RealTek RTL811E と Intel I219V

 前書き::

 この記事は、一週間前に書き上げたもので、書いた後、公開を保留にしていた。

 実験の筋が良くないからだ。実験中に、すでに気づいてはいたのだが、成り行きで記事にまでしてしまったところで、迷いが出てしまったのだ。

 そのような記事なのだが、公開することにした。

 実験はへぼだが、たぶん、見かけたことのないもののはずだ。



 本文::


 RealTekのRTL811Eと、IntelのI219Vで、簡単な実験をして、データをとってみた。


 使用したPCの構成
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Intel G4600
MSI B250M GAMING PRO(I219V付き)
Crucial 2x4GB DDR4 2400MHz Memory
OCZ ARC-100 240GB SSD
WDC WD10EZEX 1TB HDD
PIONEER DVR-212 DVD-TW
Zotac GT710 2GB DDR3
センチュリー CIF-GBE2 LANカード
Rosewill Capstone 450 80PLUS Gold PowerSupply
2xCase Fan
Windows10 64bit
PS/2 Keyboard
USB Mouse
1xDVI 1920x1080+1xHDMI 1920x1080 Display (HD630)
1xVGA 1680x1050 Dispaly (GT710)
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 通信の相手方となるPCの構成
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Intel i5 7500
Asus STRIX B250G GANING(I219V付き)
2x4GB DDR4 2400Mhz Memory
Windows10 64bit

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 その他の設定など
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 I219V、RTL8111Eはともに最新のドライバーを導入して、有効にしてある。

 LANケーブルは、計測の対象になるLANコントローラーのコネクターにだけにさしてある。

 電源プランはバランス設定にしている。

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 PCの結合の状況
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G4600<---ー>RT-200KI<---->7500

 RT200-KIはNTTの光回線のルーターで、100Mbit/Sの光回線に接続している。

 G4600、7500とRT-200KIの間も100Mbit/Sの接続になっている。

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 2台のPCはデータの共有が可能な状態になっている。

 実験は、G4600PC側から、7500PCのデータを、G4600PCのRAMDISKへコピーする操作を行い、この時の所要時間などを記録するという簡単なものだ。

 7500PCに所在のデータは、256のJPEGファイルで、サイズは合計で、約450MBある。

 HDD上に記録されているが、実験では、全データが主記憶上のOS管理のバッファーに読みだされた状態になっていて、リアルタイムでのHDDからの読み出しはない。

 コピーの前にはRAMDISKのデータを毎回削除している。



(1)I219Vを使用した場合。

 ドライバーの詳細設定で、受信バッファーを512に設定。(デフォルトは256)


(イ)データの受信に要した時間(秒)

 コピー1回目::47
 コピー2回目::47
 コピー3回目::47


(ロ)消費電力(ワット時)

 転送時のG4600PC全体の消費電力。ディスプレーは含まない。

 コピー4回目::32から34
 コピー5回目::32から34
 コピー6回目::32から34

 アイドル時::28から29


(ハ)転送の速度

 G4600PCの受信の速度(Mbps)::81から91(小数点以下を切り捨て)

 G4600PCの送信の速度(Mbps)::1.6から1.8(小数点以下第2位を切り捨て)



(2)RTL8111Eを使用した場合。

 受信バッファーはデフォルトで512だ。

(イ)データのコピーに要した時間(秒)

 コピー1回目::49
 コピー2回目::49
 コピー3回目::48

 I219Vのほうが早くコピーを完了する。
 

(ロ)消費電力(ワット時)

 転送時のG4600PC全体の消費電力。ディスプレーは含まない。

 コピー4回目::30
 コピー5回目::29から31
 コピー6回目::30から31

 アイドル時::28から29

 I219Vのほうが、コピー時の消費電力は多い。


(ハ)転送の速度

 G4600PCの受信の速度(Mbps)::80から90(小数点以下を切り捨て)

 G4600PCの送信の速度(Kbps)::830から900(1の位を切り下げ)

 受信の速度は、I219Vが速い。

 送信の速度は、I219Vの約1/2だ。LANのコントローラーとドライバー以外は同じなので、ここに出てくる数字の差はは、I219VあるいはRTL8111Eの通信制御処理が、7500PCとのやり取りで7500PC側に送信したデータの量(送信速度に比例するはずだ)の差になる。

 I219Vの通信制御処理の送信データ量が、RTL8111Eのそれの2倍にもなるということになるのだが、その理由は当然わからない。

 この送信側のデータ量は、通信制御に伴って発生する、通信回線上のオーバーヘッドともいうべきもので、通信の帯域幅を狭める形になる。それが、問題になるかどうかは別の話だが、歓迎すべきものではないだろう。


