2011年1月19日

Windows 7 & IE9杯 自作PCの祭典 2010 エントリー(Z'sWS ExtremeGen.2 TwinTower)

Z's_WS_Extreme_logo.jpg

Z's_WS_Extreme Gen2_SR-2_Twin_Tower.JPG

 

◆エントリー部門

【究極パフォーマンス部門】にエントリーします。

 定格部門、究極部門でエントリして、2年連続惨敗でしたが、今年も究極部門にエントリします。
今年は、新作の究極PCを制作したのでリベンジです。

 このマシンのコンセプトは、Windows 7 が動いて、電源を入れるだけでフルパワー24時間稼働
可能なマシンで、何でもこなしますが、計算能力が売りのグリッドコンピューティング用マシンです。
(ベンチ用マシンではなく、実用マシンです。)

 実現に当たり、Core i7 980XのチューニングをTeam SHACHIHOKOで、ずいぶん勉強しました。
980Xのチューニングは確かに設定に幅があり、腕の見せどころが沢山あり、大変楽しいです。
しかし、きちんとチューニングした980Xでも、演算性能が問われる科学技術計算の世界では、
定格のXeon X5680に劣ります。

 Xeon 5500〜5600プラットフォームは、昨年までOC環境が無く、組んで終了の状況で、
制作するつもりはなかったですが、EVGA SR-2が出てきましたので、挑戦することにしました。
 目標は、X5680定格とクラス違いのチューンド980Xを2個分の性能の実現ですが、
選別の基準も違えば、QPIを2CH動かすことになるためか、980Xよりシステム周りのクロックや
コアのトップエンドが伸びてくれません。
 熱も980Xよりは出ませんが、4000MHzオーバーで安定に動かすチューニングを行うと、
2個のCPUですから半端ではありません。980Xのチューニングでは、通用しない部分が
どうしても出てしまいました。

 これらの背景から、EVGA Classfied Super Record 2をSR-2らしいチューニングで、
全開運用できるようにマシンの制作を行いました。
全ては、4.2GHzオーバーのX5680+マルチGPUを24時間全開稼働させるために。
と言いながら、資金的には苦しく、CPUは、また、中古品です。(新品を買ったこと無い。。。)

 

◆エントリーマシンの構成パーツ

マシン名:Z's WS Extreme Generation 2 Rev2.0 Twin Tower

CPU0/1Xeon(Westmere-EP) X5680 B1 TDP130W@3.33GHz(133MHz×25)
S/N(ロット) #3005F780
M/BEVGA Classified SR-2 270-WS-W555-KR
MEMORYSanMax SMD-6G88NP-16F(HYPER)-T x2  計12GB
 2GB DDR3 1600  7-7-7
S/N(ロット)4647357Z7289  6枚
HDDSystem SSD : 240GB RAID 0
RAIDSystemRAID on Chip :PwerPC , Expander : LSI Logic LSISAS2X36
システムRAID 0 SSDCrucial REAL SSD C300 CTFDDAC064MAG-1G1 x4
データ RAID 6 HDD   ―
メンテ用HGST HDS721050CLA362(SATA 3Gbps 7200rpm 500GB HDD)
バックプレーンDIRAC DIR-1040SS  2.5"x4用  (現在x1、最大x4)
 Logitec LHR-IS01BK 3.5"x1用
光学ドライブLG HL-DT-ST DVDRAM GH22NS50
ビデオカードNVIDIA GeForce GTX580 2枚
VGA 1ELSA GLADIAC GTX580 1.5GB
VGA 2LEADTEK WinFast GTX580 1536MB GDDR5
ケースMountain Mods Extended Ascension CYO 改 with Lubic
電源1200W+1050W
メインCORSAIR CMPSU-1200AXJP
補助ENERMAX REVOLUTION 85+ 1050W
サウンドオンボード Realtek ALC889
  
