ファンレスPCとは
ファンレスPCとは、PCの冷却用にファンを付属していないPCです。
別名称ではエンベデッドPC、FAPC (英:Factory Automation PC) 、組み込みコンピュータ、工業用PC、IPC (英:Industrial PC) とも言われます。民生用PCと比較して信頼性が高く耐環境性も有しており、障害発生時の解析対応といった機能も有しています。
ファンレスPCの使用用途
ファンレスPCは主に産業用途で使用される製品です。具体的な使用用途としては、振動や粉塵にさらされる工場のオートメーション制御、常時稼働を求められるサイネージシステム、受付端末などがあります。オペレーティングシステム (OS) に自由度があり、設置環境や制御先の特性に応じて選定してハードウェア構成をカスタマイズする必要があります。
ファンレスPCの原理
ファンレスPCは通常のPCのアーキテクチャであるx86をベースにしています。最大の特徴は電源ユニットなどの冷却用ファンを持たないことです。冷却ファンのベアリングが使用時間とともに劣化して不稼働時間が発生し、熱による故障を誘発する恐れがあるため、ファンレスPCは多くは自然放熱でPCを冷却できるように設計されます。さらに構成パーツの品質と長期供給体制を整えて可用性を向上させています。
ファンレスPCのその他情報
1. ファンレスPCのOS
ファンレスPCはx86アーキテクチャがベースとなっているため、搭載するオペレーティングシステムを用途別に選ぶことができます。
Windows 10 IoT Enterprise
拡張性に優れるWindowsをベースに挙動を細かく制御できる機能を搭載しています。例えば、起動可能なソフトの制限やUSBデバイスへのアクセス制限などの機能です。広く使われているWindowsがベースになっているため、保守管理がしやすいというメリットがあります。
Linux
柔軟なカスタマイズ性に優れ、ライセンス規定に準じた使い方であれば無償で商用利用が可能です。組み込み向け用途としてのLinuxはミドルウェア・デバイスドライバの種類が豊富で、柔軟にシステムを構築することができます。ファイルシステムを選ぶこともできるため、用途に応じて書き込み性能や耐障害性に重きを置くことが可能です。組込みシステム開発に必要な開発環境が無償で提供されているのも大きなメリットと言えます。
PMC T-Kernel
細やかな制御を必要とする産業ロボットなどに採用例が多いリアルタイムOSを、ファンレスPCのアーキテクチャ上でも利用可能としたのがPMC T-Kernelです。μsecオーダーのリアルタイム性を有しているため、細やかな制御を必要とする用途に向いています。
2. ファンレスノートPC
ノートパソコンは持ち運びが便利で携帯性に優れています。
従来ノートPCを構成するCPUや電源などの発熱を冷却するためには、冷却ファンによる放熱が一般的でした。小型化・薄型化を難しくする一因でもあり、騒音の原因でもありました。近年は部品の発熱が低減して放熱技術が進んだことで、小型薄型軽量でデザイン性も優れたファンレスノートPCが数多く登場しています。
CPUは製造プロセスの微細化などの省電力化技術により、モバイル機器やノートパソコン用に性能とバランスの取れた省電力タイプも販売中です。記憶装置は、HDDからSSDに置き換わり、無音化に寄与しています。ファンに代わる放熱（冷却）技術としては、筐体設計の工夫やヒートシンクによる自然空冷が一般的です。先進技術としては、ヒートパイプによる液冷方式などの宇宙開発技術の活用が検討されています。
3. 産業用PC市場
耐久性や安定性が求められる産業用PCはサポート期間も長く長寿命のため、変化の少ない市場でした。近年は生産の効率化や省人化の流れの中で工場の自動化が進行しています。工場や生産現場においては、産業用PCを活用してIoT連携やAIの活用によるデータ収集解析の導入が検討されています。
産業PCは信頼性・耐久性の向上と共に高性能化も進行中です。生産現場において機器の情報を収集してリアルタイムに分析・処理できるエッジコンピューティングにおけるサーバーの役割が期待されています。
参考文献
https://ascii.jp/elem/000/001/731/1731970/
https://shop.epson.jp/pc/emb/embqa/
http://www.t-engine4u.com/sangyo_pc.html
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/1610/26/news023.html
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1507/02/news006_2.html
https://www.portwell.co.jp/blog/ipc_vs_consumer-pc/
https://www.nikkei.com/article/DGXLRSP512789_V20C19A6000000/
https://www1.stratus.com/jp/stratus-blog/increasing-demand-industrial-pcs-information-key-future-control/
https://www.furukawa.co.jp/jiho/fj108/fj108_03.pdf