2015年 PC変遷記

 2015年のPCパーツの取得と処分、PCの組み換えの状況等。


==購入したもの==

(1)OCZ SSD ARC100-25SAT3-240G

 システムドライブ用として購入した。約13000円。

(2)ASRock H97M Pro4

 某社Z87マザーボードの代替として購入した。約9500円。

(3)MSI A88XM GAMING

 MSI Z87-G45 GAMINGと、Intel G3258を組み合わせたPCの代替として購入した。約13000円。

(4)AMD A8-7650K

 MSI Z87-G45 GAMINGと、Intel G3258を組み合わせたPCの代替として購入した。約13000円。

(5)ASRock Z97 Extreme4

 ASRock H97M Pro4の代替として購入した。約16000円。

(6)MSI B85M ECO

 ASRock Z97 Extreme4の代替として購入した。約8500円。

(7)Crucial SSD MX100 256GB

 システムドライブ用に購入した。約12500円。

(8)G.Skill DDR3 1600MHz メモリー 2x4GB

 エラーが頻発しだした、DDR3 1600MHzメモリーの代替として購入した。約6000円。

(9)MSI 970 GAMING

 i5 4670を使用したPCの代替候補として購入した。約13000円。

(10)AMD FX-8320E

 i5 4670を使用したPCの代替候補として購入した。約19000円。



==処分したもの==

(1)某社Z87マザーボード

  i5 4670と組み合わせて使用していたが、異常が判明し、処分した。使用期間は約1年6か月。

(2)某社Z87マザーボード

  (1)と同じ型番だが、(1)はZ87の最初期バージョンで、チップに軽微な欠陥があるもの。(2)のものは欠陥が改修されたチップのもの。(1)が、購入当初、非常に結果が良かったので、i5 4670とセットで、もう一台分購入した。(1)と同じ異常が判明し処分した。使用期間は約1年6か月。

(3)ASRock H97M Pro4

 (1)のマザーボードの代替として購入した。BIOSに問題があって処分した。使用期間は約1.5ヶ月。

(4)ASRock Z97 Extreme4

 (1)のマザーボードの代替として購入した。BIOSに問題があって処分した。使用期間は約1.5ヶ月。

(5)Intel G3258

 LGA1150マザーボードが、市場から消え始めたので、処分した。使用期間は約9か月。

(6)AMD A8 7650K

 パワー不足のため処分した、使用期間は約6ヶ月。

(7)MSI A88XM GAMING

 AMD A8 7650Kといっしょに処分した。使用期間は約6ヶ月。

(8)Patriot DDR3 1600MHz メモリー 2x4GB

 Prime95で、ストレスをかけたら、エラーが頻発するようになったので、処分した。使用期間は約3年。



==PCの組み換えなど==

 2015年の誤算は、某社のマザーボード(2台)が、劣化してしまったことだ。1年半で、使い物にならなくなるとは、考えていなかった。おかげで、散々な1年になってしまった。これがなければ、HDDをSSDに変更する程度で、終わりだったはずだ。


(1)常用機#1

 某社Z87マザーボード+i5 4670ーーー>ASRock H97M Pro4+i5 4670ーーー>ASRock Z97 Extreme4+i5 4670ーーー>MSI B85M ECO+i5 4670
 システムドライブを、HDDからOCZのSSDへ変更。

(2)常用機#2

 某社Z87マザーボード+i5 4670ーーー>MSI Z87-G45 GAMING+i5 4670
 システムドライブを、HDDからCrucialのSSDへ変更。
 メモリーをPATRIOTから、G.Skillに変更。

(3)予備機

 MSI Z87-G45 CAMING+G3258--->解体し、マザーボードは、常用機#2へ転用し、G3258は処分。ーーー>MSI A88XM GAMING+A8 7650ーーー>解体し、処分。

(4)常用機#1の、代替候補機

 MSI 970 GAMING+FX-8320E


 以上


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PCI Express の消費電力

 PCI Expressの消費電力を測ってみた。

 PCI Expressには、x1、x2、x4、x8、x16などがある。当然、レーン数の多いスロットを使用する場合のほうが、消費電力は多いだろうという推測が成り立つ。ところが、そういう観点で実験したという話は、見かけたことがない。

