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H11DSi PCB Rev 1.01 の Rome 対応改造

やろうと思っていましたが、読者の方に先を越されてしまいましたOrz

こちらの記事に記載が在ります通り、H11DSi (及び10GbE対応の NT) には板のレビジョンが2種類あり、Rev1.01はRomeに公式には対応しない事になっていますが、BIOS改造で対応できる様です(もちろん改造後にサポートは受けられませんので自己責任で)

読者の方はROMライタを利用された様ですが、筆者は板を2枚所有しておりますので別の形での改造を目論んでおりますが、その際の参考にさせて頂こうと思います。

IMG01051.jpg

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H11DSi の Drop-in support requires board revision 2.x に付いて

これはまさに Tiger-MPX 4M の再来だ。

H11DSi には BIOS ROM が 16MB のオリジナル PCB Rev 1.01 と、 BIOS ROM が 32MB の PCB Rev 2.x が存在し、BIOS-Image も、それぞれのPCB向けに異なる。。。
※ NICが 10GbE の H11DSi-NT も同様です。

H11DSi PCB Rev 1.01 / BIOS ROM 16MB SPI flash / EPYC 7001(Naples) Only
H11DSi PCB Rev 2.x / BIOS ROM 32MB SPI flash / EPYC 7001 and 7002(Rome)

筆者所有の21号機は下の写真の通り Rev 1.01 ですから Zen2 世代の Rome = EPYC 7002 シリーズが乗らない事になります。
IMG01051.jpg

其の他の違いとして、メモリが最大2TB DDR4-2666 から 4TB DDR4-3200 になり、メモリ速度1.2倍 / メモリ最大容量2倍 になっています。EPYC 7002 シリーズは Zen2 世代ですがH11DSi では PCIe 4.0 に対応している記載はありません。どうやら同社の型番 H11 シリーズは PCIe 3.0 までの様で、 H12 シリーズからは PCIe 4.0 に対応している様ですが、H12シリーズからは未だ自作向けと呼べる様なフォームファクタに対応した板が登場していない様です。

Zen2 世代の EPYC 7002 シリーズに対応しており、かつ、自作に使える PCIe 4.0 対応の板は今のところ GIGABYTE MZ01-CE0 / CE1 Rev2 だけかもしれません、こちらはシングルソケットですから本プログの対象外ですがご紹介だけしておきます。

Zen2世代のEPYC機でSO-DIMMを採用する可能性に付いて


下の写真は SuperMicr H11DSU-iN と H11DSi の合成写真ですが、これではスペース的にVRMが配置出来ない為、この写真はフェイクでしかありません(合成してる時点でフェイクですが)。

Zen2DualEATX.jpg

この様に E-ATX ではメモリスロット面積が約50%を占めますので何らかの対策を考えないと Zen2 世代の EPYC では基板レイアウトに非常に苦労するかと思います。

そこで、SO-DIMM ですよ。一つの選択肢として。
SO-DIMMは縦挿しソケットをあまり見ませんがDIMMの半分ですから4本の面積に8本入るとすれば H11DSi と同じ様なレイアウトに出来ますよね!><?

こちらは21号機の SuperMicr H11DSi です。
H11DSiNT.jpg
上の写真のDIMMスロットがSO-DIMMスロットに置き換わればZen2世代のEPYCでもフルスペックが出せる!!!のではないかと、イメージとしては Silicon Graphics visual workstation 320i の様に千鳥配列で、、、

ZEN2 の衝撃

ZEN2 世代のEPYCに付いては昨年11月に発表されている為、既に情報は概ね出揃っていますので、DualSocketでの構成に付いて整理してみました。

ZEN2.png

この構造のキモになるのは 14nm I/O Bridge 部分で、これが Skylake-X/SP で言うところのメッシュ構造に相当する部分を担い、スパコンでいうクロスバースイッチ相当の機能を実現する部分になるのでしょうね。CPUダイとは分離されていますから、この部分だけチューニングした世代が出現する可能性があるかもしれません。NUMAになる直前のIntel製MPチップセット(7300 Clarksboro の様な物)をスケールアップしたノースブリッジ相当の機能とも言えます。

