結論まとめ
- PCIe 4.0 x1スロットを持つPCではBuffalo LGY‑PCIE‑MG3、PCIe 3.0 x4スロットを持つPCではIntel X550‑T2で10GbEの帯域を使い切ることができ10Gbpsの速度が出せます
- Windows 11は並列通信ストリーム数による速度変化が大きいが 並列数4以上で10GbEの帯域をほぼ使い切れる
- Ubuntu 26.04は並列通信ストリーム数によらず10GbEの帯域をほぼ使い切れる
- LGY‑PCIE‑MG3 はマザーボードのPCIe 拡張スロット仕様(世代)に注意
PCIe 4.0 x1スロットの場合9.4Gbpsでますが、PCIe 3.0 x1スロットの場合 6.2Gbpsに低下します - PCIe 3.0 x4スロットに刺したX550‑T2 でもマザーボードの構成次第で速度が大きく落ちる場合があります
チップセットの仕様により PCIe 3.0 x4 → PCIe 3.0 x1 の帯域幅に低下するケースがあります。
今回の検証で確認したかったこと
- 10GbEネットワーク環境の実行速度
- クライアント側の OS差（Windows 11 / Ubuntu 26.04）で違いは出るか
- クライアント側の NIC Intel X550‑T2 と LGY‑PCIE‑MG3 に差はあるのか
- PCIe 3.0 / 4.0 は 10GbE に影響するのか
- マザーボードの PCIe レーン共有仕様の影響
検証環境
検証環境
ネットワーク構成
- スイッチ：Allied Telesis AT‑XS910/8
- NIC : Intel X550‑T2、Buffalo LGY‑PCIE‑MG3
- 接続：すべて 10GBASE‑T リンク
- ケーブル：Cat6A LANケーブル (ELECOM LD-GPAYT/BU20)
検証方針
- サーバーは固定 (OS: Ubuntu 26.04、NIC: Intel X550-T2)
- クライアントだけ、OSとNICとPCIeスロットを切り替えて測定
- 並列通信ストリーム数以外は極力固定
- 問題が起きるケース(PCIe レーン関連)も意図的に作成し評価
iperf3 サーバー
- OS：Ubuntu 26.04 LTS
- CPU : Intel Core i5 13500
- M/B : ASUS TUF GAMING B660-PLUS WIFI D4
- NIC：Intel X550‑T2（PCIe 3.0 x16 スロットに接続。 有効レーン数は PCIe 3.0 x4）
- 役割：iperf3 をサーバーモードで常時待ち受け動作（iperf3 -s）
iperf3 クライアント 1
- OS：
- Windows 11 pro 25H2
- Ubuntu 26.04 LTS
- CPU : AMD Ryzen 9 5900XT
- M/B : ASUS TUF GAMING X570-PLUS
- NIC：
- Intel X550‑T2 (PCIe 4.0 x16 スロットに接続。 有効レーン数は PCIe 3.0 x4）
- Buffalo LGY‑PCIE‑MG3 (PCIe 4.0 x1 スロットに接続。 有効レーン数は PCIe 4.0 x1）
- 役割：iperf3 をクライアントモードで速度測定
- iperf3 並列通信ストリーム数： 1 / 2 / 4 / 8
iperf3 クライアント 2
- OS：
- Windows 11 pro 25H2
- Ubuntu 26.04 LTS
- CPU : AMD Ryzen 9 5950
- M/B : ASUS TUF GAMING B550-PLUS
- NIC：
- Intel X550‑T2 (PCIe 3.0 x16 スロットに接続。 有効レーン数は PCIe 3.0 x4、 条件によってはPCIe 3.0 x1）
- Buffalo LGY‑PCIE‑MG3 (PCIe 3.0 x1 スロットに接続。 有効レーン数は PCIe 3.0 x1）
- 役割：iperf3 をクライアントモードで速度測定
- iperf3 並列通信ストリーム数： 1 / 2 / 4 / 8
測定条件
- ツール：iperf3
- プロトコル：TCP
- 並列通信ストリーム数： 1 / 2 / 4 / 8
- 測定回数：3回
使用した NIC の仕様
Intel X550‑T2
- Ethernet Controller：Intel X550
- バスインターフェース：PCI Express 3.0 x4
- LANポート: RJ-45 (10GBASE-T / 5GBASE-T / 2.5GBASE-T / 1000BASE-T / 100BASE-TX) x 2
- 通信速度：10Gbps / 5Gbps / 2.5Gbps / 1Gbps / 100Mbps
ポチップ
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3
- Ethernet Controller：Realtek RTL8127
- バスインターフェース：PCI Express 4.0 x1
- LANポート: RJ-45 (10GBASE-T / 5GBASE-T / 2.5GBASE-T / 1000BASE-T / 100BASE-TX)
- 通信速度：10Gbps / 5Gbps / 2.5Gbps / 1Gbps / 100Mbps
ポチップ
使用した 10GbE Switchの仕様
- 機種：Allied Telesis AT‑XS910/8
