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ミニPCはワイヤレスパフォーマンスの課題にどう対処すべきか？

Allion Labs  ミニPC（デスクトップ）業界はすでに成熟期に入っており、家電製品市場においてこれまでのような大きな成長は見込めませんが、それでも昨今のAIoTの台頭も相まって、ミニPCは商業分野で依然として高い成長を続けています。 以下の図に示すように、ミニPCのような小型のマシン構造において、アンテナの設計とシステムの統合が大きな課題となります。その理由は第一に、アンテナの設計は外観と機構空間によって放射性能が制限されるからです。システムの統合は、主にシステムノイズがアンテナの受信に干渉しないようにすることを目的としていますが、コンパクトな構造設計により、アンテナがハードディスク、CPU、メモリの非常に近くに配置されるため、干渉を受けやすくなります。 昨今の製品用途では、ワイヤレスネットワーク性能が非常に重視されているため、消費者の購買意欲に影響を与えるワイヤレス性能の低下をいかに回避するかが、ミニPC製品が直面する重要な課題となっています。 ミニPCのワイヤレス性能低下の実例紹介 一般に、ブランドメーカーが製品の開発をODMに委託する際、製品が国際規制に準拠していることを要求する一方、多くの場合、性能の重要性を見落としがちです。アリオンは長年にわたって大手PCブランドやODMメーカーとの協業しており、ミニPCの設計におけるワイヤレス性能の低下がもたらす潜在リスクを十分に理解しています。以下は、実際のプロジェクトの一例を紹介します。  背景  あるミニPCはスループットが低いため、市場で消費者からネガティブな評価が多く寄せられていました。ブランド側は状況を早急に把握して、この問題を改善したいと考えていたため、限られた時間内で、専門の技術コンサルタントチームが問題の特定やデバッグの加速などの技術サポートを提供する必要がありました。アリオンはこのケースで消防隊のような役割を果たし、お客様と協力して関連する問題を分析し、スループットの改善を行いました。  改善前  分析を開始する前に、まずDUT（試験対象）の元の状態でベースラインデータ（Baseline）を測定し、後続DUTで変更する際の参考データとしました（以下の図を参照）。 上の表に示されたテスト結果と、ブランドメーカーが定めた仕様およびテスト項目から、Failの部分が主に2.4GHzバンドのRX（黄色でハイライト表示）に集中しており、朱書きで示されたFailデータで、20mの距離仕様では最大で42.3Mbps、100mの距離仕様では最大で31.8Mbpsの差があることが分かります。 ワイヤレス性能の低下を改善するには？まず問題を明確化すべし 性能が低下した場合、DUTデバイスのファームウェア、ドライバー、アンテナ性能、ノイズの問題など、問題を一つずつ整理する必要があります。対処の原則は「シンプルで時間がかからない」ものから始めて、段階的に複雑な方法でテストしていくことです。 アリオン専門家チームのテスト経験に基づいて、まず基本的なソフトウェア、ファームウェア、OS関連が正しいか、既知の問題がないかを確認します。ソフトウェアドライバーに問題がないことを確認できたら、次にアンテナ性能を検証します。これは、アンテナが高周波性能を左右する重要なハードウェアであり、アンテナの変更にはアンテナ工場や関連エンジニアとのやり取りが必要となり、開発スケジュールに影響しやすいためです。これに関して、アリオンはネットワークアナライザ（Network [...]

「電気自動車の開発においてもPCの部品を理解する必要があるなんて？」

Allion Labs  データブリッジ市場調査の分析によると、2030年までに世界の車載HPC（オートモーティブハイパフォーマンスコンピューティング）市場は900億ドルに達し、期間中の年平均成長率は12.1％に達すると予測されています。 車載HPCの重要性とは 車載HPCは電気自動車のコアとなる部品で、高周波数で高性能な演算電子部品、高速伝送インターフェース、複雑な演算処理、リソース割り当て特性などを備えています。さまざまな車両の複雑な利用シナリオを組み合わせることで、プラットフォーム全体での信号伝送のリアルタイム処理、システムの安定性、耐久性、互換性、安全性に対する要件が非常に厳しいことが分かります。 車載HPCが安定して動作するかどうかは、部品/デバイスの品質で決まる 例えば、メモリは車載HPCでよく使われる重要な部品およびデバイスの一つですが、NHTSA（米国国家高速道路交通安全局）の報告書によると、2021年テスラはeMMCの耐久性と寿命の問題により、13万5千台の車両をリコールしました。※ニュース出典：Tesla Recalls 135,000 Cars Due to Faulty Flash Memory [...]