 冷却系 
●CPU1系統当たりの構成。合計2系統
 水枕Koolance CPU-360 V1.2
ポンプLAING D5 x 2
ラジエタ Hardware Labs Performance Systems  BLACK ICE GTX480
ラジエタファンXINRUILIAN RDH1225NMB24 x4 x2
水温計Phobya LCD Display w/In-Out G1/4 Temp Sensor
流量計Koolance INS-FM17N+ADT-FM03
クーラントJINGWAY ICELAND COOLANT UV Blue
●GPU1系統当たりの構成。合計2系統
水枕Koolance VID-NX580
ポンプLAING D5
ラジエタXSPC RX360
ラジエタファンCOOLER MASTER R4-L2R-20CR-GP Red x3
水温計Phobya LCD Display w/In-Out G1/4 Temp Sensor
クーラントKoolance LIQ-702RD-B Red
●M/B 
水枕Koolance MB-EVCSR2
ポンプLAING DDC
ラジエタHardware Labs Performance Systems BLACK ICE SR-1 120
ラジエタファンCOOLER MASTER  R4-L2R-20AC-GP Blue x2
水温計Phobya LCD Display w/In-Out G1/4 Temp Sensor
クーラントJINGWAY ICELAND COOLANT UV Blue
●SystemFan 
SystemScythe SFF21F 120mm x 25mm  x1
RAIDカスタム オリジナル品 120mm x 25mm  x1
VGAカスタム オリジナル品 120mm x 25mm  x1
吸気COOLER MASTER R4-L2R-20CG-GP Green x3
MemoryOCZ XTC Cooler Rev 2   x2
 ●FanControler 
 Scythe KAZE STATION KST01-BK-3.5 M/B用ラジエタ用
 Scythe KAZE MASTER PRO KM03-BK  VGA用ラジエタ2機用
 LAMPTRON FAN-ATIC CPUラジ2機、吸気、CPUポンプ2機目用
  
モニターDELL 2407WFP-HC(1920x1200)

 

◆使用OS

Windows 7 Ultimate DSP(64bit版)

Windows 7は、メインマシンにUltimate、サブ機にはProを使ってますが、
このマシンは、Ultimateを使用しました。
 

◆「CPU-Z 1.56」の情報画面

CPU-Z_Status_SR2_X5680.jpg 
 これは、本祭典向けセッティングです。24時間全開のときは、4.2〜4.4GHzで動かします。
これ以上のセッティングは、石がヘタります。

 2010/7/17〜2010/7/25のWCGチャレンジ(科学技術計算の計算量レース)を、
980X4.6GHzで挑戦したのですが、どうも、終盤で、電圧のセッティングからして、
若干ヘタりが出始める兆候がありました。
(この時は、このクラスのセッティングで24時間100%負荷の例は無く、初のトライでした。)

 この後、仲間の経験とも合わせてみると、結論は、GulftownやWestmere-EP
(32nm 6Core 12thred)の限界点は、4.4GHz程度だな〜というところです。
これを超えたセッティングでは、100%負荷24時間連続運用をやったら壊れるでしょう。
4.6GHzクラスですと、ベンチが通るとか、prime等で1日回る程度でOKと判断して、
全開で回し続けるとジワリジワリと死に近づくようです。

とは言え、祭典では、ルールのベンチスコア争で評価さるわけですから、このマシンの
ベンチセッティングがどの程度か、壊わさない範囲で見てみました。
 

◆Windows 7の「エクスペリエンスインデックス」表示画面

ExperienceIndex_SR-2.jpg
(クリックで、原寸画像が見れます)

 オール7.9です。昨年の状況では、液体窒素で冷やそうが、7.9が出ないはずです。

7.9の条件
1.CPU
Xeon 5600 HT-ON 6Core/12thread x 2=24threadで約4.2GHzオーバー。
4.0GHzでは、7.8でした。

2.メモリ
これは良く解りません。トリプルDDR3 1600 CL6設定で7.9行ってしまいます。
しかし、これより速い設定にもかかわらず7.8の場合もあるようで、不明です。

3.VGA
GTX480定格1枚、GTX285 SLI以上で7.9なので、GTX580を1枚で7.9行きました。
Radeon 5800系では、OCしても、7.8まででした。
NVIDIAのSLIは、複数GPUを1個のGPUとして認識させられる特徴があるから、
スコアが伸びますが、ATIの場合、プライマリのみの評価になるので、
スコアが上がりません。昨年は、現在でも一枚としては、最強の5970で、はまりました。

4.Strage
C300 64GB等を2枚ICH RAID 0レベルで7.9行くのでハードルは低くなりました。
 

◆「PerformanceTest V7.0 Build 1019」の結果表示画面  

PassMark_SR-X5680+GTX580_1.jpg
(クリックで、原寸画像が見れます) ※エントリ時のデータ
 

PassMark_SR-X5680+GTX580.jpg
(クリックで、原寸画像が見れます) ※アタック後の更新データ(1/29更新)
セッティング概略:CPU 4.6GHz Mem 1000MHz 7-7-7 GPU 1000/2400(Core/Mem)
マシンが羊のぬいぐるみを脱がせろと、うるさいのでアタックデータに更新。

・条件:Win64版、デフォルト設定(初期状態から設定を変更しない状態)
・光学ドライブテスト:Windows 7のインストールディスク

1.2D Graphics Mark
 昨年はCore2世代のXeon5400でCore i7に対抗したので、相手にもされませんでしたが、
本年は、Core i7世代なので、なんとか戦える感じです。
総合スコアの14%のウエイトは高いので、ここが伸びないと、つらいです。
GPUも、若干使われているようですが、GPUの使用率見ると、CPUメインの処理です。