 というわけで、実験してみた。

 実験には、AMDのHD6450という、少し古いが、今でも店頭で普通に売られている、ローパワーのグラフィックスカードを使用する。それを、PCIeのx16にセットした場合と、形状はx16だが、レーン数はx8のスロットにセットした場合について、消費電力を計測する。同時に、Windowsの、電源オプションの、PCI Expressのリンク状態の電源管理の設定値を、変えた場合についても、計測する。


 実験に使用したPCの構成
==========
CPU AMD FX-8320E
Mother Board MSI 970 GAMING
Memory Kingston 2x4GB DDR3 1866MHZ
HDD WDC WD10EZEX
ATAPI PIONEER DVD-RW DVR-212
Graphics Sapphire HD6450 DDR3 1GB
Power supply Antec EA-500D(80PLUS Standard)
Display 1xDVI 1920x1080+1xHDMI 1920x1080
PS/2 KeyBoard
USB マウス
Windows7 64bit

注)UEFIで、AMD Turbo Core TechnologyをDisabledに設定している。CPU電圧もデフォルトから、0.08ボルト下げている。
=========

 消費電力は、アイドル状態について計測した。消費電力は、PC全体のもので、ディスプレーは含まない。計測には、サンワサプライのワットチェッカーPlusを使用した。


(A)PCIe x16のスロットにHD6450をセットした場合。

(1)PCI Expressのリンク状態の電源管理が『オフ』の場合。
 67~68ワット。(67ワットと表示されている時間帯が80%程度)

(2)PCI Expressのリンク状態の電源管理が、『適切な省電力』の場合。
 68ワット。

(3)PCI Expressのリンク状態の電源管理が、『最大限の省電力』の場合。
 67~68ワット。(67ワットと、68ワットが半々ぐらい)


(B)PCIe x8のスロットにHD6450をセットした場合。

(1)PCI Expressのリンク状態の電源管理が『オフ』の場合。
 65ワット。

(2)PCI Expressのリンク状態の電源管理が、『適切な省電力』の場合。
 65ワット。

(3)PCI Expressのリンク状態の電源管理が、『最大限の省電力』の場合。
 65ワット。


 結果を見ると、実働しているPCIeの8レーンの消費電力が、2.5~3ワット程度(実際は*0.8で、2~2.4ワット程度だろう)と推測できる。これが、一般的な値なのかどうかは、判断できないが、意外に多いという感じがする。16レーンのPCIeにセットした、HD6450のアイドル時の消費電力を計算してみると、9~9.9ワットぐらいなのだが、そのうちの4~5ワット程度が、HD6450の消費電力ではなくて、PCIe(16レーン分)の消費電力という推測もできるからだ。


 (A)の結果で、消費電力が、最小なのが電源管理が『オフ』の場合で、最大が『適切な省電力』の場合であることも興味深い。

 これが、仕様上の齟齬によるものか、仕様の解釈の相違によるものか、それとも別の理由によるものかどうかは、判断できない。ただ、マザーボードの製造者であるMSIの関係者が、こういう視点から、このマザーボードを評価したことはないのだろう、という推測は成り立ちそうだ。


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FX-8320E の消費電力

 FX-8320Eを使用したPCの消費電力を測ってみた。

 PCの構成
==========
CPU AMD FX-8320E
Mother Board MSI 970 GAMING
Memory Kingston 2x4GB DDR3 1866MHZ
HDD WDC WD10EZEX
ATAPI PIONEER DVD-RW DVR-212
Graphics Sapphire HD7750 GDDR5 1GB
Power supply Antec EA-500D(80PLUS Standard)
Display 1xDVI 1920x1080+1xHDMI 1920x1080
PS/2 KeyBoard
USB Mouse
Windows7 64bit

注)CPUクーラーの能力を考慮して、UEFIで、CPUのクロックを、ベースに3200MHZ、最高に3600MHzを設定している。デフォルトは3200MHzと4000MHzだ。CPU電圧もデフォルトから、0.12ボルト下げている。
=========