激しい温度差に長時間さらされても、屋外ディスプレイは正常に動作するか？

Allion Labs  テクノロジーの急速な進化の中、ディスプレイは現代の人々の日常生活で広く利用されており、オフィスでの仕事、映画鑑賞、オンラインゲームプレイなどで不可欠なものとなっています。また、ディスプレイは商業広告で最もよく使用されるツールでもあり、その多くはショーウィンドウや屋外、駅の待合室や屋外の壁などに配置されています。 一般的な屋内用ディスプレイに比べ、屋外ディスプレイは昼夜、四季、気候による温度変化の影響を大きく受けます。急激な温度の変化や、長時間にわたる寒暖サイクルにより、ディスプレイ製品に問題が起こる可能性は高まります。 急激な温度変化の下で、屋外ディスプレイは本当に正常な状態を維持できる？ 急激な温度変化の下で、屋外ディスプレイに起こる潜在リスクは次の通りです。 1.　サイズと形状の変化：急激な温度変化により、材料が収縮または膨張し、サイズと形状が変化する可能性があります。特に正確なサイズを保つ必要がある用途では、製品の機能と性能に影響える可能性があります。 2.　材料の損傷：急激な温度変化により一部材料が脆くなり、破損や亀裂が生じて直接製品の機能不全につながります。 3.　材料の耐久性：材料が異なれば、激しい温度変化に対する耐久性も異なります。より耐久性がある材料も一部にはありますが、その他は劣化する可能性があります。 4.　材料の反応：一部の材料は温度変化に対して敏感であり、化学反応、変色、変質を引き起こす可能性があり、これらの変化が材料の性能に影響を与える可能性があります。 5.　接合点や溶接点：製品が複数の部分を接合または溶接して構成されている場合、温度変化により接合点が緩み、亀裂が入ったり、破損することがあります。 6.　隠れた欠陥：その名の通り、このタイプの欠陥は通常の条件下では正常に機能しますが、温度変化の環境下ですぐに顕著となり、直接製品の機能不全につながります。 冷熱衝撃テストで気づかなかった問題を解決 アリオンは上記の潜在リスクに対して、製品の出荷前に冷熱衝撃テストを実施し、リスクの発生確率を評価することを提案しています。冷熱衝撃テストは、材料、部品、製品が急激な温度変化にどれだけ耐えられるかを評価する一般的なテスト方法で、温度変化によって引き起こされる収縮、膨張、熱応力や凝縮応力など、関連する機械応力に対する製品の耐久性を評価することを主な目的としています。このテスト方法は、材料や製品の耐久性、安定性、故障の可能性のあるポイントを確認できるため、設計や製造プロセス中に改善を行うことができます。 事例紹介 [...]