2.3D Graphics Mark
マルチGPUは、かえってか性能を落としてしまいます。
SLIのプロファイルをいじって、GPUの負荷がかかるセッティングを探しましたが、
電力的にも、シングルの方が良さそうです。私のマシンでは、
GPUを外さなくとも、ジャンパの操作で簡単に完全なシングル構成にできてしまいます。
12%のウエイトですのでよっぽど仕事をしてくれないと、3Dでは引っ張れません。

3.Memory Mark
メモリの転送能力はウエイト19%と非常に高いので、セッティングに燃えますね。
しかし、数十MB積んだマシンのスコアが異常に高いです。
頑張って、セッティングしても、例えば、4GB x6 x2の48GBとかの方が、
ラージデータ転送でスコアが高いです。しかし、こうゆうマシンは、転送速度自体は、
遅いので、CPU処理速度に対しては不利になってきます。
どっちが、楽しいかと言えば、トリプルチャンネルを高速動作で攻める方です。

4.Disk Mark
RAIDカード+SSDx4 RAID 0の性能ですが、もっと行くと思ったのですが、
あまりよろしくありません。
原因は、このプラットフォームと考えられます。つまり、nForce200の呪いです。

今回は、強烈ななCPUパワーで他の劣勢をどこまで引っ張れるか〜???
負荷自体は、軽いベンチです。このベンチが通るセッティングでグリッドをやったらブルーバックです。

 以前PerformanceTestは使ってたので、期限切れで、この祭典のためにシェアウェア料を
払いました。おかげで、ベンチ記録が見れて参考になりましたが、異常にディスクの能力が高い
ものがあります。おそらくメインメモリのRAMDiskの力を借りているのだと思っているのですが、
違うかな〜。(本祭典では、システムC:ドライブ測定なので反則セッティングになるでしょう。)
 

◆「WebVizBench」の結果画面

Score 8170 / 55.32fps  CPU 4.6GHz, GPU 1000/1200(Core/Mem)

Web_Vizbench_7hai2010.jpg
(クリックで、原寸画像が見れます)

初めてのカテゴリのベンチマークでした。
 GPUの使用量が思ったより低く、CPUのOC度が結構スコアを左右しているのではないか
と思います。
 SLIのチューニングより、シングル環境にして、CPU&VGAのOC頑張った方が良さそうな
ベンチに思えます。CPUのMaxクロックが伸びない私のマシンでは辛い感じでした。
負荷自体は、超軽いベンチです。私のマシンにとっては、単なる数字だけです。
 

◆「ロスト プラネット 2 ベンチマーク」の結果画面 

・DirectX 11モードで計測
・”テストタイプB”を計測
・本ベンチマークは、エントリーしたマシンがどのような解像度、画質でゲームを
 楽しむことを狙っているかを示すために使います。そのため、解像度、画質設定は任意
 

条件1:RANK A 98.5fps SLI有効

CPU 4.6GHz, GPU965/1100(Core/Mem)

Lost_Planet_2_Result_High.JPG
Lost_Planet_2_Setting_High1.JPG Lost_Planet_2_Setting_High2.JPG Lost_Planet_2_Load_High.jpg

 条件1は、一番重いセッティングです。ハイエンドGPUを持っていたら、やはり、
品質最大で楽しもうと思うでしょう。SLIがガッツリ利いています。重いんですね。
CPU負荷は、ちょろいですが、GPUは、PassMarkほど高クロックで回せませんでした。

条件2:RANK S 154.6fps

Lost_Planet_2_Result_Low.jpg
Lost_Planet_2_Setting_Low1.jpg Lost_Planet_2_Setting_Low2.jpg

 条件2は、最軽量時のスコアです。
しかし、これは〜。チューニングが役に立たんのでは〜。。。
OCしかスコアを伸ばす要素なしですね。SLIしてもスコアが伸びてくれません。
色々やってみても、負荷が分散されるだけでスコアに繋がらない。。。
 ま、いいんじゃないでしょうか。 

◆Windows 7を使って良かったと感じた点  

 昨年は、vistaとの比較で消費電力の低減化や、メモリの使用量の低減のメリットがありました。
今年は、使い続けていての話ですが、インストールが楽ちんで、新環境やお試し環境の構築が
楽になりました。SR-2を作り始めて、パーツの変更や、ドライバのクリーニング目的で、
5回程、完全に新システムを構築してますが、以前に比べて、楽と思います。
 GUIの使いごこちですが、慣れたら、仕事で使っているXpより、自宅の7の方が使いやすいと
感じています。
 マシンパワーに任せて、エアロに、壁紙の切り替え、ガジェット等でにぎやかにしても平気なので、
楽しいデスクトップが実現できてます。
 

◆IE9を使ってみて一言!