 通信速度が、I219Vのほうが速いというのは、経験値と合致している、

 実使用時の、I219Vの通信速度は最速で98Mbps程度だが、RTL8111Eは96Mbps程度にとどまる。

 I219Vの場合の消費電力が大きいのは、I219Vが物理層だけのチップで、論理層はB250チップでファーム(ソフトかもしれないが)が行っているためだろう。B250の消費電力が馬鹿にならないのだと思う。

 それに対して、RTL8111Eは物理層と論理層が1チップにまとめられ、最適化されているので、消費電力の面では有利なのだろう。

 この手の話は、データを見てしまうと、すぐ見当がつくのだが、I219Vは物理層で、論理層はチップセット側(B250等のことだ)ということを見聞きしていても、それだけでは消費電力のことまで、私レベルでは、頭が回らない。




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LAN カード RTL8111E

 ひと月ほど前に、RealTekのRTL8111Eを使用したLANカードを購入した。


 センチュリーという会社が販売している製品で、型番はCIF-GBE2、LANのコントローラーはRTL8111Eだ。


RTL8111E.png

 外観はこんな感じだ。(画像クリックで拡大するが、サイズが800KBと大きい)


 ドライバーの送受信のバッファー関係の設定のデフォルト値は以下の通りだ。

::RSSキューの最大数::1、2または4で、4がデフォルト

::受信バッファ::512がデフォルトで、減少のみ可能

::受信側スケーリング::無効または有効で、有効がデフォルト

::送信バッファ::128がデフォルトで、減少のみ可能


 これのドライバーはWindows10にも対応している。

 IntelのI219Vの代わりにこれを使用しているが、快適だ。

 I219Vとは、性格の違う製品だから、一般論としては、どちらが良いとかは言えないのだが、私のような使い方では、RTL8111Eのほうがベターだ。



 以前にはこんな製品も使用していた。(画像クリックで拡大するが、サイズが1052KBと大きい)

Intel GIGABIT CT

 IntelのGIGABIT CT DESKTOP ADAPTERという製品だ。今でも手元に二枚残っている。

 この製品はI219Vと似た性格の製品だ。

 これのドライバーは、今でも、Intelから供給されているが、Windows10には対応していない。

 Windows10には、Microsoftが用意したドライバーがあるので、Windows10で使えないというわけでもない。



 通信がらみでは、Windows7の時代に、通信の切断で、悩ませられた。

 Killer E2200も試したが、程度が違うだけで、根本的な解決にはならなかった。

 それが、Windows8.1にしたら、解決してしまった。

 Intelでも、Killerでも、RealTekでも、同じだ。

 Windows10でもそれは同様だと言いたいのだが、現実は違う。

 5月のCreatorsUpdateで、通信の切断が再発した。

 それが、10月のUpdateで、解消した。



 私の場合の、通信がらみの重大な問題は、ハードウェアに起因するものではなく、Windowsのコアの問題だったと、今では、思っている。



 それなのになぜ、RTL8111Eなのか?

 使い比べると、RTL8111Eが残るからだ。



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電源オプション 省電力プラン Ryzen 1500X Pentium G4600

 Windows10の電源オプションに、省電力プランというものがあることは知っていたが、ついこのあいだまで、使用したことがなかった。

 2017年10月18日のWindows Updateで、Ryzenの電源オプションがらみの変更があったために、省電力プランを使用してみたところ、単純なものではないということが分かったため、記録に残しておくことにした。


 使用したPCは、Ryzen 1500XとGigabyte AB350-Gaming 3 を使用したものと、Pentium G4600とASRock H270M Pro4を使用したもので、OSはともにWindows10の64bitだ。

 以下のデータは、全て省電力プランでの実行結果によるものだ。



(1)Pentium G4600の場合


cine r15 shoudenryoku 1th crop

 これは、CINEBENCHR15を1スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの8秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 CPU使用率の低さが特徴で、25%程度まで上昇してもよいはずなのだが、上昇しない。

 クロックも同様で、0.8GHz+α程度以上には上昇しない。



cine r15 shoudenryoku 2th no2 crop

 これは、CINEBENCHR15を2スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの8秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 CPU使用率は、0パーセントから、ほぼ13秒ほどかけて上昇し、そのうちの1コアは100%まで上昇する。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、0.8GHzから3.6GHzまで上昇する。



cine r15 shoudenryoku 3th crop

 これは、CINEBENCHR15を3スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの7秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 CPU使用率は、0パーセントから、ほぼ13秒ほどかけて上昇し、そのうちの2コアは100%まで上昇する。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、0.8GHzから3.6GHzまで上昇する。

