ミニPC3台でProxmoxクラスター構築：HA・マイグレーション入門

自宅サーバーを1台の強力なマシンで運用していると、OSのアップデートやハードウェア故障による全サービス停止というリスクが常に付きまといます。例えば、Ryzen 7 8845HS搭載のミニPCを1台導入し、Proxmox VE上でDockerや仮想マシンを集中管理していても、その1台がダウンすれば全てのサービスが同時に停止してしまいます。この可用性の問題を根本的に解決するのが、3台のミニPCを用いたクラスター構成です。

3ノード構成を構築し、クォーラム（定足数）を確保することで、1台のノードが物理的に故障しても他のノードが自動的にワークロードを引き継ぐHA（High Availability）環境を実現できます。さらに、共有ストレージを組み合わせれば、稼働中のVMを停止させずに別のノードへ移動させる「ライブマイグレーション」が可能になり、ハードウェアの増設やメンテナンス時のダウンタイムを完全にゼロに抑えられます。メモリ64GB以上のDDR5 RAMを搭載した最新のミニPCを3台揃え、エンタープライズ級の冗長性を自宅に構築するための実践的な手法を解説します。

Proxmox VEにおけるHAクラスターの構造と動作原理

Proxmox VE（PVE）で3台のミニPCを用いてクラスターを構築する最大の目的は、単なるリソースの統合ではなく「高可用性（High Availability: HA）」の実現にあります。HA構成とは、特定のノードでハードウェア故障やOS停止が発生した際、その上で動作していた仮想マシン（VM）やコンテナ（LXC）を別の生存ノードで自動的に再起動させ、サービス停止時間を最小限に抑える仕組みです。ここで重要になるのが「クォーラム（Quorum）」という概念です。クォーラムはクラスター内の「過半数」の合意を指し、3ノード構成の場合、2台以上のノードがオンラインであればクラスターは正常に動作し、書き込み権限を維持します。もし2台がダウンし1台のみが生存した場合、そのノードは「クォーラム喪失」状態となり、データの整合性を守るためにVMの自動起動や設定変更が制限されます。

ライブマイグレーション（Live Migration）は、VMを停止させることなく、メモリ上の状態をネットワーク経由で別のノードへ転送する技術です。これにより、ハードウェアのメンテナンス時にサービスを止めることなくノードを切り離すことが可能です。ライブマイグレーションを完結させるには、全ノードが同じ仮想ディスクイメージにアクセスできる「共有ストレージ」か、あるいはストレージレベルでの高速な同期（ZFS Replicationなど）が不可欠です。共有ストレージがない状態でマイグレーションを行うと、ディスクイメージ全体の転送が発生し、数GBから数百GBのデータ移動に伴うネットワーク帯域の占有と、完了までの長い待機時間が発生します。

ストレージ構成の選択肢は、主に以下の3つのアプローチに分かれます。

Cephを導入する場合、データは「レプリカ」として複数ノードに分散配置されます。例えば、レプリカ数を3に設定すれば、3台のミニPCそれぞれに同じデータが書き込まれるため、1台が物理的に破壊されてもデータ損失はゼロであり、HA機能によって別のノードでVMが即座に再起動します。この際のフェイルオーバー時間は、心拍確認（Heartbeat）のタイムアウト設定に依存しますが、通常は数秒から数十秒で完了します。

ミニPC選定の判断軸と推奨スペック構成

2026年時点でのProxmoxクラスター構築において、ミニPCの選定で最も重視すべきは「メモリ帯域」と「ストレージの持続書き込み性能（DWPD）」、そして「ネットワークインターフェース」です。Proxmox VEはDebianベースであり、ハイパーバイザーとしてのオーバーヘッドは少ないものの、ZFSやCephを運用する場合、メモリ消費量は激増します。特にZFSのARC（Adaptive Replacement Cache）やCephのOSD（Object Storage Daemon）は、利用可能なRAMを積極的にキャッシュとして利用するため、1ノードあたり最低32GB、推奨64GB以上の構成が必須となります。

