコアと8GBのGDDR7メモリを搭載していると説明しています。詳しくはRTX 5060ファミリーの仕様をご覧ください。NASのプロセッサーは、実験の焦点を「ゲームは動くのか？」から「CPUはカードにどれだけのデータを供給できるのか？」へ移せるほどのGPU性能を利用できるようになりました。

ドライブベイにGPU用電源を隠す

PCIeライザーでは電力供給の問題は解決できません。スロットから給電できるワークステーション向けカードとは異なり、RTX 5060には適切な電源からの独立した接続が必要です。デスクトップ用電源をNASの背後に置く方法でも電気的には動作しますが、構成全体がばらばらのパーツの寄せ集めになってしまいます。

TrashBenchは、このゲーム実験中にドライブ領域が使われていないことに気づきました。ドライブキャディを取り外し、ベイの空間に750WのSFX電源を取り付け、延長ケーブルを外付けグラフィックスカードまで引き回しています。マグネット式のフロントパネルが電源を隠し、ZimaCube 2らしい前面の外観を維持しています。

これはモジュール式シャーシを巧みに活用していますが、マシンの目的は変わってしまいます。ストレージベイに電源を収めると、通常はNASとしてのシステムを特徴づけるドライブ容量そのものを犠牲にすることになります。同様のプロジェクトを検討する場合は、物理レイアウトをそのまままねるのではなく、ケーブルのクリアランス、エアフロー、接地、ストレインリリーフ、各コンポーネントの温度も確認する必要があります。

RTX 5060でどれだけ高速になったのか？

RTX 5060によって、3つすべてのベンチマーク結果が大きく変化します。Hitman 3は、内蔵GPUで約18 FPSだった状態から167 FPSまで上昇し、約828%の向上を記録しました。Cyberpunk 2077は約13 FPSから90 FPSへ、Shadow of the Tomb Raiderは約31 FPSから124 FPSへ向上しています。

これらはTrashBenchが使用した特定のハードウェア、ドライバー、設定、テスト条件での結果であり、すべてのZimaCube 2構成で保証されるパフォーマンスと見なすべきではありません。意義は、当初のGPU制限の大きさを示している点にあります。その制限を取り除くと、このプラットフォームはプレイ可能な、そして一部のテストでは非常に高いフレームレートを実現できます。

より高速なGPUでパフォーマンスが向上し続けなかった理由

TrashBenchは、より上位のカードなら結果をさらに伸ばせると期待し、RTX 4080 Superも試します。しかし実際には、システムはCPUが極端なボトルネックとなり、はるかに大きなGPUを搭載しても、RTX 5060と同程度、場合によってはそれ以下の結果になりました。

これがこの構成から得られる中心的な教訓です。ゲームの1フレームは複数の段階を経て処理されます。GPUがシーンを描画する前に、CPUがシミュレーション、描画コールの準備、バックグラウンド処理、その他のロジックを処理します。グラフィックスカードがプロセッサーの新しい処理を準備する速度を上回ると、追加されたGPU性能は使われないままになります。

このシステムは、動画制作者が記録したCore i5-1235Uの比較可能な3DMark Time Spyスコアで、RTX 4080やRTX 3090と組み合わせた結果を上回り、首位にも到達しています。だからといって、このNAS用プロセッサーがデスクトップ向けゲーミングCPUより高速という意味ではありません。この特定のプロセッサーとワークロードでは、RTX 5060がすでに有効なグラフィックス性能の上限を超えているという意味です。

CPUを凍結すると構成の速度は低下した

TrashBenchはCPUボトルネックを特定した時点で終了することもできました。しかし実際には、より低温のシリコンがより高いクロックを長時間維持できるかを検証するため、極端な低温冷却ループを構築します。

これは有用な否定的結果です。プロセッサーを凍結すると、パフォーマンスは低下します。改造前、CPUは熱によるスロットリングを起こしておらず、ファームウェアにも有用なチューニング項目はなく、ソフトウェアレベルの変更でも性能は向上しませんでした。温度を下げても、アーキテクチャ、電力管理、プラットフォームの制限を取り除くことはできませんでした。

これは、冷却の問題とCPUボトルネックを切り分けるものです。熱によってプロセッサーが本来想定されるクロック動作を下回る場合、冷却によって改善できることがあります。しかし、冷却だけでコア数を増やしたり、1サイクルあたりの命令数を増やしたり、ファームウェアの制御を変更したり、すでに十分活用されていないGPUに追加の処理を供給したりすることはできません。

この構成で証明されたことと、証明されなかったこと

この実験はどんな人に向いている？

この構築は、特殊な物理・電気・ファームウェア・ソフトウェア上の問題を解決することを楽しむ、経験豊富なハードウェア愛好家向けです。オープンな拡張性とモジュール設計を示す魅力的な実証ではありますが、一般的なゲーミングデスクトップを作る最短ルートではありません。

主にバックアップ、パーソナルクラウドストレージ、メディアライブラリ、コンテナ、高速ファイルアクセスを必要とするユーザーは、ドライブベイを維持し、ZimaCube 2をNASとして運用すべきです。主にゲーミングPCを求めるユーザーは、通常、ゲーム向けに設計されたケース、ゲームに特化したファームウェア、デスクトップクラスのプロセッサー、標準的なGPUマウントを選ぶことでより大きなメリットを得られます。

この実験が価値を持つのは、その2つの方向性の間にあるからです。オープンなパーソナルサーバーは、初期の役割をはるかに超えて用途変更できることを示しています。同様の創意工夫は、SjslTechのZimaBoard 2ゲームストリーミングプロジェクトにも見られます。こちらは、サーバーハードウェア自体をゲーミングPCにするのではなく、異なるアーキテクチャによってゲームを支えています。

オープンNASは本来の役割を超えられる

TrashBenchは最終的に、この課題に答えを出しています。はい、ZimaCube 2はゲーミングPCにできます。RTX 5060によって、プレイに不快なほど低かったベースラインのフレームレートが実用的な結果になり、シャーシにはライザーケーブル、カスタムGPUサポート、内部に隠したSFX電源を収める余地があります。

より重要なのは、明らかになった限界です。GPUが十分に高性能になると、低消費電力CPUがボトルネックになります。RTX 5060をRTX 4080 Superに交換しても解決せず、プロセッサを凍結するとさらに悪化します。単一のコンポーネントを最大化するより、ハードウェア全体のバランスが重要です。

TrashBenchの実験全編を見て、物理的な改造、ゲームプレイとベンチマークの実行、CPUを凍結するテストをご確認ください。さらに型破りなホームサーバー構築を追い、他のユーザーとアイデアを交換するには、ZimaSpace Discordコミュニティに参加してください。