- ポート：RJ-45 (10GBASE-T / 5GBASE-T / 2.5GBASE-T / 1000BASE-T / 100BASE-TX) ×8
- スイッチング・ファブリック：160Gbps
ポチップ
使用した Cat６A LANケーブルの仕様
- 規格:Cat6A準拠(10GBASE-T/1000BASE-TX/1000BASE-T/100BASE-TX/10BASE-Tに準拠)
- インターフェイス:RJ-45コネクター
- 伝送速度:10Gbps
- 伝送帯域:500MHz
- シールド:無し(UTP仕様)
- ヨリ対芯線(ツイストペアケーブル)
- ケーブル長:約2m ※コネクター含まず
ポチップ
測定方法
iperf3 コマンド
# サーバー（Ubuntu 26.04 + X550-T2）
iperf3 -s
# クライアント例（並列4の場合）
iperf3 -c <server-ip> -P 4
iperf3 コマンド デフォルト設定
- ポート番号：5201
- プロトコル：TCP
- 測定時間：10秒
- UDP帯域幅：1Mbps
- パラレル接続数：1
- TCPバッファサイズ：128KB
- UDPバッファサイズ：8KB
パラレル接続数以外はデフォルト値固定で測定します。
測定結果
Windows 11
Intel X550‑T2（PCIe 3.0 x16 スロット接続 有効レーン数 PCIe 3.0 x4）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 4.73 |
| 2 | 7.89 |
| 4 | 9.48 |
| 8 | 9.49 |
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3（PCIe 4.0 x1 スロット接続 有効レーン数 PCIe 4.0 x1）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 6.82 |
| 2 | 9.28 |
| 4 | 9.42 |
| 8 | 9.46 |
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3（PCIe 3.0 x1 スロット接続 有効レーン数 PCIe 3.0 x1）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 5.19 |
| 2 | 6.19 |
| 4 | 6.18 |
| 8 | 6.21 |
PCIe 3.0 x1では帯域幅(転送速度) 8Gbpsがボトルネックとなり、実測値は6Gbps台で頭打ちになっています。
Ubuntu 26.04 クライアント
Intel X550‑T2（PCIe 3.0 x16 スロット接続 有効レーン数 PCIe 3.0 x4）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 9.42 |
| 2 | 9.42 |
| 4 | 9.41 |
| 8 | 9.39 |
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3（PCIe 4.0 x1 スロット接続 有効レーン数 PCIe 4.0 x1）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 9.42 |
| 2 | 9.42 |
| 4 | 9.42 |
| 8 | 9.40 |
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3（PCIe 3.0 x1 スロット接続 有効レーン数 PCIe 3.0 x1）
| 並列通信ストリーム数 | スループット (Gbps) |
| 1 | 6.22 |
| 2 | 6.18 |
| 4 | 6.18 |
| 8 | 6.18 |
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3は、PCIe 3.0 x1では帯域幅(転送速度) 理論値8Gbpsがボトルネックとなり、実測値は6Gbps台で頭打ちになっています。
並列数による影響
Windows 11 で並列1が遅く、Ubuntuで速く見えるのは、TCPウィンドウ自動チューニングと輻輳制御の設計差によります。Ubuntu 26.04（Linux）は高帯域測定用途を強く意識した実装のため、単一ストリームでも積極的に帯域を埋めに行きます。一方、Windows 11 の既定設定は一般用途向けで保守的なため、並列を増やしたときに本領を発揮します。
| 観点 | Windows 11 | Ubuntu 26.04 |
| TCP受信ウィンドウ自動チューニング | 控えめ | 積極的 |
| 初期輻輳ウィンドウ | 小さめ | 大きめ |
| 単一ストリーム | 伸びにくい | 伸びやすい |
| 並列増加 | 効く | 効くが差は小さい |
NIC差・PCIe世代差の考察
X550-T2 と LGY‑PCIE‑MG3 の方向性の違い
Intel X550‑T2 と Buffalo LGY‑PCIE‑MG3は、どちらも 10GbE を実現する NIC ですが、設計思想はかなり異なります。
Intel X550‑T2
- PCIe 3.0 x4 接続を前提
- サーバー／業務用途向け設計
- 安定重視・成熟したドライバ
- オフロード機能・キュー設計が豊富
- 「広いPCIe帯域を使って、確実に10Gを出す」思想
Intel X550 は PCIe 3.0 x4（約32Gbps相当） を前提にしており、10GbE（10Gbps）に対して 帯域的に3倍以上の余裕を持たせた設計となっています。