CPUに関しては、マルチスレッド性能が高いAMD Ryzen 9 8945HSやRyzen 7 7840HSを搭載したモデルが最適です。これらは8コア16スレッドを備え、AVX-512命令セットをサポートしているため、仮想化環境での計算効率が極めて高く、1台あたり10〜15個のVMを同時に動作させても十分な余裕があります。Intel Core Ultra 7 155H搭載機も選択肢に入りますが、Eコア（高効率コア）とPコア（高性能コア）の混在によるスケジューリングの挙動に注意が必要です。

ハードウェア選定の具体的な推奨構成例を以下に示します。

• CPU: AMD Ryzen 9 8945HS (8C/16T, Max Boost 5.2GHz)
• RAM: 64GB DDR5-5600MHz (Crucial or Samsung) × 3台
• Boot Drive: 500GB NVMe Gen4 SSD (Samsung 980 Pro等)
• Data Drive (Ceph用): 2TB NVMe Gen4 SSD (Samsung 990 Pro または WD Black SN850X)
• Network: 2.5GbE × 2ポート（または Thunderbolt 4 経由で 10GbE アダプタを追加）
• ** chassis**: Minisforum UMシリーズ または Beelink SERシリーズ

特にストレージ選びでは、コンシューマー向けSSDの「TBW（Total Bytes Written）」に注意してください。CephやZFSは書き込み増幅（Write Amplification）が激しく、安価なQLC SSDを使用すると、数ヶ月で寿命に達し、読み取り専用モードに移行してクラスター全体がクラッシュするリスクがあります。可能な限りTLC方式で、TBW値が高いハイエンドモデル（Samsung 990 Pro 2TBの場合、約1200TBW）を選択することを強く推奨します。

ネットワークに関しては、2.5GbE（2500Mbps）が標準的ですが、Cephのレプリケーション（データ同期）トラフィックは非常に激しいため、10GbE環境を構築することが運用の安定性に直結します。Thunderbolt 4ポートを搭載したミニPCであれば、10GbE NIC（例：Intel X553搭載アダプタ）を外付けすることで、実効転送速度 9.4Gbps の高速バックボーンを構築でき、ライブマイグレーション時のVM転送時間を数分から数秒へと劇的に短縮できます。

実装における落とし穴とトラブルシューティング

Proxmoxクラスターを構築する際、初心者が最も陥りやすい罠が「ネットワークの設計ミス」と「ストレージの書き込み負荷」です。まず、ネットワークにおいては「管理トラフィック」と「ストレージトラフィック（Ceph/Replication）」を物理的または論理的（VLAN）に分離することが不可欠です。単一の2.5GbEポートで全てを処理しようとすると、Cephのデータ同期が走った瞬間にネットワーク帯域を使い切り、管理画面（GUI）へのアクセスが不能になったり、クォーラムの心拍確認が途切れて「フェンシング（ノードの強制再起動）」が発生したりします。

具体的に避けるべき設定と対策を以下にまとめます。

• MTU 1500のまま運用: CephやZFS Replicationではパケット数が増えるため、スイッチとNICの両方で「MTU 9000（ジャンボフレーム）」を設定してください。これによりCPU負荷が軽減され、スループットが向上します。
• コンシューマー向けSSDでのZFS同期: ZFSの同期書き込みはSSDに多大な負荷をかけます。sync=disabled 設定を行えば速度は上がりますが、停電時にデータが破損します。UPS（無停電電源装置）の導入と、apcupsd 等による自動シャットダウン設定が必須です。
• デフォルトのCPUガバナー: ミニPCの多くは省電力設定（Powersave）になっています。これによりCPUクロックが頻繁に変動し、リアルタイム性が求められるVMでレイテンシ（msec）が悪化します。/etc/default/cpufrequtils 等で performance に固定することを推奨します。
• 不適切なクォーラム設定: 2台構成で無理にHAを組もうとすると、1台ダウンした瞬間に残った1台が「過半数」を満たせず、VMが起動しなくなります。必ず3台構成にするか、外部にQDevice（Raspberry Pi等）を置いて投票権を付与してください。

また、ミニPC特有の問題として「熱設計」が挙げられます。3台を狭いラックや棚に密集させると、負荷時にサーマルスロットリングが発生し、CPUクロックが 2.0GHz 以下まで低下することがあります。これはクラスター全体のパフォーマンス底上げを阻害するため、Noctua NF-A12x25 などの静音・高風量ファンを用いた外部冷却や、底面にアルミ製スタンドを設置して底面吸気効率を高める物理的な対策が有効です。