高級車なのに高級体験なし？対話型インフォテインメントシステム「MBUX」の実機テスト（Bluetooth接続ネットワーク編）

Allion Labs  前回の記事では、MBUXのナビゲーション機能について紹介しました。今回も引き続き、Bluetoothによるネットワーク接続の使用シナリオ評価についてです。 本題に入る前に、スマートフォンをインターネットホットスポットとして、車内でインターネットを共有する2つの主な方法について簡単に説明します。中でも最もよく使用されているのは「Wi-Fiテザリング」で、Bluetoothテザリング（Bluetoothネットワーク共有）はあまり使われていません。 「Wi-Fiテザリング」と「Bluetoothテザリング」の違い    Wi-Fiテザリング  スマートフォンのWi-Fiテザリングは、スマートフォンの4G/5GモバイルネットワークをWi-Fi信号に変換し、アクセスポイント（AP）として車両に接続し、一緒にインターネットにアクセスすることです。Wi-Fiテザリングのメリットは、一対多（通常最大8つまで）の接続が可能であり、転送速度もBluetoothテザリングよりもはるかに速い点です。しかし、電波がさまざまなワイヤレス信号から影響を受けやすく、空気や地形の影響も受けやすいという欠点もあります。Wi-Fiテザリングに接続しているデバイスのダウンロード速度は、一般的にはスマートフォンの30%〜70%程度に過ぎず、接続するデバイスの数が多いほど速度が低下します。また、消費電力も無視できないほどで、スマートフォンでWi-Fiテザリングを有効にした場合、約1時間ごとにスマートフォンのバッテリーが約10%消耗するという統計もあります。    Bluetoothテザリング（Bluetoothネットワーク共有）  スマートフォンのBluetoothテザリングは、スマートフォンの4G/5GモバイルネットワークをBluetooth信号に変換し、車両に接続して共有します。Bluetoothテザリングのメリットは、省電力で、高いセキュリティと互換性があり、有効距離が長く、低コストであることなどが挙げられますが、欠点はネットの速度が1〜3Mbpsであることです。特筆すべきは、Bluetoothテザリングの送信電力と待機電力がWi-Fiよりも低いため、単純に待機状態で1台のデバイスと接続する場合と比較すると、Wi-Fiテザリングは1時間で平均約10%のバッテリーを消費する一方で、Bluetoothテザリングの消費電力はWi-Fiのわずか1/3であることです。   Bluetooth接続ネットワーク編の評価結果    ケース1  [...]

「サウンドフィールド再構築」技術のセキュリティおよび警報システムでの応用

Allion Labs  現代の電子機器環境において、製品が実際に使用される際の音響環境との相互作用を評価する必要があります。特に、セキュリティおよび警報システムでは、さまざまな環境下で正常に動作し、期待している効果が得られるかを確認することが非常に重要です。 楽しい時でも気にかけておかなければならない　セキュリティと警報システムは「ダンマリ」？ 命に関わる問題を考えてみましょう。騒がしいナイトクラブやダンスホールで、火災警報器が大音量で鳴り響いたとき、本当にユーザーは警報音をはっきりと聞きとることができるしょうか？できない場合、建設業者は警報器の配置を再検討するか、より高いデシベルの警報音を検討する必要があります。同時に、製品設計業者も、このような騒々しい環境でも警報音が聞こえるように再設計する必要があります。 従来のフィールドテスト（Field Test）の実施と制約 以前は、このような状況を評価するために、製品を実際のナイトクラブやダンスホールに持ち込んでテストを行うフィールドテストを実施していました。しかし、フィールドテストは費用と時間がかかるだけでなく、その過程で実験再現性の問題や予期せぬリスクが伴う可能性がありました。 サウンドフィールド再構築技術で、さまざまな環境ノイズのサウンドフィールドを簡単再現！ アリオン専門家チームはこれらの課題を充分に理解しており、オフィス、カフェ、騒々しい大通り、高速鉄道車両、ディスコなど、さまざまな現実世界の音環境をシミュレーションするように設計したサウンドフィールドリビルディング技術を導入しました。これにより、制御された環境でもテストを行い、従来の現地テストで発生していたさまざまな問題を回避することができます。 今や、アリオンのサウンドフィールド再構築技術を使用することで、セキュリティおよび警報システムの製造業者は、シミュレーションされた現実世界の環境で製品の性能をテストすることができます。これにより、製造業者は時間とコストを節約できるだけでなく、現実世界で製品が期待通りの効果を提供できることを確認し、潜在リスクをタイムリーに特定して解決できます。 アリオンのサウンドフィールド再構築技術によって、現実世界のさまざまな音環境において、高いコストパフォーマンスで、高効率且つ安全な方法で製品の性能を評価することができます。これにより、製品が日常の環境で優れた効果を発揮するだけでなく、重要な瞬間にも最大限の効果を発揮し、人々の安全を確保することができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる音響検証コンサルタント アリオンが精通しているサウンドフィールド再構築技術は、音響分野での豊富な経験と深い専門知識に基づいています。先進的なテスト設備や機器と組み合わせることで、アリオンは製品に最適なサウンドフィールドシミュレーションテストを提供し、音響関連製品の開発に貢献します。  Faster　ー　より迅速  [...]