 消費電力は、アイドル状態と、CHNEBENCH R15を実行している状態について計測した。消費電力は、PC全体のもので、ディスプレーは含まない。計測には、サンワサプライのワットチェッカーPlusを使用した。


(A)スレッド数を変えた場合の消費電力。

 アイドル状態の場合と、CINEBENCHを、1スレッドから、8スレッドまで、スレッド数を変えて実行した場合について、消費電力を計測した。その時得たcb値も付記した。

(1)アイドル状態  69~70ワット
(2)CINEBENCH 1スレッド  94~98ワット  86cb
(3)CINEBENCH 2スレッド  110~115ワット  172cb
(4)CINEBENCH 3スレッド  116~118ワット  246cb
(5)CINEBENCH 4スレッド  122~125ワット  314cb
(6)CINEBENCH 5スレッド  124~128ワット  368cb
(7)CINEBENCH 6スレッド  129~131ワット  422cb
(8)CINEBENCH 7スレッド  133~134ワット  474cb
(9)CINEBENCH 8スレッド  133~136ワット  520cb


 グラフにしてみた。

shouhidennryoku_20160107211207538.png

 縦軸は、ワット数とcb値を兼ねている。

 数値を見ても、グラフを見ても、違和感を覚える。これが、FX-8320Eの一般的な姿なのか、この個体特有のものなのか、それともマザーボードが関係しているのか、それについては判断のしようもない。


(B)CPUの最高クロックを変えて、CINEBENCH R15を8スレッドで走らせ、消費電力を計測した。その時得たcb値も付記した。

(1)ベース3200MHz、Max3600MHzの場合。

 (A)の(9)で代用した。133~136ワット、520cb

(2)BIOSで、ターボを無効にした場合。Maxは3200MHzになる。

 132~134ワット、513cb

(3)BIOSで、ターボを無効にし、プロセッサの電源管理で、最大のプロセッサの状態を90%にした場合。Maxは2800MHzになる。

 118~120ワット、453cb。

(4)BIOSで、ターボを無効にし、プロセッサの電源管理で、最大のプロセッサの状態を80%にした場合。Maxは2300MHzになる。

 105~106ワット、370cb。

(5)BIOSで、ターボを無効にし、プロセッサの電源管理で、最大のプロセッサの状態を70%にした場合。Maxは1800MHzになる。

 93ワット、291cb。


 この(B)の結果で面白いのは、(3)から(5)のケースだ。(4)の結果のcb値は370だが、それと近い値を、(A)の結果から探すと、(6)の5スレッドの場合の368cbが最も近い。その時の消費電力は、124~128ワットだ。対して、こちらの場合は、105~106ワットだ。

 そもそも、(A)の結果に疑い(この実験に使用したCPU、あるいはマザーボードに障害があるのではないかという意味だ。)を持っているので、果たして参考にしてよいものか迷うのだが、FXシリーズの性格がよく出ている例なのではないかと考えているところだ。



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FX-8320E リアル8コアとはどういうものなのか その3

 年末年始にかけて、FX-8320Eを使用しながら、あれこれ考えていたが、1月3日の夜になって、マルチコアCPUに対する見方が、いろいろあることに気づいた。

 処理能力の差とか、スケジューリングの差とかに、目が向いていたが、1スレッドが持つ、CPUに対する影響力あるいは支配力という論点(『表現』のほうが適切か?)がありそうだということだ。CPUと書いたが、それはそのまま、システムと言い換えてもよい。


 処理が始まってから、終了するまでの時間が、10秒、1分、1時間などという長い時間にわたる場合は、CPUのコア数が問題になることはない。

 ところが、タイムスライスの間隔のレベルまで、時間軸を狭くすると、CPUの処理能力に対する、1スレッドの影響力が問題になってくる。

 そのレベルでは、4コアのCPUの場合、CPUの処理能力に対して、1スレッドの処理が占める割合は、25%だ。対して。8コアのCPUの場合、12.5%だ。これらは、影響力とも表現できるし、支配力とも表現できる。

