2009/09/28(月)Athlon II X2 240 で静音&低消費電力PCに挑戦

本当に1年経ってしまった新マシン計画ですが、この土日で組み立てて設定しました。今日になってようやく一区切りしました。普段通り使うにはまだまだ設定が必要ですが、一応一通り使えます。

選択したパーツ

種類パーツコメント
M/BASUS M4A785TD-MMicroATX AMD 785Gチップセット
CPUAthlon II X2 240TDP 65W
MEMUMAX DDR3-1600 2Gx21333で動作させた
HDDSAMSUNG HD502HI 500GB5400rpm。500GBワンプラッタ
光学HITACHI DVD-ROM GD-2500前マシンから流用*1
電源HK400-14GP 400WTWG-AL625BL付属*2
VGAオンボード(Radeon HD 4200)500MHz動作。Sideport DDR3-1333 128MB
LANオンボード(Realtek RTL8112L)1Gbitリンク。Jumbo Frame設定(9K)
OSWindows XP Pro SP3(32bit)OEM版。メモリや64bit機能が無駄

一部パーツは直接秋葉原で購入して、ケースとディスプレイと残り部品をドスパラに頼んだのですが、送料で2400円も取られました。送料安くなるとおもってまとめて頼んだのにぜんぜん意味なし(汗)。合計送料ちゃんと確認しないとダメですね(反省)。ほんとFaithとか送料無料キャンペーンやってたのでそっちで買えばよかった。

さてグチはそれぐらいにして部品選定について。

  • M4A785TD-M。AMDの785Gという、そこそこのグラフィック性能が統合チップセット搭載もので探しました。購入後に知ったのですが、MSIのマザーボードの方が省電力らしいです。失敗した……というか、これのせいでえらい苦労をしたのでした(下で述べます)。*3
  • Athlon II X2 240。別に重たい処理をさせるわけではないのでコア2つで十分。コア自体にL3キャッシュがないので省電力かなと思ったのですが、Athlon II X4 620とかとアイドル電力は大して変わらない模様。それでもX2なのは4つも要らないってだけ。240e(TDP45W)とかを最初狙っていましたが、K10STAT(クロック/電圧可変ツール)を使えばe付きを買う意味がまったく無いと知り通常版です。
  • メモリは無駄に4GB。低消費電力にするのだから2GB(1GBx2)にすればよかったと今更後悔しています。
  • SAMSUNGのHDDなんて買う気はなかったのですが、HD502HIは500GBプラッタで5400rpm。静音性と低消費電力から選びました。よくよく調べてみるとSeagateのBarracuda LPシリーズ(5900rpm)の1TB方が低騒音かつ低消費電力だったという(汗)
  • 蟹ギガチップなんて使いたくはないのですが、追加で刺すと消費電力増えるので。
  • ケースは静音性を目指して14cmファンに惹かれて買ったのですが、これもあとで述べるとおり大変でした(汗)

*1 : DVD-Rとか買っても使わないしかといって無いとこまるので流用。前マシンには、SCSIのCD-R PLEXTOR PX-R820を付けました。

*2 : 電源単体で買うより、ケースごと買うほうが安いという謎

*3 : MSIはK6時代にALIチップのやつでえらくヒドい目にあっていたのが大分嫌な思い出となっていたのでした。Gigabyteは、Athlon XP時代のDual-CPUボードでAMDチップバグとかでこれまた嫌な想い出が…。

低消費電力への挑戦

今まで使用していたPentium3がアイドル時44W、負荷時66Wとかなりの低消費電力でした(ただ古いので力率は60%ぐらいという(汗))。

上の構成+Prodigy 192VEのオペアンプを交換*4で使用して、まずK10STATの設定(様子見ながら現在も修正してます→低クロックで電圧下げすぎると温度によりたまにリセット等の症状に)。

StateCPUクロックCPU電圧NB電圧
P02800MHz1.0500V1.1000V
P12000MHz0.9500V1.1000V
P21600MHz0.9000V1.1000V
P3800MHz0.7500V1.1000V

NB電圧は非常に下げにくいです。すぐ不安定になります。この設定はDDR3-1333のときで、DDR3-1600ではNB1.0Vだとすぐハングアップします。しかし特に性能があがる訳でもないので1333動作にしています。

この状態でどんなに頑張ってもアイドル時(P3でCPU負荷なしで)60W。60Wを切らない。40W代が目標だったのに、まったく及びません。MSIのマザーボードを選べばよかったとか、上の部品選定を色々と後悔したのですがあとの祭り。現状でどうにかするしかありません。