 コア0のカーネル時間が、20%程度に達しているのも特徴だ。2スレッドの場合でも、形は異なるが、同様な現象が出ている。



cine r15 shoudenryoku 4th crop

 これは、CINEBENCHR15を4スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの8秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 CPU使用率は、0パーセントから、ほぼ14秒ほどかけて100%まで上昇する。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、0.8GHzから3.6GHzまで上昇する。

 1スレッドと、4スレッドの場合は、カーネル時間がグラフからは読み取れないのが特徴だ。




(2)Ryzen 1500Xの場合


cinebench r15 shoudennryoku 1th no2 crop

 これは、CINEBENCHR15を1スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの7秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 G4600の場合とは、全く異なることがわかるはずだ。



cinebench r15 shoudennryoku 2th no2 crop

 これは、CINEBENCHR15を2スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの5秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 G4600の場合より、CPUの使用率の上昇速度が速いのがわかるはずだ。

 G4600のCPU使用率が13秒ほどかけてピークに達しているのに対して、1500Xでは5秒程度でピークに達している。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、1.45GHzから3.5GHz以上まで上昇する。



cinebench r15 shoudennryoku 3th no2 crop

 これは、CINEBENCHR15を3スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの10秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 G4600の場合より、CPUの使用率の上昇速度が速いのがわかるはずだ。

 G4600のCPU使用率が18秒ほどかけてピークに達しているのに対して、1500Xでは5秒程度でピークに達している。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、1.45GHzから3.5GHz以上まで上昇する。

 コア0のカーネル時間が、5から10%程度に達しているのも特徴だ。2スレッドの場合でも、形は異なるが、同様な現象が出ている。

 この2、3スレッド時にカーネル時間が増加する現象は、G4600でも同様だ。



cinebench r15 shoudennryoku 4th no2 crop

 これは、CINEBENCHR15を4スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの10秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 G4600の場合より、CPUの使用率の上昇速度が速いのがわかるはずだ。

 G4600のCPU使用率が18秒ほどかけてピークに達しているのに対して、1500Xでは5秒程度でピークに達している。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、1.45GHzから3.5GHz以上まで上昇する。

 コア4と5にカーネル時間が合わせて10%弱記録されている。



cinebench r15 shoudennryoku 8th crop

 これは、CINEBENCHR15を8スレッドで実行したときのものだ。

 グラフの10秒目ぐらいまでは前処理で、描画が始まるのはそれ以降だ。

 CPUの使用率は5秒くらいでピークに達している。

 クロックは、CPU使用率の上昇に同期して、1.45GHzから3.5GHz以上まで上昇する。

 カーネル時間はほとんど記録されていない。



(3)まとめ?

 (1)と(2)を見れば、Windows10がかなりややこしい処理をしていることがわかる。

 また、1500Xの場合と、G4600での場合では、処理に相当な違いがあることもわかる。

 どちらにも、それなりの理屈があるわけで、CPUメーカーとMicrosoftとのやり取りの結果が、Windows10の動作として反映されているわけだが、それをどう評価するかは利用者側の視点だ。


 使用してみればわかるのだが、G4600の省電力プランと折り合いをつけるのは困難だ。


 1500Xの省電力プランは、使えないこともないというレベルだろうか。

 これは、AMDのCPUの特徴である、最低クロックの高さが関係している。G4600の0.8GHzに対して、1.45GHzだ。計算すると、約1.8倍になるのだが、これはクロック当たりの処理能力が、1/1.8であっても、初動では同程度の処理能力があることを意味する。

 FXシリーズが意外に使いやすかったのも、これが関係している。(バランスプランでの話だ)



 CINEBENCH R15というバッチ処理の場合を書いてきたが、その現象面については既にコメントしておいた。解説めいたものを残しておきたいのだが、書かない。

 G4600の扱いの意図が見当もつかないからだ。つまり理解の枠を超えているので、あれこれ言う立場にないということだ。

 そのうえで、ひとつだけ指摘しておきたいことがある。G4600の場合の、2、3スレッド時の、カーネル時間の件だ。これも理解の枠を超えている。なぜ、2、3スレッド時だけのことなのか? ということだ。


 即時処理の場合はさらにややこしいのだが、即時処理に省電力プランをあえて使う必要があるのかどうかの議論が先だろう。




 話は変わるが、Ryzenの場合のバランスプランを、10月18日のWindows Updateで変更したことには、賛成できない。

 それが、Ryzenを使う理由のひとつだったのだが、それもなくなった。

 Ryzen+を待つか、KabyLakeを増やすか考えていたのだが、数日前に、KabylakeのCPUとマザーボードを購入した。

 FX-8320Eを手元に残して置くべきだったとも思うのだが、後悔先に立たずというやつだ。



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