 IE8に比べ、見た目が少しシンプルになって広くウインドウを使える感じなのは良いと思います。
使い勝手の側面では、IE8からの切り替えに特に障害は無いのではと思います。
むしろ、Norton等のセキュリティーソフトとの連携が出来ていないと障害になるのでは
と感じました。

 速度に関しては、IE8を使ってて速度の問題を感じるときは、サーバーサイド速度の問題です。
ローエンドのハードでは、大きな恩恵があるのではないかと思いますが、ハイエンドの
ハードウェアでの恩恵は少ないと思います。ハイエンドパーツでないと、使えないコンテンツは、
市場の多くで受け入れてくれるはずがありませんものね。
 

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◆解説文 0_(はじめに)

 昨年までの究極マシンと呼ばれたマシンは、私にとっては、全開常用PC作りが
コンセプトなので、カテゴリが異なるマシンばかりでした。
今年こそ、ベンチスコアを出すために作られた究極マシンを超えたいところです。

 私のテーマであるXeon OCの現段階での最高は、EVGA SR-2プラットフォームです。
これにCPUは、Xeon X5680 x2を中古で導入し、OCしています。

  VGAは、GTX580または、HD6970を導入するか、昨年から使ってる5970を使うかでしたが、
5970ではインデックスが7.8しか行かないし、ロストプラネット2ベンチで不利です。
今年は、GTX480,580が使えるグリッドコンピューティングプロジェクトが好成績から、
GTX580を選択しました。昨年までですと、圧倒的にATI 5800系だったのですが、
アプリサイドの状況も変わってきました。やはり食わず嫌いはダメですから、NVIDIAを
使ってみようというところです。ベンチのスコアメイクを考えると、どっちもどっちに
思えますが、やはり、グリッドでの実質演算能力が高いものを選択しました。

 ストレージですが、SR-2では、nForce200関連の相性問題が難しいところです。
そのため、最速を手に入れることは難しい状況と思います。
ストレージとしての信頼性を考えると、エンタープライズ向けRAIDカードにて、
アレイを管理して、PCのM/Bには、余計なことをさせないようにして、
信頼性とストレージ速度の底上げを行っています

 この新作は、これらを満たすために必要なものを全て詰め込んだ究極マシンです。
制作の計画時は、シングルCPU機が2台程度のイメージでしたが、これを1台に
詰め込むのは、非常にハードルが高く、性能をフルに出す作りこみをすると、
前作のskulltrailより非常に難しいです。ポイントは、どの部品もCore 2世代と比較にならない
発熱量で、これを2台分冷やすのは難しいです。

 以下に、このマシンの特徴を示します。
 

◆解説文 1_(演算能力)

 CPUの選定ですが、結果の設定からは、ひとクラス下のもので良い
ように思えますが、Xeonの場合、倍率フリーでないので、設定幅を持たせるため、
BCLK/Core Ratioが一番高いx25のX5680としています。
セッティングを見つける際に、各部のOC耐性を見たり、周波数の組合せで、
安定度、発熱量等を見ますが、幅が無いと、見つけにくいし、上手い設定に
持って行けなかったりしますので、結果的に、最高クラスの選択になります。

Sandra_Score2011.jpg

CPUパワーは、昨年エントリのマシンの軽く倍の性能を達成しています。
 昨年は、単体性能が半分のCore2世代のCPUを2個の力技で、Core i7に
勝てなかったわけで、ならば、今年は、Core i7世代を2機でぶっちぎります。
Dhrystone iSSE4.2 : 405GIPS
Whetestone iSSE3  : 285.32GFLOPS
GPUの倍精度演算能力並みです。
 

◆解説文 2_(SR-2を使ったWS

 この部分は、私の考えであって、個性の部分であります。これが必ず絶対ではありません。
Westmere-EP世代になって、非常にメモリ周りの選択が楽になったと思いましたが、
後に、そうでもない状況になってしまいました。
skulltrailでは、FB-DIMMでしたので、発熱がCPU並みで冷却が大変。非常に高価。
低レイテンシモデルは目玉が飛び出る価格。なのに、OC耐性は殆ど無しと、辛い状況が、
SR-2では、PC用のDDR3メモリが使えるということでハードルが下がりました。

 しかしです。SR-2が出た頃は、もう、ELPIDA MGH-E Hyperの高クロック低レイテンシモデルが
入手不能の状況で、また、メモリが足を引っ張る状況です。
以前からX58プラットフォームを使ってて回るメモリが入ってるマシンにセッティングで勝てない
状況になってしまいました。