eスポーツポータブルゲーム機時代の幕開け！応用リスクに注意すべし

現代ではほとんどの人がスマートフォンを持っており、いつでもどこでもゲームを楽しむことができますが、モバイルゲームではすべての消費者層を満足させることはできません。AAA（トリプルA）級大作ゲームの多くが、スマートフォン上では表現できないからです。このように、コンソールゲーム機がもたらす体験は容易に代替できず、ポータブルゲーム機は便利でありながらも、スマートフォンゲームとは異なる没入感をプレイヤーにもたらすことから、市場一定のシェアを占めています。 任天堂は2017年にSwitchを発売して以来、ポータブルゲーム機市場を独占しており、任天堂プラットフォーム上のすべてのゲームを楽しむことができますが、Switchのハードウェア仕様は結局AAA級のゲーム作品とは一線を画しています。これに対し、Valveが2021年にSteam Deckを発表し、AAA級の大作ゲームを本格的に楽しむことができるポータブルゲーム機が登場したことで、eスポーツポータブルゲーム機の時代が幕を開けました。AYANEO、LOGITECH、ASUSなどのメーカーも次々とこの戦場に参戦しています。 eスポーツポータブルゲーム機によく起こる応用のリスクを分析 最近この戦いに参戦したeスポーツポータブルゲーム機は、それぞれが独自の特徴を持ち、ハードウェア仕様と性能は従来のポータブルゲーム機よりもはるかに強力で、拡張性も非常に高く、多くの周辺機器と接続が可能で、さまざまなユーザーのニーズに応えています。しかし、eスポーツポータブルゲーム機のハードウェア仕様は非常にハイエンドであるにもかかわらず、ユーザーエクスペリエンスに深刻な影響を与えるいくつかの問題がまだ存在しています。アリオンのeスポーツエコシステムコンサルティングチームは、消費者の使用シナリオやクレームのフィードバックから実際のテストケースと市場のフィードバックを組み合わせ、よく起こる問題を以下のように分析・要約しました。 高性能ゲームを一定時間プレイすると、ゲーム機自体が非常に熱くなる ファンの騒音がうるさい 一部のゲームに互換性がない バッテリーがすぐに減り、充電速度が遅い 製品寿命  一つ目の問題 – 温度が高すぎる  eスポーツポータブルゲーム機は高性能のプロセッサを搭載しており、端末自体が小型であるため、AAA級の大作ゲームなどの高性能なゲームをプレイする場合、温度と冷却の問題が非常に重要になります。温度が高すぎるとハードウェアの損傷を引き起こす可能性があるだけでなく、ユーザーがヤケドする危険性もあります。  二つ目の問題 [...]