 複数の、異なった処理が、同時並行的に実行される場合、各々の処理は、基本的に、自分勝手に動作する。共有のリソースにアクセスする場合は、それなりの手順を踏むが、自己中心的な動きをする。そういうリソースのひとつが、CPUタイムで、それは、タイムスライスの間隔という単位で、各々の処理(スレッド)に、1つのコアでの実行権という形で与えられる。

 相互に無関係な処理が、多数起動された状態の場合、リソースには限りがあるから、他の処理から、悪い影響を受ける処理が出てくる可能性がある。

 毎秒50回、画像を更新する必要のある処理などというものが、そのひとつだ。20ミリ秒に1回は、更新の必要があるということになる。巡り会わせが悪いと、20ミリ秒以上にわたって、CPUタイムが与えられない。こういう場合が、わかりやすい例のひとつだ。

 コア数が多いと、その機会逸失のリスクが低下する。

 これが、コア数が多いCPUのメリットだろう。


 ゲームをするときはゲームだけ、動画のエンコードをするときはエンコードだけ、そういう使用法の場合は、コア数など問題にはならない。ゲームのベンチマーク、あるいはエンコードのベンチマークで、条件を満たすCPUを選べばよい。それが、たまたま4コアだったり、8コアだったりするだけだ。


 ソフトを、あれこれ同時に起動したりするのが通常で、CPUに疑いを感じる場合は、コア数が同じで、処理能力の高いCPUに乗り換えるより、処理の能力は同じでも、コア数の多いCPUに乗り換えたほうが、よい場合があるかもしれない。もちろん、コア数が多く、処理能力も高いものに乗り換えるのが、最良の選択だろう。


 リスク回避のための、8コア。ごく低レベルの、あるいはごく原始的な負荷分散の一形態。


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FX-8320E リアル8コアとはどういうものなのか その2

 この記事は、先日の『FX-8320E リアル8コアとはどういうものなのか』という記事の続編だ。


 先の記事では、CINEBENCH R15のスコアをもとに、ある程度まとまった時間を必要とする処理での、処理能力について書いた。今回の話は、少し微細なレベルの話だ。

 前提は前回と同じだ、機器構成ほかは、先の記事にあるので、省略する。


 8コアCPUと、4コアCPUの場合で、処理がどう違うのかについて書いていくが、話を簡単にするため、条件は単純化する。

 i5 4670の4スレッド同時実行で、20ミリ秒で実行を完了する、異なった内容の6本の処理を、同時に起動する。各々の処理は、P1からP6と呼ぶ。OSは、Windows類似のタイムスライス型のOSで、タイムスライスの周期は、20ミリ秒だ。オーバーヘッドはないものとする。これを、i5 4670で実行する場合と、FX-8320Eで実行する場合について、机上でその経過を追う。


(A)i5 4670の場合。

(1)P1からP6が同時に起動されるが、コアは4個(C1、C2、C3、C4と呼ぶ)なので、OSは、P1からP4を、C1からC4に割り付けて実行させる。P5とP6は実行待ちのキューにつながれる。

(2)20ミリ秒後、タイムスライスの周期が来る。P1からP4の処理は、もともと20ミリ秒で完了する処理のため、この時点ですべて処理が終わる。OSは、実行待ちキューから、P5を取り上げC1に割り付けて実行させる。同様に、P6はC2で実行させる。

(3)P5とP6は、2スレッド同時実行となるため、20ミリ秒が経過する前に、処理を完了する。

(4)P5とP6が、処理を終えるまでの時間の計算。

 処理時間の算出は、CINEBENCH R15のスコアをベースにする。今回は、CINEBENCHとは違う処理を扱っているわけだが、その処理速度は、CINEBENCHのスコアに比例するものとして扱う。


 前回の記事に示したように、i5 4670のCINEBENCH R15のスコアは以下のようになる。

1スレッド、 151cb、 151.0(cb)、 (100%)
2スレッド、 294cb、 147.0(cb)、 97.3%
3スレッド、 437cb、 145.6(cb)、 96.4%
4スレッド、 559cb、 139.7(cb)、 92.5%
5スレッド、 
6スレッド、 549cb、 91.5(cb)、 60.5%
7スレッド、 
8スレッド、 554cb、 69.2(cb)、 45.8%