ネット上での報告をみると、785G + DDR3構成で45Wぐらいまでは下がるようです。どうしたらいいのやら……。

犯人探し

色々調べてみるとこんな感じ。

  • 電源だけON(ATX電源の緑色の線をGND(黒)とショート。PS-ON) 7W
  • HDD 4W
  • DVD 0~1W
  • メモリ 3~4W

メモリ抜くのもなあってことで(1Gx2にしたら消費電力さがるのかは分からないけど)。マザーボードのDCDCが4フェーズだからかなあとか色々触って発熱している場所(=電気を食っている場所)を確認してもDCDCはほとんど発熱なし。サウスブリッジと785GのSideportメモリがやや発熱。

あれもう1つ発熱しているのが……。Prodigy192VEかあー!! 気付かなかった。滅多に録音なんてしないので使うときだけPCIに刺すことにしました。これで-10Wぐらい。まだまだ足りません。

電源。ACアダプタ電源は力率悪いし、それ以前にとても高いのでちょっと躊躇。80plusという高効率電源が今は流通していますが(というかこのHK400-14GPも80plus認定はうけてないものの公称80%以上の効率らしい)、ワット数が大きいのばかりなので100W以下で使うときの効率はまるで期待できません。200Wぐらいで効率の良い電源作ってくれればいいのにねぇ。

BIOSの設定を詰める

ASUSの訳のわからん設定がたくさんあるのであれこれ試してみました。

  • 効果のあったもの
    • C1E Configulationは、CPUのHALTをディテクトする機能らしいのですが、EnableにするとK10STATでNBの電圧を下げにくくなります(手元ではDDR1333時に1.000Vが下限)。挙動を確認したところ、CPU HALTを検出してNBを休止状態にするもののようです。HT周波数が2GHzのとき約8W、HT1Gのとき5W削減。
  • 効果のなかったもの
    • GPU Overclockingで標準の500MHzから150MHzに下げる。下がっているのかも知れないけども誤差の範囲。*5
  • 効果はあるが、性能も下がるもの
    • HT(HyperTransport)クロックを2GHz→1GHz。C1E Disableで5Wぐらい、C1E Enableで2Wぐらい下がります。
    • メモリクロックを下げる。DDR3-1600(800MHz)動作は明らかに消費電力が増える、電圧下げが安定しないという問題があり1333(677MHz)動作に設定しました。1066(533MHz)や800(400MHz)も1~2W下がりますが(他の条件によっては誤差)、それぐらいならいいかなと。

結局、性能と見比べつつ、

  • C1E ConfigulationはDisableのまま
  • HyperTransport1GHz
  • DDR3-1333動作
  • 電源ファンを改造(笑)

でアイドル時(800MHz@0.7V,NB=0.95V)で45Wまで下がりました。2.8GHz動作(P0State)で70W以下。

その後。

  • C1EをEnable
  • HT2GHz

に変更して40Wまで下がりました(HT1GHzだとさらに-1~2W)。電源をEA-380などの高効率なものに変更すると36Wまで下がりました(がこれは別マシンに)。この程度ってことはHK400-14GPもそんなに悪い電源じゃないですね(PS-ONだけで7Wぐらい)。

*4 : 再生にはまったく使ってないけど録音するときに使用している

*5 : AMD OverDriveをインストールし、GPUクロックを常時観察したところ、powerplayのおかげで自動で220MHz程度までさがるのを確認。GPUまわりは気にせずAutoにしておけばいいようです。SIDEPORTメモリクロックはさげてくれないのが残念ですが……。

性能とか

ピーク性能をCrystalMark 2004 R3で計測。

GPU 500MHzHT1G/MEM1.3GHT2G/MEM1.3GHT2G/MEM1.6G
CPU2.8G-HT1G-MEM13G.png
CPU2.8G-HT2G-MEM1.6G.png
CPU2.8G-HT2G-MEM13G.png
GPU 700MHzHT1G/MEM1.3GHT2G/MEM1.3GHT2G/MEM1.6G
GPU700M_CPU2.8G-HT1G-MEM1.3G.png
GPU700M_CPU2.8G-HT2G-MEM1.3G.png
GPU700M_CPU2.8G-HT2G-MEM1.6G.png

メモリが1600動作のとき遅くなっているのが気になります。制御がうまくいかないのかCL値が高くなっているのか。GPUを700MHzにオーバークロックした場合。+3Wぐらいです。

オーバークロックはグラフィック性能が向上しますが、HT2GHzじゃないと性能がいまいち伸びないようです。サウス電圧を上げてあげれば、もっとクロックは伸びると思いますが、低消費電力マシンとしては本末転倒なのでやめました。

GPUクロックは500MHzより下げてもあまり(0~1Wしか)消費電力は減らないようなので、500MHzにしてあります。条件によってはもっと減るのかもしれません。