スマートスピーカーが勝手に作動する？

Allion Labs 人工知能とモノのインターネット（IoT）の進歩に伴い、多くの現代人が自宅や職場でスマートスピーカーを使用するようになりました。デバイスに向かって一言「アレクサ、タイマーをセットして」や、「シャオアイ、音楽を再生して」といった簡単なコマンドを言うだけで、アクションを完了させることができます。市場にはスマートフォン、車のカーオーディオシステム、スマートスピーカーなど、さまざまな音声アシスタントデバイスがあり、一般の人々に広く利用されています。一方で小売業、銀行、IoT機器、スマートホーム、医療保健、自動車産業などでの利用がますます拡大しているため、音声認識システム、音声仮想アシスタントシステム、音声デバイスへのニーズが増加し続けているため、メーカーは、市場で利用されりるリスクとして、特に音声認識能力と正確性に注意する必要があります。 音声認識利用のリスクと解決策 シャオミの音声アシスタント「シャオアイ」の最初の発表会を覚えていますか？このデモンストレーションでは、創業者のレイ・ジュンが「三本の木を何と呼びますか？」と尋ねると、シャオアイは「木三分」と答えました。レイ・ジュンは諦めずに再度尋ねたところ、シャオアイは「あなたは電気、あなたは光、あなたは唯一の神話です〜」と答え、会場のゲストは大爆笑、レイ・ジュンも気まずそうに苦笑いするしかありませんでした。音声を正しく認識・実行できないスマートスピーカーは、むしろこの機能がない方がいい無用の長物でしょう。これらの問題に対処するために、アリオンは、市販されている複数の音声認識システムの製造元と緊密に連携して多数のテストケースを実施し、日常生活で音声システムがユーザーにもたらす主なトラブルをまとめました。 ユーザーのコマンドに応答しないか、応答するまでに時間がかかりすぎる スマート音声アシスタントの接続が頻繁に切れたり、接続が不安定になる 質問に対するスマート音声アシスタントの答えが的外れ ウェイクワードを言っていないのに、スマート音声アシスタントが起動する これらの問題の原因は、以下の要因と密接に関連しています。 発話者の音声プロファイル（性別、年齢、言語、トーン、速度） スピーカーからマイクまでの距離と角度 周囲の雑音 音声コマンドの文脈 自動修正および許容度のある対話能力 [...]

HDMI分配器による解像度低下の原因とは？

Allion Labs    HDMIは、市場においてオーディオビジュアル製品の主要なインターフェースとなっており、1つのディスプレイに複数の入力ソースが必要な場合や、1つの入力ソースを複数のディスプレイで切り替える必要がある場合など、さまざまなユーザーのニーズに対応しています。例えば、1台のノートパソコンをHDMIポートで4つのディスプレイに接続して、同時表示、4K高画質のサポート、プラグ＆プレイ、音声同期など機能を備え、店舗広告やマルチメディア教育などの用途に適応するため、HDMI分配器（HDMIオーディオビジュアル分配器）という製品が登場しました。 しかしながら、オーディオビジュアル製品の使用で問題があれば、消費者は特にその問題を敏感に感じてしまいます。オーディオビジュアル分配器によって品質の低下が起これば、必然的に購入者からネガティブな評価を下され、結果として販売の不振をもたらす可能性があります。   HDMI分配器による画質低下のリスクと解決策    リスク発見  HDMI分配器は複数のHDMIインターフェースデバイスに同時に出力できる一方で、同時に接続する場合は注意すべき点が多くあります。設計品質の低いモデルでは、信号の低下やノイズの干渉により画質が低下したり、テレビ、プロジェクター、液晶ディスプレイなど異なるデバイスを同時に接続すると、EDID（Extended Display Identification Data）が識別されないため画面が表示されず、クレームが発生する可能性があります。実際のテストケースでも、設計品質の悪いHDMI分配器が発見されたことがありました。入力ポートが2K信号で、出力ポートが1080Pと2K解像度の画面に同時に接続している場合、元の2Kディスプレイは1080Pまでしか出力されず、2Kディスプレイの解像度を出力できませんでした。1080Pディスプレイを取り外すと、2Kディスプレイの解像度が出力されましたが、これでは使い勝手が悪くなります。    解決策  [...]