 Core i7 のメモリの定格は1066MHz、Xeonは1333MHzです。Xeonの場合、各チャンネルに、
DIMMを1枚の構成の場合の話です。これを、各チャンネル2枚とすると定格は下がり、
1066MHzになります。各チャンネルに2枚付けると、OC限界がかなり落ちると想像されますが、
実際、2枚差しは、クロックも伸びないし、低レイテンシ設定も苦しくなります。
 そこで、エントリのマシンは、2GBのDIMMを各チャンネルに1枚としました。この方が、
OC状態で連続全開運用する際の安定性に優位です。あくまで、OC状態での安定運用を
優先した構成にしています。

 私の環境の場合、あまりQPIが伸びてくれないし、Xeonのためメモコンの倍率設定が
2000MHz系でハイチューンレベルに設定できません。そもそも、耐性が悪くあんまり
上げられませんでしたので、中クロック低レイテンシ系で設定しています。
 中古を買ったのが悪かったのか。しかし、私は980Xで低電圧、低発熱系と言われる
Fロットを回していて、これと同ロットの石だったのでいいな〜と思って、手を出しています。
特性は似ていて、熱はそこそこで、全開常用マシンを作るにはいいと思うのですが、
トップクロックが伸びてくれませんでした。手持ちの980X − 200MHzな感じです。

M/B自体は、Xeon E5504をBCLK214MHzで、24時間全開運用にに耐えてますので、
CPUの耐性ハズレのようです。そもそも、X5680はこんなもんなんだろうか。。。

 SR-2の特徴は、nF200搭載により、PCIe 2.0 x16を4本搭載しています。
これをどう使うかは、大きな選択です。
このマシンでは、2個のnForce200をグラフィック用とストレージ用に分けて使用して、
3枚以上のGPU搭載は、切り捨てています。3Dゲームベンチ特化の構成をせず、
WSとしての性能追求の方向としています。

SR-2_Ext.Board.jpg
 

◆解説文 3_(RAIDシステム)

SR-2_RAID_System.JPG

 このマシンのストレージは、高速、を実現しつつ、CPUに負荷がかかるチップセットの
ストレージ機能は、常時使わない光学ドライブと、リムーバブルHDDだけにして、
普段の重演算に邪魔をしない構成です。

 本年は、6Gbpsのストレージに対応するRAIDカードで、
値ごろ感がある6GbpsのSSD C300 64GBを4枚の構成としました。
 今後は、使用したRAIDカードの余りのポートに、データディスク用に、
HDDで、ある程度高速で大容量を実現するアレイを構築する予定です。

 昨年エントリのマシンに搭載した、AdaptecのASR-51245は、intel IOP348でした。
これに比べ、本マシンのRAIDカードは、PowerPCが搭載されており、発熱が減りました。
IOP348は、暴風空冷が必須でしたが、PowerPCはそよ風程度でOKです。
静かに使うにはメリットがあります。

 本RAIDカードを購入する際にSR-2で、まともに動くRAIDカードの情報が無く、
購入には勇気が要りました。パフォーマンスが出なかったら、高い勉強代になります。
 原因は、nForce 200のスイッチング動作と、カードがnForce200の先にあるため、
Boot 時の認識トラブルが問題になります。nForce200搭載のシステムでは、
RAIDカードとM/BのBIOSの仕様で、結構相性問題が出ています。
本RAIDカードは、nForce200の影響で、全開パフォーマンスは出ていませんが、
近い所まで出ていますので、SR-2に搭載する高速RAIDカードの選択としては正解と
思っています。

 チューニングは、ストライプサイズを昨年取ったPassMarkの特性から、適性値を選んでいます。
PassMarkのスコアだけでは嘘くさいので、他のベンチで解りやすいデータを
載せておきます。

CrystalDiskMark_Data2011.jpg
 

◆解説文 4_(究極のパフォーマンスと安定性)

 このマシンの使い道は、仮想マシンによる用途別環境を一つのWSで実現したり、
極まれですがゲームをしたり、音楽を聴いたり...、どんなことをやっても、
ストレスレスなマシンとして制作していますが、作りこみ中の現在は、
グリッド・コンピューティングへのボランティア参加と、ベンチアタックメインです。

 SMP(対称型マルチプロセッサ)の威力を発揮できるプロジェクトとして、
主に、World Community Grid(WCG)、PrimeGridに参加しています。
また、GPUの威力を発揮できるプロジェクトとして、DNETIC、Milkeyway@home、
PrimeGridに参加しています。

・WCGは、先端医療技術開発の研究で、たんぱく質解析を行っており、
がん治療等の開発を行っています。また、食糧問題、エネルギ問題、
化石燃料の枯渇より大きな問題のクリーンな水を得るため研究のための
の計算を行っています。
WCG_Logo.jpg

・PrimeGridは、素数の発見や、素数に関わる数学問題の解析を行っています。
これは、社会貢献というよりは、自分の興味と負荷が大きいので計算機の
チェックに役立っています。最近では、NVIDIAのGPUで高速演算が
できるプロジェクトが出てきたので、GPUの有効利用にも良いかもしれません。
PrimeGrid_Logo_240