ちなみに、CPU性能差もあるとは思いますが、Athlon XP + Radeon9600より785Gの方が倍ぐらいグラフィック性能いいらしい。技術の進歩ってすごいなあ。

体感性能差

PEN3-1G(coppermine)-CLE266.png

比較用にそれまで使っていたPentium3のベンチマークをあげておきます。

ベンチマークで10倍の差。言うまでもないことですが明らかに速くなりました。2Mbpsの動画もコマ落ちせずに見られますし、ブラウザでタブ10個ぐらい開いても10秒待たされたりしませんし、デジカメの写真を開くと数秒待たされたり、ちょっとした2Dゲームが遅くてやる気がおきないなんてこともありません。これと比べれば、HTが1Gだろうが2Gだろうが誤差(笑)

あとまともなVAパネルのディスプレイにやっとDVI接続できたというのも良いです。非常に文字が綺麗。いままでアナログRGBというとても勿体ない接続でしたから(汗)

静音化への挑戦

現状でも静かな方なのですが、Pentium3マシン(CPUファンレス)に比べるとうるさい。電源がうるさいようです。ファンコントロール付きって割に結構回転数が多いのが原因です。14cmファンで静音を謳ったって回転数があまり下がらなければいみないだろーと文句言いたい*6もちろん分解しました(笑)

hk400-01.jpg
hk400-02.jpg
hk400-03.jpg

2線式のファンでした。12V 0.7Aって定格10Wですか、と思いましたが計ると2Wぐらい(0.7Aはたぶんピーク電流)。+側が+12Vに導通していして、-側(黒線)が制御されているようです。テスターで見たところ2Vぐらいになっていました(電圧差10V)。PWM制御? なのかもしれませんが、制御されているようには思えない。普通に10Vかけたときの回転数とさがなさそうです。1400rpm/29.0dBらしい。

仕方がないので、ファン電源ケーブルを外してファンの隙間から外へ出しました。ケース内の4ピンコネクタから5V電源を与えました。静かな部屋でも音が分からなくなり、消費電力も1W減りました。風量も減ってますが100W以下でしか使わないので何の問題なし。

こうなるとCPUファンもややうるさく感じます。ASUSのQ-FANがいまいちまともに動かないので(2000rpmより下がらない。2000rpmが下限?)、SpeedFanを導入して900rpmまで下げました。HDDのかすかな回転音がするだけでほぼ無音になりました。

*6 : 回転数の上限が1400rpmなので高負荷時はたしかに静音になります。しかしほとんど回転数下がらないならファンコントロールと謳うなと言いたい。

余談

友人たら(複数)から「Linux入れるんですよね?」と言われまくりました。これはLinuxでデスクトップマシンという意味で。

ディアルブートにはしますがメインに移行できるかは微妙な情勢。アプリはWineで済んでしまうらしいですけどね。

TN安物ディスプレイ

ついでに買った、AcerのH223HQbmidというFull HD(1900x1080)のTNパネルディスプレイ(17K円)。旧マシンに付けるディスプレイとして買ったのですが、マシンが古すぎて1600x1200しかだせない…。映ればいいという感じではあるのですが、1080ラインが出せないので安物ディスプレイの拡大処理を喰らっていくら何でも見るに耐えない……。

こまったのでDELL 2001FP(IPS)と交換しました。2001FPのあった場所にH223HQを移動しましたが、1900x1080の画像を出してあげてもなんか綺麗じゃない。2001FPは評判は決してよくないディスプレイですが腐ってもIPSです。TNとは雲泥の差。仕方ないのでこれで我慢。とりあえず映るディスプレイとしてはUXGAが良いのですが、安物は今ワイドしかないという。

Windows XPレジストリ設定メモ

マイコンピューターの共有ドキュメントを表示しない。

HKLM\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Policies\Explore
NoSharedDocuments=1

ファイル名を数値順でソートしない。

HKLM\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Policies\Explorer
NoStrCmpLogical=1

任意の場所からコマンドプロンプト。

HKEY_CLASSES_ROOT\Directory\shell\prompt
(規定)=cmd.exe /k "cd %l"
パフォーマンス関連

短い8.3形式ファイルを作らない。

HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem
NtfsDisable8dot3NameCreation=1

最終アクセス日時を書き換えない。

HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem
NtfsDisableLastAccessUpdate=1

自動更新関連の設定。

gpedit.msc →「コンピュータの構成」→「管理用テンプレート」→ 「Windows コンポーネント」→ 「Windows Update」

  • 一般ユーザーに自動更新をインストールしたい場合:「非管理者による更新の通知の受信を許可する」