eGPUでローカルAIを動かすには？USB4・Thunderboltの確認

先に確認すること：USB-C端子とeGPU対応は同じ意味ではない

USB-Cは端子の形を指します。形が同じでも、ノートPCのポートがUSB4やThunderboltに対応するとは限らず、映像出力だけのUSB-CポートではPCIe接続のeGPUを認識できません。PCメーカーの仕様表で、使うポートの規格と正確な型番を確認してください。

MicrosoftのWindows USB4要件では、外部接続できるUSB4ポートを持つ対応システムはPCIeトンネルをサポートし、外付けGPUを列挙するシナリオが示されています。ただし、ノートPCの製品ページに書かれた端子表記、BIOSのセキュリティ設定、driver、ケースとの相性まで保証する記述ではありません。製品メーカーが案内する外付けGPU対応も照合します。

規格に書かれたGbpsは接続のデータ要件です。実効推論速度やtokens/sへそのまま換算できません。USB4のリンクではPCIe以外の通信も帯域を共有するため、接続機器や画面出力の条件も測定結果に影響します。

• MicrosoftのWindows USB4 PCIe要件 - 外部USB4ポートと外付けGPUの要件を確認する
• Intel Thunderbolt技術概要 - USB-Cとの区別とPCIeデータ要件を見る

ケース・GPU・ノートPCを型番ごとに照合する

eGPUケースの対応表はGPU名だけでなく、カード長、厚さ、補助電源コネクター、ケース側電源容量、対応OSを確認します。同じGPUチップでもカード製品の大きさや電源条件はメーカーごとに異なります。ケースにカードが収まることと、PCがPCIe機器として認識することは別の条件です。

1. ノートPCの完全な製品型番を調べ、対象ポートがUSB4またはThunderboltか、メーカーがeGPUを案内しているか確認する。
2. eGPUケースの公式対応表でGPUの正確な型番、カード長・厚さ、補助電源、電源容量、OSを照合する。
3. ケース指定のThunderbolt/USB4ケーブルを確認し、ケースやPCのメーカーが別途firmware・BIOS条件を示していないか読む。
4. 推論runtimeの公式GPU一覧でGPU型番、driver、Windows backendを確認する。
5. 本体、ケース、GPU、必要な電源・ケーブルを合わせた購入額と、使いたいmodelが既存PCで動くかを比較する。

Ollamaの対応GPU一覧はカードとdriver/backendの条件を示しますが、特定eGPUケースとの組み合わせを認証する一覧ではありません。ケース接続後にWindowsがGPUを認識し、使用するruntimeが対応するかをそれぞれ確認します。

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接続後はWindows・driver・runtimeの順に確認する

推論runtimeを調べる前に、Windowsのデバイスマネージャーで「ディスプレイ アダプター」にGPU型番とメーカーdriverが表示されるか確認します。NVIDIA GPUなら、driverに含まれる`nvidia-smi -L`でCUDA対応GPUとUUIDを列挙できます。表示されなければ、modelやOllamaの設定ではなく、接続、ポート、ケース、firmware、driverの段階へ戻ります。

WindowsでeGPUが表示されても、個々のruntimeが必ず使うとは限りません。Ollamaは対応GPU一覧とdriver条件を公開しています。modelをロードした後の`ollama ps`はGPU/CPUへの配置割合を示しますが、物理GPUの型番までは示しません。Windowsのデバイス表示や`nvidia-smi`と併せて確認します。

• WindowsのデバイスマネージャーにGPU型番が出るか、警告アイコンがないかを見る。
• NVIDIAなら`nvidia-smi -L`を実行し、対象GPUとUUIDが表示されるか確認する。
• Ollamaなど使うruntimeを起動し、短いmodelをロードしてruntime側のGPU使用表示を確認する。
• USB4/ThunderboltのPCIeトンネルが見えない場合は、PCメーカーのfirmware・BIOS・ポート仕様とケースの案内を照合する。

WindowsのKernel DMA Protectionは外部PCIe機器を保護する機能です。保護を無効にして動かす方法を一般的な解決策として案内しません。画面ロック時の認識やdriver互換性が問題なら、PC・ケースメーカーのセキュリティ設定と対応driverを確認してください。

• OllamaのGPU対応一覧 - GPU型番、driverとWindows backendを照合する
• OllamaのGPUロード確認 - `ollama ps`でGPU/CPUへの配置を見る
• NVIDIA CUDAのWindows確認方法 - Display adaptersとCUDA GPUの認識を確認する

速度は型番から決めず、同じmodelで比べる

ThunderboltやUSB4の帯域値だけから、eGPUで何tokens/s出るかは計算できません。model、量子化、context、runtime、GPU、driver、入力長を固定し、ロード可否、prompt処理、生成速度、peak VRAM/RAM、途中停止の有無を分けて記録します。

1. PC型番、port規格、case、GPU型番、driver、runtime/backendの版を記録する。
2. 同じmodel・quantization・context・prompt・出力上限で、eGPUと既存構成を測る。
3. runtimeのload結果、GPUごとのmemory使用、生成速度、完了状態を別々に記録する。
4. 速度ではなく大きいmodelを載せるためにeGPUを使う場合は、その目的が達成できたかを独立して判定する。

eGPUを足してもノートPCの内蔵GPUのVRAMが自動で一つの領域に合算されるわけではありません。一つのmodelを複数GPUへ分ける動作はruntimeごとに異なります。

• ローカルAIの速度・RAM・VRAMを測る方法 - 比較条件と記録項目をそろえる
• 複数GPUでのmodel配置 - model分割とVRAM容量の条件を見る

eGPUが候補になる条件と、見送る条件

購入前の段階で対応が確認できない項目が一つでもあれば、GPU価格だけで判断せず、PCメーカーとeGPUケースのサポートへ確認してください。一般的なUSB-C dockや映像出力アダプターは、PCIe GPUを接続するeGPUケースとは別製品です。