1.演算能力最高のWindows 7マシン

 201012/15〜25で、WCGチャレンジに参加しました。 これは、チームで
参加して、国、チーム間で計算量を競うお祭りです。
この期間で、このマシンはWindows 7が動くパソコンとしては、世界最高を記録しています。
上に居たのは、2台の物理コア63.5個127スレッドのWindows Serverマシンと、
Linuxマシンで、3番目でした。
WCG_X5680_Weekly2.jpg

 数字の見方は、1日単位ですと、計算結果の承認にばらつきがあるため、1週間当たりや、
一月あたりを見ると良いです。ちょうど、チャレンジのようなお祭りがあると、猛者の
マシンが24時間稼働でガッツり計算してきますから、いい機会でありますね。
 やはり、OCマシンの単発としては、XtremeSystemsのメンバが高速な端末を回しています。
凄いチームです。今回のチャレンジには、XtremeSystemsも参加してました。
980Xマシンとしては、Team SHACHIHOKOのメンバが世界最速を記録しています。

challenge_11day.jpg

 こちらは、2010/11/16〜2010/11/22のチャレンジの様子で、11日間連続で、
100%負荷ノンリセットで走らせたときの記録です。超安定とは、これができる
レベルが私の定義です。

2.GTX580 x2の威力
 PrimeGridのProth Prime Search (sieve)は、2010年末にNVIDIAの
GPUのCUDA23による演算に対応しました。2011年初頭時点で、
単位時間当たりの貢献効率が高いプロジェクトになっています。
常時全開の安定設定の900MHzでGTX580を 2枚24時間稼働をさせた時の
演算能力は、136万pt. / 日と、HD 5970を定格で回した時が36万pt. / 日だったので
飛躍的に向上しています。私にとっては、これをやるためのVGAの水冷化です。

 ベンチアタックやゲーム程度では水冷は要らないという意見もあるかもしれませんが
グリッドで100%負荷を続けると、純正の空冷システムですと、石が死ななくても、
ファンは確実に壊れるでしょうし、他の部品の寿命も短くなるでしょう。

 連続100%耐久テストで、2枚のGPUの耐性差が見えてきました。
ELSAの方が、900MHzで落ちませんが、LEADTEKのは、870MHz程度となりそうです。
880,890MHzでは、部屋が寒いと連続稼働が平気ですが、閉め切った部屋で
室温が上がった状態で、連続全開をすると、数時間〜10時間程度でドライバが
応答不能になって、定格に戻って計算を続けてしまいます。(〜1/19)

Prime_PPS_sieve_GTX580x2.jpg
 GTX580でPrimeGrid、HD5770でDNETCをフル稼働させると、
大体日間貢献ポイントが日本で一桁に入ります。
 この辺りにランキングしている方は、皆、ハイエンドクラスのGPUを
何枚も24時間稼働させています。

TOP_JAPAN.jpg

 現在、日本は、BOINCの貢献度世界ランキング4位で、UKと、僅差の状況です。
この世界では、日本は結構凄いんです。2011/1/21:3位へ浮上

JAPAN_Rank.jpg

 

◆解説文 5_(本気全開のSR-2をきちんとケースに入れる。)

Z'sWS_Right_Side.JPG

SR-2をSR-2らしいチューニングで、連続全開運用することはハードルが高いです。
  ・発熱とどうやって抑えるか
  ・常時1kW、ピークで1500Wオーバーの電力供給
  ・大きなM/B、沢山のパーツを上手く収める。
この結果、国内販売で手に入るケースでは、対応不能と判断しました。
  ・HPTXサイズのM/Bが入る。
  ・電源を2個積める
  ・メンテナンス性
  ・複数系統の水冷装置の搭載
これらの条件を満たすケースとして、Mountain Mods Extended Assension CYOを
個人輸入しました。また、SR-2を水平置きに設置できる唯一のケースです。
メーカー想定外レベルの水冷ブロックを設置するため、垂直置きよりM/Bに優しいです。
でも、水が漏れたら即アウトですから、危険もあります。
 ポンプ等の部品は、M/Bの下に配置でき、フィッティングや水枕をモニタし易いので
メンテはやりやすいです。

 しかし、このケースは、いざ手にしてみると、そのままでは、使い物になりません。
アルミ製のケースで、それほど出来が悪いわけではありませんが、
ネジ穴のずれ、欠品、、こんにゃくのようなM/Bバックプレート、全体的に低剛性。
ここまで書けば、欠陥品なわけですが、巨大なSR-2に、重い水冷部品をシングルマシンの2台分
を載せた上で、真っすぐに保つことを考えた場合の話です。