8コアのダイを8個搭載、個々のコアには 256bit FMA を2基搭載、動作クロック据え置きもしくはコア数を削ってクロック向上とすると、下記の様に理論値での性能が簡単に割り出せます。
8-Core × 8-Die × 256bit-FMA × (1-ADD + 1-MUL) × 2基 ÷ FP64 × 2.7GHz × 2-Socket = 5529.6 GFLOPS-FP64 = 5.5 TFLOPS-FP64 となりますね。単精度(FP32)なら 11TFLOPS です。仮にXeon W-3175XがDualSocket対応だったとしても上回る性能です(実際にはXeon W-3175Xはシングルソケット限定仕様です)。

この演算性能は Tesla V100 や PEZY-SC Quad に迫りますが、GPGPUではなくx64ネイティブCPUで実現するところが衝撃的ですし、動作クロックによっては逆転する可能性もあります。次の世代はAVX-512に追従して性能が倍化するかもしれません。

筆者的な問題は、Rome世代以降のDualSocketフルスペックマザーは面積的にE-ATX 或いは SSI-EEB フォームファクタに収めるとPCIeスロットがせいぜい2スロットくらいしか収まらない事です。

例えば、21号機のマザーボード Supermicr H11DSiを見ますと下の写真の通り(8チャネルのメモリソケットとCPUソケット)×2で基板面積の6割程度を占めていますので、これが16チャネルのフルスペックにメモリが倍増した場合、CPUソケットとメモリソケットで基板面積の8割程度を占有すると思われ、PCIeスロットを設置するスペースが非常に限られてしまいます。ワークステーション化できる様な基板にすると仮定するならDRG-Q(現行世代で言えばX11DPG-QTX11DPX-T、SuperMicro以外でも Tyan S7105ADVANTECH ASMB-975 が概ね同サイズかつ同じ穴の位置で既成事実的に規格化している)サイズに拡張しないとですね。。。右側(小さな画面で見ている場合は下側)の画像は合成ですしVRMの冷却を考慮せずに切り貼りした画像なので実際はあと1スロットぶん削られる可能性が高いかと。
H11DSiNT.jpg=>Zen2DualEATX.jpg

Rome世代まではNaplesとソケット互換らしいので21号機には乗ると思いますが、E-ATXでの自作は、これが最後の世代になるのでしょうね。HBM化したらまた違う状況になるとは思いますが。

ところで、この世代で 256 Thread に達しますので、Windows 7 / 8 / 10 の Pro / Enterprise で認識できる上限に達します(Windows 10 Pro/Enterprise は 512 Thread かもしれない=システム要件に明記されていないが同世代のサーバが最大512である為)。その意味でも、この世代はデュアルソケット最後の世代になる可能性があります。
 

21号機用の電源選定・・・

21号機用の電源選定をしてみます。

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->デュアルソケット・ザ・ワールドの目次は こちら へ。
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結局、入手性の問題などから EVGA SuperNOVA 1600 T2(SuperFlower SF-1600F14HT のOEM品)を購入しました。
IMG01070.jpg
 電源ケーブルが異様に太いです。オーディオヲタクがアンプ用に愛用している以外では見掛ける事があまりなさそうな物です。
 写真中央に写っている四角く細長い物は付属の強制電源ONコネクタです。このコネクタを24ピンコネクタに挿すとPCマザーに接続していなくても電源が入る様になっていて、電源多重構成時のGPU側や、PC以外の用途で利用する場合に便利かもしれません。
 ECOスイッチはファン停止ボタンの様です。下記で候補1に掲載しているCorsair電源の場合は低負荷時にファンが停止しますが、EVGA品も類似の動作をする様です。最大出力の50%でも800Wの出力が出せますから一般的な(GPUを複数搭載していない)PCに搭載した場合はファン停止状態でファンレス電源同様の運用が出来ると思います。
 写真には写っていませんが、プラグインケーブルは他にも多数付属していて、GPU用が9本有るのが特徴と言えそうです。
 難点を上げるとすれば、内部接続ケーブルが黒一色になっている事です。恐らく市場ニーズ的なデザイン性を考慮してだと思いますが、これでは各ケーブルの用途が判らなくなってしまいますしATX電源やEPS電源の規格からも外れてしまいます。この黒一色の傾向は他のメーカーに付いても同様の事が言えますが、堅実なメーカーは規格に則り色分けしています。