さらに、ストレージの監視を怠ると、ある日突然「I/O Error」でVMが停止します。Proxmoxのダッシュボードだけでなく、smartmontools を導入し、SSDの Percentage Used（寿命消費率）を定期的にチェックしてください。特にCeph環境では、OSDの書き込み量がノード間で不均衡になることがあるため、CRUSH Mapの最適化を行い、負荷を均等に分散させる設定が必要です。

パフォーマンス・コスト・運用の最適化戦略

3台のミニPCクラスターを長期的に運用するためには、電力消費（W）とパフォーマンスのバランスを最適化し、運用コスト（TCO）を抑制する戦略が必要です。ミニPCはサーバーグレードの機材に比べて省電力ですが、3台合計するとアイドル時でも 60W〜100W、フルロード時には 250W〜300W 程度の電力を消費します。24時間365日稼働させる場合、電気代は無視できないため、VMの配置最適化が重要になります。

まずは、CPUのTDP制限（Power Limit）を調整してください。例えば、AMD Ryzen 9 8945HSのデフォルトTDPが 45W である場合、これを 35W に制限しても、シングルスレッド性能への影響は軽微でありながら、ピーク時の消費電力を 20% 程度削減でき、ファンの騒音（dB）も抑制可能です。

運用コストと可用性を最適化するための構成案を以下に提示します。

特に推奨したいのが「Proxmox Backup Server (PBS)」の別途導入です。クラスター内部にバックアップを持たせると、ストレージ容量を圧迫するだけでなく、クラスター全体が壊れた際にバックアップも同時に失うリスクがあります。Intel N100搭載の超小型PCに大容量HDDを外付けし、PBS専用機として構築することで、増分バックアップと重複排除（Deduplication）が働き、バックアップ時間を数十分から数分へと短縮しつつ、ストレージ消費量を劇的に抑えられます。

最後に、運用面での最適化として「リソースのオーバーコミット」の管理を挙げます。RAMを物理的に 64GB 搭載していても、全VMに割り当てるとスワップが発生し、ディスクI/Oが急増してシステム全体が重くなります。メモリの 80% までを上限とし、残りの 20% は ZFS ARC やシステムバッファに割り当てる設計を徹底してください。これにより、ライブマイグレーション中のメモリ転送速度が安定し、ユーザーが感知することのないシームレスなノード切り替えを実現できます。

構築プラン別・主要ハードウェアと構成の徹底比較

Proxmox VEで3ノードクラスターを構築する際、最も重要なのは「ノード間のスペック均質化」です。CPUの世代やメモリ容量に乖離があると、ライブマイグレーション時にリソース不足で転送が失敗したり、HA（高可用性）フェイルオーバー後のパフォーマンスが著しく低下したりするためです。

2026年現在のミニPC市場では、AMD Ryzen 9000シリーズやIntel Core Ultra（Series 2/3）を搭載したモデルが主流となっており、特にNPU搭載モデルによるAIワークロードの仮想化需要が高まっています。まずは、クラスターのベースとなる主要なミニPC製品のスペックとコストパフォーマンスを比較します。

表1：2026年最新ミニPC主要モデルスペック比較

ストレージの冗長化戦略は、クラスターの運用コストと可用性に直結します。Proxmoxにおける共有ストレージの選択肢は、ハイパーコンバージドインフラ（HCI）であるCephを用いるか、ZFSによるレプリケーションを行うか、あるいは外部NAS（NFS/iSCSI）を利用するかによって、ネットワーク帯域への要求レベルが劇的に変わります。

特にCephを採用する場合、ディスクI/Oの負荷が高いため、NVMe Gen5 SSDの導入が推奨されます。一方で、小規模なホームラボであれば、ZFSレプリケーションの方が設定が簡便で、ネットワーク負荷を抑えられる傾向にあります。

表2：ストレージバックエンド方式の比較

次に、運用上の大きな懸念点となる消費電力とパフォーマンスのトレードオフです。3台のミニPCを24時間365日稼働させる場合、アイドル時の消費電力が10W違うだけで、年間では無視できない電気代の差となります。