Buffalo LGY‑PCIE‑MG3（Realtek系）
- PCIe 4.0 x1 接続を前提
- コンシューマ／コスパ重視
- 省電力・省レーン指向
- ドライバは比較的シンプル
Realtek 系 10GbE NIC は近年、 「1レーンで10GbEを成立させる」 方向に進化しているようです。
PCIe 4.0 x1 (理論16Gbps)でも 10GbEは帯域的に成立するため、マザーボード互換性と省電力を優先する思想のようです。
| 観点 | Intel X550-T2 | Buffalo LGY‑PCIE‑MG3 |
| 想定用途 | サーバー / 安定性 | コンシューマ / コスパ |
| PCIe前提 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 4.0 x1 |
| 帯域余裕 | 非常に大きい (32Gbps相当) | 必要十分 (16Gbps) |
| マザーボード依存 | 低 | やや高い |
PCIe 3.0 で「十分」なのはどこまでか
10GbE 1ポート用途であれば、PCIe 3.0 x4 は完全に十分で、帯域的には 3倍以上の余裕があります。
- PCIe 3.0 x4
→ 約32Gbps（実効でも 25Gbps 超） - 10GbE
→ 最大 10Gbps
PCIe 4.0 の意味が出る場面
低レーン構成で10GbEを使いたい場合
- PCIe 4.0 x1（約16Gbps）で 10GbE (最大 10Gbps)
- Mini‑ITX / 小型PC / M.2 NIC 等
- 拡張スロットが限られる環境
「マザーボード仕様の罠」を避けたい場合
- x16スロットが実は x1 動作になる場合
- レーン共有が発生する場合
PCIe 4.0 は 1レーンあたりの帯域がPCIe 3.0 の倍なので、次に述べる「x1に落ちる事故」でも被害が小さくなります。
Intel X550-T2 で発生した「マザーボード仕様由来の帯域劣化」
発生した現象
クライアントPC 2 (M/B: ASUS TUF GAMING B550-PLUS)のPCIe 3.0 x16 スロットに X550‑T2 を装着してiperf3で測定を行うと9.4Gbpsの速度が出ますが、空いているPCIe 3.0 x1 スロットに別の拡張カード(USB拡張カード等)を挿すと、PCIe 3.0 x16 スロットの帯域幅がPCIe 3.0 x1に制限されて、X550‑T2のiperf3測定値が6Gbpsに低下しました。
検証内容
以下の4つの条件で検証しました。
- 正常構成 (PCIe 3.0 x16スロットにIntel X550-T2を挿入、他のPCIe 3.0 x1スロットは空き)
PCIe 3.0 x16スロットの実効帯域幅：PCIe 3.0 x4
OS：Windows11、並列通信ストリーム数 1/2/4/8でiperf3速度を測定 - 正常構成 (PCIe 3.0 x16スロットにIntel X550-T2を挿入、他のPCIe 3.0 x1スロットは空き)
PCIe 3.0 x16スロットの実効帯域幅：PCIe 3.0 x4
OS：Ubuntu 26.04、並列通信ストリーム数 1/2/4/8でiperf3速度を測定 - 問題構成 (PCIe 3.0 x16スロットにIntel X550-T2を挿入、他のPCIe 3.0 x1スロットにUSB拡張カードを挿入)
PCIe 3.0 x16スロットの実効帯域幅：PCIe 3.0 x1
OS：Windows11、並列通信ストリーム数 1/2/4/8でiperf3速度を測定 - 問題構成 (PCIe 3.0 x16スロットにIntel X550-T2を挿入、他のPCIe 3.0 x1スロットにUSB拡張カードを挿入)
PCIe 3.0 x16スロットの実効帯域幅：PCIe 3.0 x1
OS：Ubuntu 26.04、並列通信ストリーム数 1/2/4/8でiperf3速度を測定
なぜこんなことが起きるのか
ASUS TUF GAMING B550-PLUS のPCIe スロットの共有帯域幅は、B550チップセットの仕様により下記の2つのケースに制限されています。
ケース1：PCIe x1スロットに何もない場合、PCIe x16_2スロットは 最大PCIe 3.0 x4の帯域幅を取ることができます。
ケース2：PCIe x1スロットにPCIe x1カードを1つでも刺した場合は、PCIe x16_2スロットはPCIe 3.0 x1の帯域幅しか取ることができません。
| PCIe スロット名 | 帯域幅 ケース 1 | 帯域幅 ケース 2 |
| PCIe x16_2 | PCIe 3.0 x4 | PCIe 3.0 x1 |
| PCIe x1_1 | – | PCIe 3.0 x1 |
| PCIe x1_2 | – | PCIe 3.0 x1 |
| PCIe x1_3 | – | PCIe 3.0 x1 |
正常構成では、ケース１となりPCIe x16_2スロットの帯域幅はPCIe 3.0 x4となります。
意図的に作成した問題構成では、ケース2となりPCIe x16_2スロットの帯域幅はPCIe 3.0 x1となります。
10GbEとPCIe帯域の関係
- PCIe 3.0 x4 ≒ 約32Gbps 相当（理論）なので 10GbE (10Gbps) は3倍以上の余裕により最大値速度が出せます。
- PCIe 3.0 x1 ≒ 約8Gbps 相当（理論）なので 10GbE (10Gbps) は頭打ちになり8Gbpsよりも低い速度しか出せなくなっています。