以下、21号機の情報と、購入に至るまでの選定の経緯です。

21号機マザーボード Supermicr H11DSi
H11DSiNT.jpg

主要パーツ:
 CPU:EPYC 180W x2 = 360W
 M/B:Super● H11DSi = ??W
 MEM:DDR4 ECC Reg 8GB 3.2W x16 ≒ 52W
 VGA:Vega 300W x2 = 600W
 RAID:Areca ARC-1883i + SSD x4 + HDD x4 = 36W
 Sound:CREATIVE Sound BLASTER Audigy Fx ≒ 10W (たぶん数W)
 合計 1,058W + M/B本体の消費電力

 この様に1,000W電源では駄目な事はハッキリしていますが、OverClockしない筆者のPCでは上記を大幅に超える様な事は考え辛く、EPYCはチップセットを内蔵している(つまりマザーボード上にはチップセットが無い=熱源が無い=消費電力が少ない)のでマザーボード自体が100Wを超える様な大電力を使うとは思えず1,200W電源なら大丈夫かもしれません。が、余裕をみて1,500W以上の機種から選定します。

 メモリの消費電力は負荷次第ではありますが、DDR3より電圧が低いので省電力・・・という記述ばかりで最大消費電力が具体的にどのくらいかを公開しているサイトには未だ辿り付けていません。メモリは容量性負荷の塊であり熱源でもありますから単純に算出は難しいかもしれませんが、最大負荷でどのくらいの電源電力を必要とするのか公開してほしいと思う訳です。こちらのサイトによりますと8GBで概ね3W消費する様ですから、仮に8GB=3W x16枚 ≒ 50Wで計算しています。

 また、このクラスに成ると変換効率の影響(≒発熱量)は結構大きく効率1%の違いは単純計算で10W違いますから高効率の80+Platinumもしくは80+Titaniumを使いたいと思います。変換効率が10%違えば最大負荷時に電源単体で100W以上の発熱の差が出ますからね・・・

候補1:Corsair AX1500i CP-9020057-JP
K0000664931.jpg
 昨年(2016)1月に調査した時点では、この機種1択でした(当時調査した時はSuperFlowerの1600W品が115V仕様だった為)。
 Corsair AX1500i はファンの位置が中央に有りますので排気口の無い出力側に熱溜まりが出来そうな事が若干不安ですが、低負荷時にファンが停止して静音化(と同時に埃の吸い込みを低減)する点が良いと思います。熱溜まりが出来そうなコネクタ側も発熱が少ないのであれば風を通して埃が堆積するよりは良いのかもしれず悩み所です。
 こちらのスペックを見ますと21号機の最大負荷約1,000Wでは1,500W電源の66%負荷ですから変換効率が93%になり電源自体が1,000Wの7%=70Wの発熱を伴う事になろうかと思います。この際に10dB程度のファンノイズが発生し、逆に500W以下の低負荷(ブログを書いたり動画を視聴する程度)なら電源ファンは回転せずコイル鳴きが無ければ無音です。
 こちらに80+認証機関が公開している資料が有り、若干ですが位相がズレていますが波形は綺麗です。

候補2:SuperFlower SF-1600F14HT
SuperFlowerLeadexTitaniumSF1600F14HTC.jpg
 下記のEVGA品と異なり公式HPにて入力100Vから対応が明記(公式HPは改装中)されていて、その他は下記のEVGA品と殆ど同じです。EVGA品はSuperFlowerのOEM品の様ですが若干仕様が異なる様です。
 80+認証機関による検証でも、この様に綺麗な波形です(波形もEVGA品に酷似しています)。
 問題は入手性・・・かもしれません。国内代理店は有るのでしょうか?無ければ海外通販ですね・・・金額的にはEVGA品と同等です(為替レート次第)。
 その他のEVGA品との違いとして保障期間5年です(EVGA品は保障期間10年)。つまり+5年間の延長保障はEVGAが独自に付け足していると思われます。
 出力側コネクタの脇に搭載されているスイッチの用途は何でしょうね?ECO Option・・・ファン回転数関係でしょうか?