高性能なRyzen 9搭載機はコンパイルやAI推論などのバースト的な負荷に強い一方、アイドル時の消費電力が底上げされる傾向にあります。一方、Core Ultra系は電力効率に優れており、軽量なコンテナを多数動かす構成に向いています。

表3：CPUティア別 パフォーマンス vs 消費電力

ネットワークインターフェースの選択は、ライブマイグレーションの「快適さ」を決定づけます。2.5GbE環境では、メモリ 32GB の VM を移動させるのに数分を要しますが、10GbE環境であれば数秒から数十秒で完了します。

特にCephを導入する場合、パブリックネットワークとクラスターネットワーク（レプリケーション用）を物理的に分離することが強く推奨されます。ミニPCの場合、USB4やThunderbolt 4ポートを利用した10GbEアダプタの追加が現実的な選択肢となります。

表4：ネットワークインターフェース規格比較

最後に、構築目的別の推奨構成をまとめます。単に「自宅でProxmoxを触ってみたい」のか、「本番環境に近い高可用性基盤を構築したい」のかによって、投資すべきポイント（CPU、メモリ、ネットワークのどこに予算を割くか）が異なります。

特に、メモリ容量は仮想マシンの台数に直結するため、後から増設が困難なLPDDR（オンボード）モデルを選択する場合は、最初から最大容量を選択することが肝要です。

表5：用途別・推奨ハードウェア構成マトリクス

よくある質問

Q1. 3台のミニPCでクラスターを構築する場合、予算はどのくらい見込むべきですか？

ハードウェア構成によりますが、2026年現在のミドルレンジ構成（Ryzen 7 8845HS搭載機など）であれば、1台あたり約8.5万円、3台合計で約25.5万円が目安です。これに加えて、2.5GbE対応のスイッチングハブ（TP-Link TL-SG108-M2等）や、ストレージ増設用のNVMe SSD（Samsung 990 Pro 2TB等）を揃えると、総額で30万円前後の予算を計画することをお勧めします。

Q2. ミニPC 3台を常時稼働させた場合の電気代はどの程度になりますか？

アイドル時の消費電力を1台あたり約15W〜20Wと想定すると、3台合計で約45W〜60Wとなります。24時間365日稼働させ、電気料金単価を31円/kWhで計算した場合、月間の電気代は約3,300円〜4,500円程度です。負荷の高いVMを動作させ、CPU使用率が50%を超えると1台あたり30W〜50Wまで上昇するため、月額6,000円を超える可能性があります。

Q3. CPUはIntelとAMDのどちらがProxmoxクラスターに向いていますか？

マルチコア性能とワットパフォーマンスを重視するなら、AMD Ryzen 9 8945HSなどの最新Zen 4/5世代が有利です。特にCephなどの分散ストレージを運用する場合、CPUリソースを消費するため、多コアであるメリットが大きくなります。一方、Intel Core Ultra 7 155Hなどは、クイックシンク（QSV）を利用したメディアサーバー（Plex等）をVMで運用する場合に、ハードウェアエンコード面で非常に強力なアドバンテージがあります。

Q4. メモリは32GBで十分ですか？それとも64GB積むべきですか？

単純なVM運用のみであれば32GBで足りますが、HA構成でCephやZFSを利用する場合は64GB（Crucial DDR5-5600等）を強く推奨します。ZFSのARC（キャッシュ）やCephのOSDプロセスはメモリ消費量が多く、メモリが不足するとディスクI/Oが激増し、クラスター全体のパフォーマンスが著しく低下します。特に、1ノードあたり10以上のVMを動作させる予定であれば、64GBへの増設が必須と言えます。

Q5. ネットワークは2.5GbEで十分ですか？10GbEを導入すべきでしょうか？

家庭内ラボであれば2.5GbEで十分運用可能ですが、Cephによるリアルタイムレプリケーションを行う場合、書き込み速度がネットワーク帯域に制限されます。2.5GbEでは実効転送速度が約280MB/s程度に制限されるため、大規模なデータ移行やバックアップ時にボトルネックとなります。より高速なマイグレーションを求めるなら、Thunderbolt 4ポートを利用したIntel X550-T2等の10GbEアダプタの導入を検討してください。