 4スレッド実行時の1スレッドあたりのスコアは、139.7(cb)だ。2スレッドの場合は、147.0(cb)だ。4スレッド同時実行で、20ミリ秒かかる処理を、2スレッド同時実行した場合にかかる処理時間は以下のようになる。

 (20*139.7)/147.0 で、約19.0ミリ秒となる。

 P5とP6は、起動後、実行開始まで20ミリ秒実行待ちキューにつながれているから、起動後、処理を終了するまでに要した時間は、20+19.0 で、39.0ミリ秒になる。P1からP4までのそれが、20ミリ秒となるのは言うまでもない。


(B)FX-8320Eの場合。

(1)P1からP6が同時に起動されるが、コアは8個(C1、C2・・・C7、C8と呼ぶ)なので、OSは、P1からP6を、C1からC6に割り付けて実行させる。

(2)20ミリ秒後、タイムスライスの周期が来る。P1からP6の処理は、i5 4670の4スレッド同時実行で、20ミリ秒で完了する処理だが、FX-8320Eでは、処理能力が劣るため、20ミリ秒では処理を完了しない。OSは実行待ちキューをチェックするが、空なので、P1からP6の実行を中断せずに、実行を継続させる。

(3)P1からP6は、二回目のタイムスライス周期が来る前に、処理を完了する。

(4)P1からP6が、処理を終えるまでの時間の計算。

 計算の根拠は、i5 4670の場合と同様だ。

 前回記事に示したように、FX-8320EのCINEBENCHI R15のスコアは以下のようになる。

1スレッド、 86cb、 86.0(cb)、 (100%)
2スレッド、 171cb、 85,5(cb)、 99.4%
3スレッド、 249cb、 83.0(cb)、 96.5%
4スレッド、 311cb、 77.7(cb)、 90.3%
5スレッド、 368cb、 73.6(cb)、 85.5%
6スレッド、 421cb、 70.1(cb)、 81.5%
7スレッド、 474cb、 67.7(cb)、 78.7%
8スレッド、 519cb、 64.8(cb)、 75.3%

 6スレッド実行時の1スレッドあたりのスコアは、70.1(cb)だ。i5 4670の4スレッドの場合は、139.7(cb)だ。4670の4スレッド同時実行で、20ミリ秒かかる処理を、FX-8320Eで6スレッド同時実行した場合にかかる処理時間は以下のようになる。

 (20*139.7)/70.1 で、約39.8ミリ秒だ。


(C)(B)と(A)の比較。

(1)FX-8320Eの場合。

 P1~P6の全てで、39.8ミリ秒

(2)i5 4670の場合。

 P1~P4 20ミリ秒
 P5、P6 39.0ミリ秒

 P5とP6に関しては、1ミリ秒程度の差しかない。


(D)P5とP6が、P1の半分の時間で終了する処理だった場合の比較。

(1)FX-8320Eの場合。

 P1~P4 37.8ミリ秒
 P5、P6 19.9ミリ秒

(2)i5 4670の場合。

 P1~P4 20ミリ秒
 P5、P6 29.5ミリ秒

 P5とP6に関しては、FX-8320Eが2/3程度の時間で処理を終えている。


(E)まとめ

 条件によっては、CPUのコア数が、優劣の決め手になる場合があることが分かる。問題は、そのような状況の発生頻度と、それが与える影響だ。この手の話は、机上であれこれしてみても、結論は到底出ない。シミュレーションも困難だ。適当なベンチマークなど存在しない。

 仮に、微細なレベルに問題があるかも知れないと思った場合、実際に機械を用意して、試してみる以外に、適当な方法はない。


 なぜこのような記事を書いているのかというと、ある種の処理では、応答の速い、遅いが問題になることがあるからだ。上記の話は、そんなところにも関係がある。応答の平均値を短縮することが課題だったり、応答のもっとも遅い場合の底上げが重要だったりする、そういう場合のことだ。


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