 結果、Lubicによる各部の補強と、内部のフレームを作り直すことでクリアしました。
ただ、重量と大きさは、国内販売のPCケースの領域では、完全に規格外の状況です。
ケース補強は、昨年記事にしましたのでこちらを参照してください。

http://www.myme.mine.nu/blog/digilog/2010/09/extended-ascension-lubic.html

現在の状況とは、若干異なる部分がありますが、基本レイアウトはそのままです。

Control_Condition_Unit.jpg

 EVGAのマザーには、ECPという、コントロール基板が付いていますが、
これを、付けてみました。これには、M/B上にあるPCIeの有効・無効を切り替えられる
ジャンパがありまして、想定外で、水冷のVGAを載せたま、ハード的にシングル、SLIの
構成に出来てしまいますので、ベンチアタックするときに役立ちました。

 サイドには、1200W電源CORSAIR AX1200が鎮座しています。
このマシンにとっては、これは重要部品です。ENERMAX REVOLUTION 1050Wでは、
X5680を4GHzオーバーでドライブ出来ませんでした。安全装置が働くのか、
落ちてしまいますが、AX1200なら常時1kWを供給し続けても、びくともしません。
これが無ければ、WCGチャレンジを乗り切れなかったことでしょう。

温度計は、上がM/Bの水温、下は、CPUの各系統の水温をモニタしています。

FrontPanel.JPG

フロントパネルは、左の上から、
 ・RAIDシステムの表示機
 ・下にSSD 4機
です。右は、一番上から、
 ・USB, SATA, AUDIO、M/Bラジのファン2機のコントローラ
 ・光学ドライブ
 ・メンテ・データ用の3.5インチベイ
 ・VGAラジ冷却用ファン6機のコントローラ
 ・LAMPTRON FAN-ATICで、構成は一番下が右から、
   1.フロント吸気ファン3機のスイッチ
   2.CPUラジエタのプッシュファン8機のスイッチ
   3.CPUラジエタのプルファン8機のスイッチ
   4.AUX
   5.CPUポンプデュアル作動スイッチ
としています。

Z'sWS_Left_Side.JPG

 こちらは、反対側ですが、VGA関連が目立ちます。温度計はVGAの各系統の温度を
モニタしています。電源のENERMAX REVOLUTION 1050Wは、ポンプ、ファン
VGA2機目をドライブするための補助電源です。ON/OFFは、メインとリレーで
連携させています。

 背面の配管は、2系統分のCPU冷却用のものです。運搬、メンテを配慮して、
比較的圧損の少ないKoolance VL3-Nシリーズシャットオフバルブを
かましています。通常のM/Bの水枕やVGAの水枕が同一系統にある構成に比べれば、
圧損は低く、かなりの流量を実現できていますので、問題無しです。

Z'sWS_Upper_Side.JPG

 ラジエタマウントは、BLACKICE GTX480を2機とサンドイッチファンとしているので、
重量に耐えられるよう、Lubicでがっちりフレームを組んでいます。それほど、
冷却が苦しくない時は、機体上部へ折りたためるようにしています。
 

◆解説文 6_(マシンの写真と水冷装置)

SR-2_internal.jpg

 本マシンの冷却システムは、昨年エントリのマシンとは、考え方を変えています。
1機の360サイズのラジエタで、CPU+システムを冷やして、もう一機でVGAで十分と考えていました。
しかし、Core i7 980Xを4.6GHzで回して、考え方が変わりました。
 4.2GHz以上で全開で24時間連続稼働を安全に回すには、CPU一機あたり
BLACKICE GTX480じゃないと、苦しいと考えています。

 これをベースに、このマシンでは、昨年のマシンのVマウントラジエタを特徴とした冷却システムに
対し、完全対照型冷却システムを実現しました。
 2機のCPU、M/B、2機のVGAに対して、各1系統ずつの計5系統の冷却システムを持たせることで、
各要素の冷却特性の差が小さくなるようにして、OC限界を探りやすくしています。

SR-2_MB_Radiator.JPG

 こちらはM/Bを冷却するラジエタです。BLACKICE SR1-120を2000rpmファンでサンドイッチです。
2個のnForce 200は、元々発熱が大きく、拡張ボードに悪影響を与えますし、IOHは高クロックで、
常用しますので、水冷化が必須です。これらを専用チャンネルで冷却しているわけですが、
ちょうど良い位です。思ったより発熱が凄いM/Bです。
 下のラジエタは、XSPC-RX360で1機分のVGA冷却用で、もう一機のVGA用のラジエタは、
前側にマウントしています。

GTX580.JPG

 VGAの水枕は、マイクロフィンを採用しているKoolanceとしました。
取り付け自体は、特に何の問題も無く実施できました。アクリルのボディーの方が
綺麗ですが、今回のはアセタールです。多分、マイクロフィン採用のため、
圧損が大きくなり、水路の劣化防止を優先させているのかと思われます。
冷却性能は、アイドルで30℃程度、高負荷で42℃程度になります。(室温による。)
効果は絶大で、24時間フルパワーマシンには、必須アイテムです。