Q6. ストレージにコンシューマー向けNVMe SSDを使用しても問題ないですか？

動作はしますが、Cephのような書き込み頻度の高い分散ストレージでは、TBW（総書き込み容量）の消費が激しく、寿命が早まるリスクがあります。Samsung 990 Proのような高性能なコンシューマー向け製品でも、DWPD（Drive Writes Per Day）は低いため、重要なデータは定期的に外部のNASへバックアップしてください。予算が許せば、書き込み耐性の高いエンタープライズ向けSSD（KioxiaやMicronの法人向けモデル）の導入が理想的です。

Q7. ノードが1台故障し、2台だけになった場合にクォーラム（定数）はどうなりますか？

3ノード構成の場合、過半数の2台が生存していればクォーラムを維持でき、HA機能が正常に動作します。しかし、さらに1台がダウンし1台のみになると、クォーラムを喪失し、安全のためVMの自動起動（フェイルオーバー）が停止します。これを避けるために、Raspberry Pi 5などを「QDevice」として設定し、物理的な投票権のみを付与することで、2台のミニPC＋1台のQDeviceという低コストな冗長構成を組むことが可能です。

Q8. ミニPC特有の熱問題への対策はありますか？

高負荷時にCPU温度が90°C〜100°Cに達し、サーマルスロットリングが発生してパフォーマンスが低下することがあります。対策として、PC下部にノートPCクーラーを設置するか、ケース底面にNoctua NF-A12x25などの静音・高風量ファンを外付けして底面から強制的に吸気させる方法が有効です。また、BIOS設定でPL1/PL2（電力制限）をわずかに下げることで、性能低下を最小限に抑えつつ温度を10°C〜15°C下げることが可能です。

Q9. 将来的にARMベースのミニPC（Ampere等）でクラスターを組むことは可能ですか？

Proxmox VEは伝統的にx86_64アーキテクチャ向けに開発されていますが、コミュニティベースでARM64への移植が進んでいます。ただし、既存のx86用VMイメージをそのまま移行することはできず、ARM用OSのインストールが必要です。2026年時点でも、完全な互換性と安定性を求めるのであれば、AMD RyzenやIntel Coreなどのx86系ミニPCを選択するのが正解です。

Q10. メモリ規格のDDR4とDDR5で、Proxmoxの運用に差は出ますか？

明確な差が出ます。特にZFSやCephのようなメモリ帯域を大量に消費するストレージスタックを運用する場合、DDR5-5600の帯域幅は[DDR4-3200に比べて大幅に高く、ディスクI/Oの待機時間（I/O Wait）を削減できます。大量の仮想マシンを同時に起動したり、ライブマイグレーションを頻繁に行う環境であれば、DDR5搭載機を選択することで、システム全体のレスポンスが向上します。

まとめ

ミニPC 3台を用いたProxmoxクラスター構築の要点は以下の通りです。

• クォーラムの確保: 3ノード構成にすることで定足数（Quorum）を維持し、ネットワーク分断時の「スプリットブレイン」現象を防止してHA（高可用性）を実現できる。
• 共有ストレージの重要性: CephやZFS（レプリケーション）を導入することで、仮想ディスクをノード間で同期し、ダウンタイムなしのライブマイグレーションが可能になる。
• ネットワーク帯域の確保: ストレージトラフィックの負荷が高いため、最低でも2.5GbE、理想的には10GbE NICを搭載したモデルを選定し、専用のネットワークセグメントを分けることが推奨される。
• ハードウェア選定: Ryzen 7 8000シリーズやIntel Core i5等の多コアCPUに、64GB以上の大容量メモリを搭載したミニPCを選ぶことで、リソースの余裕を持たせたVM配置が可能になる。
• ストレージ速度の追求: Ceph構築時は、書き込みレイテンシを抑えるためにNVMe [Gen4 SSD](/glossary/ssd)等の高速ストレージを全ノードに共通して搭載することが不可欠である。
• HA設定による自動復旧: HAグループを設定することで、特定のノードが物理故障した際、他の生存ノードでVMを自動的に再起動させ、サービスの継続性を担保できる。

まずは小規模な構成から開始し、負荷状況に応じてメモリの増設やNICのアップグレードを検討してください。自宅ラボに本番環境に近い仮想化基盤を構築し、インフラ運用のスキルアップに活用することを提案します。