USB3.0カードをパススルーして ESXi ゲストからマウス・キーボード・スピーカーを使えるようにする

USB 3.0 カードの増設

前回 ESXi 環境で遊びたい - IT難しい に記載の通り，ゲスト VM に GPU をパススルーしてモニタ出力させたはいいものの，マウスやキーボードが接続できないため操作ができていなかった．そこで PCIe USB3.0 カードを増設してパススルーさせることで、USB マウスやキーボードを使えるようにしようという試み．

機器選定

(失敗) OWL-PCEXU3E4LS

オウルテックの USB3.0x4 増設ポート OWL-PCEU3E4LS をまずは購入．

オウルテック USB3.0増設ボード 外部USB3.0×4ポート増設 PCI Express インターフェースボード ロープロファイルブラケット付き OWL-PCEXU3E4LS

取り付けてパススルー設定してゲスト Windows からマウスやキーボードを使用してみたが，

• 縦方向に並んだポート形状が PCIe スロットと干渉してしまい，USBケーブルを差し込めない (無理やり差し込むしかない)
  ⇒ Low Profile 対応のためと思われる．
• マウス操作が不安定
  ⇒ 時々カーソルが止まる．しばらく後に思い出したかのように動き出し，また止まる．
• ESXi 自体がハングアップする場合がある

という事象に見舞われたため，諦めて取り外した．

(成功) USB3.0RA-P4-PCIE

続いて 玄人志向の USB3.0x4 インターフェースカード USB3.0RA-P4-PCIE を購入．　　

玄人志向 USB3.0RA-P4-PCIE [玄人志向インターフェースカード USB3.0 TypeA 外部4ポート]

取り付けてパススルー設定してゲスト Windows からマウスやキーボードを使用してみたところ，問題なく運用できている．この記事もそのマウスとキーボードで書いている．一安心．これで VM Windows をメイン使いできる．

取付と設定

USB3.0RA-P4-PCIE は外部電源を必要とする仕様だが，G5 5000 は SATA 電源ケーブルが3本しかなく，内2本は別の SSD 接続で既に使用済み．残る1本もこれから増設する SSD のために確保しておきたい．

どうしようか考えた結果，分岐用のアダプタを使うことにした．

• 変換名人 SP-4P/2 [SATA電源 - 4pin電源2分岐ケーブル]
• Bullet ブレット PWH02 [電源変換ケーブル]

ESXi ホストの shutdown

いつもは Web コンソールから落としていたが，CLI から行ってみたいと思い立った．TeraTerm で SSH 接続する．Use keyboard-interactive to log in を選択してパスワード認証．

下記コマンドにて メンテナンスモード移行 → シャットダウンを実施．

esxcli system maintenanceMode set --enable=true
esxcli system shutdown poweroff --reason=maintenance

USB 3.0 カード取付

PCI スロットに取り付ける．SATA 電源を2分岐ケーブルで分岐させたうちの片方を接続．

もう片方には 4pin → SATA 変換ケーブルを差しておく．また別の機会に SSD を接続したい．

ESXi 上でパススルー設定

ESXi を再度立ち上げ，USB 3.0 カードが認識されていることを確認． Renesas Technology Corp. uPD720201 USB 3.0 Host Controller．という名前で認識されていた．

toggle passthrough でパススルーを有効にしてから再起動．

メンテナンスモードを出る．

esxcli system maintenanceMode set --enable=false

VM Windows にデバイス追加

Win10 VM 設定から PCI デバイスを追加．1～4 が RTX 2070 SUPER，5 はオンボード NIC，6 が USB 3.0 カード．

PCI device 1  <class> VGA compatible controller - 0000:01:00.0
PCI device 2  <class> Audio device - 0000:01:00.1
PCI device 3  <class> USB controller - 0000:01:00.2
PCI device 4  <class> Serial bus controller - 0000:01:00.3
PCI device 5  <class> Ethernet controller - 0000:03:00.0
PCI device 6  <class> uPD720201 USB 3.0 Host Controller - 0000:04:00.0

この状態で起動させたところ，USB 接続マウスやキーボードも使えるようになった．

懸念点

この uPD720201 と全く同一モデルではないものの，前バージョン？の uPD720200 では何かと不具合が見られる様子．

「Windows10 USB3.0拡張ボードでハマる。。。」みーくん5963のブログ ｜ みなさんお元気ですかぁ～ - みんカラ

マウスやキーボードは取り急ぎ問題ないものの，外付け HDD や USB メモリとのデータ転送時は少し注意しておくべきかもしれない．

デバイスパススルー状況

USB 3.0 カード追加でデバイスパススルー状況は以下のようになった．

Address	Description	Passthrough	メモ
0000:01:00.3	nVidia Corporation Serial bus controller	Active	VM 用 GPU
0000:01:00.2	nVidia Corporation USB controller	Active	VM 用 GPU
0000:01:00.1	nVidia Corporation Audio device	Active	VM 用 GPU
0000:01:00.0	nVidia Corporation VGA compatible controller	Active	VM 用 GPU
0000:03:00.0	Realtek Semiconductor Co., Ltd. Ethernet controller	Active	VM 用 LANポート
0000:04:00.0	Renesas Technology Corp. uPD720201 USB 3.0 Host Controller	Active	VM 用 USB ポート
0000:05:00.1	Intel Corporation 82575EB Gigabit Network Connection	Disabled	※未使用
0000:05:00.0	Intel Corporation 82575EB Gigabit Network Connection	Disabled	ESXi 管理アクセス用

USB サウンドカードの追加

ESXi 環境で遊びたい - IT難しい にて音声出力ができないと書いたが，スピーカ付きのモニタと HDMI 接続すればモニタから鳴らせることに気づいた．ただこれだと音楽を流しつつモニタを切る，といった運用ができないので，サウンドカードも別途 USB 接続することにした．

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手持ちのマイクやスピーカーを接続して問題なく使えることを確認した．