Z'sWS_Extreme_Pumps.JPG 
 これが、冷却システムのポンプ部です。ボディの両端に、VGA用のポンプを設置しています。
Koolanceのポンプブロック一体型のリザーバタンクを使って省スペース化を実現しています。
クーラントが赤色のタンクです。
真ん中の青い2個がポンプリザーバ一体型のデュアルD5のブロックとリザーバです。
手前のブルーのタンクが、M/B用のDDCポンプブロック一体型のリザーバです。
計5系統7個のポンプが収まっています。

SR-2_Dual_Pumpx2.JPG

 デュアルポンプの効果ですが、私の環境では、効果有りの結論です。
デュアルポンプが効果があるのは、水冷システムとしてのバランスがあっての話です。

 まず、冷却対象が、それほど発熱しないような場合は効果が解りません。
定格〜ちょっとしたOCレベルでは必要ないと思われます。(電圧を盛る必要が無いため。)
 次に、ラジエタの冷却能力が、シングルポンプ時に、能力が余っていることです。
つまり、ボトルネックが、D5ポンプの流量になっている場合になります。
 冷却能力を上げたいとき、通常、配管を短く、エルボ等の圧損が大きな要素を削る等の
工夫し、さらに、ラジエタを増やしたりとするわけですが、ここまでやれば、冷えてしまいます。

 このマシンの場合、CPU一つのみに一系統のデュアルポンプ+BLACKICE GTX480
+サンドイッチファンとしています。ラジエタのファンが弱いだけで効果が見えなくなるし、
2個のCPUをこのシステム1系統で冷やそうとすると、今度は、熱量が冷却バランスを
超えてしまいまして、冷えてるのかと疑問に思えたりします。

 デュアルポンプの採用は、仲間が冷却に困っているなら、これとの話がスタートでした。
デュアルポンプは、有効、無効説があり、このマシンも、GTX480一機、2400回転ファン4機
でCPU2機を冷やす構成では、効果が良く解らない状態でした。さらに、サンドイッチ8機構成でも
効果が解らずで、ラジエタの熱交換能力が飽和していた感じです。
 次に、CPU1機にそれぞれ、GTX480一機、ファン4機、デュアルポンプの構成にしてみたのですが、
これも、効果有りか。。。と言う感じでした。結局、ラジエタを8機のサンドイッチファンで冷やして、
ようやく、バランスと言う感じでした。

 デュアルポンプは、発熱物体の発熱量、水枕、配管、ラジエタ、ラジエタファンのバランスが無いと、
コストがかかるだけに感じました。グリッドをやるときは、温度飽和状態での稼働となるので、
あまり効果が無さそうですが、感度の良いグリスに変更すると、ベンチアタックの時には、
更に良い効果得られないかと考えてまして、メンテの機会に今使っているシルバーグリスから、
変えてみようと思っています。

Z's_WS_DualPump_data.jpg

 こちらは、全開運転テストでCPU+GPUを共にフル稼働としています。
Hardware Monitorの右の数字Maxがシングルポンプ動作時で、Value(現在値)が
デュアルポンプ動作時です。3〜5℃下げられます。これは大きいです。
ポンプの構成は、S/W一つで変えられるようにしています。
非常に流量が増え、内圧も上がりますので、必要時にONにできる構成にしています。

 このマシンの、欠点ですが、この全開時の消費電力が1400Wにもなることです。
常時ですから大変なものです。低電圧で、同クロックで安定する石がうらやましいです。
私の石は、どうしても、電圧ドーピングを施さないと、常時安定となりませんので。。。
 

◆今後と課題

1.配線の整理
 とにかく必要なものをぶちこんだ状態の現在のこのマシン。美しくないです。
ぼちぼちと、考えたいと思います。

2.ストレージのパワーアップ
 フルスペックの6GbpsのSSDは、2011/1現在は存在していません。
このような状況でしたので、安価な6GbpsのC300 64GBで妥協しています。
これと思ったSSDが出てきたら導入を考えたいです。
 また、HDDによるデータディスクの構築を行いたいと思います。
2.5インチのHDDも、大容量で、速くて安価なものが出てきていますので、
満足なストレージシステムが作れると思います。
 

◆更新履歴

1/19:マシンと記事がひとまず完成したので、まずは、エントリ。
1/21:日本がBOINC World Ranking 3位へ浮上。誤記を修正。内容に変更無し。
1/26:デュアルポンプの採用経緯を追記。PrimeGrid リンク不良を修正。
1/29:PerformanceTest Score 更新、Raidシステム解説文追記
 

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