高速Thunderbolt PCの転送効率が、古いコンピューターよりも遅いのはなぜ？

USB4およびThunderbolt 4製品は、個人のノートパソコン、拡張ポート、モニター、外付けハードドライブ、外付けグラフィックスカードなどへ広く普及しています。最近インテル社は、Thunderboltケーブル1本で高速データ転送と高解像度の画面を楽しむ最大で単方向120Gbpsの転送をサポートする、Thunderbolt 5を2024年にリリースすると正式に発表しました。高速転送が主なセールスポイントとなっていますが、アリオンが実際にテストした結果、実際の転送効率が低いと、ユーザーエクスペリエンスが大きく損なわれる可能性があることが分かりました。 Thunderbolt転送効率がもたらすリスクと解決策 高速転送の恩恵を受けるにあたり、優れたユーザーエクスペリエンスを実現するには安定性が鍵となります。データ転送中に速度低下やデータ損失、高画質ビデオ視聴時の画面ちらつきや画質の低下などが起これば、ユーザーは不快に感じてしまうように、信号品質の良し悪しで安定性が保証されます。アリオンの豊富な実際の協業事例の中で、ある消費者がThunderbolt 4を搭載した新しいノートパソコンを購入し、Peer to Peer機能を使って古いパソコンのデータを新しいパソコンにバックアップしようとしたところ、読み込み時間が古いコンピューターに比べて2倍以上の時間がかかり、客からクレームが発生した、という事例を扱ったことがあります。  解決策  アリオンはThunderboltの認証試験ラボとして、デバッグコンサルティングサービスも提供していますが、これまでの経験から、問題の大部分は製品自体のハードウェア設計に関連していると見ています。問題を特定するために、お客様にBit Error Rateテストの実施を提案し、ノートパソコンを最も厳しいテスト条件でテストしたところ、案の定ビットエラーが発生していることが確認されました（下の図の赤枠）。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは長年にわたる豊富なテスト経験を蓄積しており、専門的な認証テストを提供するだけでなく、お客様のニーズに応じたテストプランをご提案します。また、製品品質向上をサポートし、効率と品質を兼ね備えつつ、お客様にご満足いただけるサービスを提供します。  Faster　ー　より迅速に　 [...]

「錫ウィスカ」が屋外監視カメラの故障を引き起こす原因に？

Allion Labs 科学技術の進歩に伴い、現代社会における膨大な交通の管理や治安維持といった行動管理に対応するため、屋外監視カメラを設置・徹底する必要が高まっています。鋭い観察力を持つ人なら、大都市でも小さな町でも、交差点や路地のほぼどこにでも屋外監視カメラが設置され、その数が年々増加していることに気付いていることでしょう。さらに、スマートホームの普及も相まって、家庭用ドア監視カメラも過去十年間で着実に成長しています。 公共の場所であれプライベートエリアであれ、監視カメラの消費ニーズが急速に増加する中で、当然のことながら、このパイの獲得を狙う多くのメーカーから投資が集まっています。ビジネスチャンスをつかむため、各メーカーは品質検証要件とテストスケジュールを大幅に短縮する必要があり、これに伴う潜在的なリスクとして、監視カメラの故障率が上昇する可能性があります。 一般的な品質検証に比べて、信頼性検証は比較的時間がかかるため、メーカーはビジネスチャンスを獲得しようとする中で、信頼性検証の項目や長時間の高温高湿度テストを削減・省略しがちです。これでは、錫ウィスカのチェック項目が見落され、将来的に製品の故障要因となり、メーカーは高い代償を支払うことになります。 錫ウィスカ(Tin Whiskers)とは？ ウィスカは別名「ひげ結晶」とも呼ばれ、一種の「ストレスをやわらげる」行為です。簡単に言うと、はんだの表層に有機物（酸素、硫黄、炭素など）が混入すると、錫の晶格の組成が圧縮されて内部応力が発生し、純錫の原子が放出されウィスカが形成されます。 近年では環境保護の観点から、エレクトロニクス業界では従来の鉛入りはんだが徐々に鉛フリーのはんだに置き換わり、鉛フリーはんだの錫の含有率は通常95％を超えています。しかし、錫の純度が高いほど錫ウィスカが生成されやすくなり、環境温度や湿度の違いも、錫ウィスカの成長速度に影響する重要な要素となっています。 電子機器が突然起動しなくなる可能性とは？ 錫ウィスカが長くなりすぎて2つのピンが接続されると、電気伝達障害やショートが発生し、製品が損傷する可能性があります。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる製品信頼性検証コンサルタント  ・温湿度テストを通じて、製品に錫ウィスカが形成されていないかを観察する　 アリオンは、さまざまな温湿度テスト環境を提供しています。長時間の高低温サイクルテストや高温高湿テストを行うだけで、製品がその環境に長時間さらされた結果、錫ウィスカが発生していないかを観察することができます。  ・専門的な技術力と包括的なハイエンドテスト設備  [...]