候補3:EVGA SuperNOVA 1600 T2
220T21600X1XL.jpg1743804112.jpg

 入力仕様が115V~240Vなので日本のコンセント直結で1,600W出せるのか不明ですが、上記のSuperFlower品と全く同じ中身なら100V対応ですし、日本語のサイトも有るのでとりあえず動作すると思います(115V出力のUPSを咬ませる事で仕様通りの入力を実現出来ると思います)。Corsair品に比べてファンの位置が内部エアフローを考慮した配置に成っている事が好感が持てますが低負荷時のファン停止が無さそうな事や埃の堆積が若干気に成ります。ファンの回転翼越しに覗くと熱溜まり防止用と思われる整流板が設置されている様ですので、やはり意識してファンの位置を決めているのだと思います。
 こちらの80+認証機関によるレポートではCorsair品に比べ位相のズレが無く波形も綺麗です。サージ保護などの入力フィルタを搭載してこの波形なら素晴らしいですね。

候補4:SilverStone ST1500-TI
st1500ti34right.jpg
 他の機種に比べてサイズが小さいのが気に成りますね。技術力が高いのか?それとも何かを省略しているのか?
 USB3.0カードを複数比較した際にSilverStone品の特徴として保護回路を省略して小型化(部品点数の削減≒生産コスト削減)していた事が判明していますので、メーカーのポリシー的に同様の設計思想であれば保護回路などを省略して小型化しているのではないか?と実際に小型な事もあり疑ってしまいますので80+Titaniumではあっても候補としては最下位にしています。
 この記事を書いた2017/10/16 時点では80+認証機関で認証を取得した事の証明が掲載されていませんでした(後日確認すれば掲載されているかもしれません)。
 
除外:
 ・理想的にはx3リタンダントですが爆音かつ形状が特殊なので除外しています・・・
 ・ENERMAXにも1,500W品が有りますが+12Vが6系統に別れていますので300Wに迫るVega64を駆動出来ない可能性が高く、除外します。
 ・CoolerMasterの1,500W品でTitaniumが有りましたが+12Vが2系統に別れていたので除外しました。上記のENERMAX品ほどではないとしても系統が別れていると配線が面倒です(動作は安定するかもしれません)。
 ・Thermaltakeにも1,500W品でTitaniumが有りましたが、カラフルなLED付きファンが搭載されているので除外します。キラキラ光るのが好きな人は、これ1択かもしれません・・・

その他:
 今までSeasonicを利用する事が多かった筆者ですが、Seasonicの最大出力品は1,200W Platinumですから今回は残念ですが対象外です・・・稼働するとは思いますが上記の通り最大負荷で1,000Wを超えますのでギリギリ感が否めません。
 
 
 

テーマ : 自作・改造
ジャンル : コンピュータ

プロフィール

DualSocketTheWorld

Author:DualSocketTheWorld
自作を始めて二十数台目くらいになりますが、最初からデュアルソケット限定(始めた当時はデュアルスロット)で自作しており、近年になってAMD K6を試したくなりSocket7でK6-2+のシングル構成で組んだのがシングル初です(以降、Bull/nano/Ryzenと数台仮組レベルで組んでいます)。

シングルマザー(含:シングルソケットマルチコア)や4ソケット以上の自作は基本的にしませんし、メーカー製PCの改造も基本的にはしません(ノートPCのSSD化くらいはしますが・・・)

基本路線はワークステーションと呼ばれる分野での自作で、OSもWindows系であればProfesionalが主な対象に成ります。

ゲーマーの様なOverClockは行わず、WS路線としてハイエンドCPUとハイエンドGPUの組み合わせで定格或いはDownClockで発熱を抑えつつ、その時のアーキテクチャに置いて爆速かつ静音を目指し、30年以上の長期に渡り稼動状態をキープする事を目指します。

※基本的にリンクフリーです。どこでも自由にどうぞ。

※画像は時々変ります。

※お決まりの文章ですが、改造は個人の責任で行ってください。ここに記載された情報は間違いを含んでいる可能性が有り、それを元に製作や改造などをして失敗しても筆者は一切責任持てませんので悪しからず。

筆者略歴:
小学生時代にゴミ捨て場で拾ったジャンクテレビ数台を分解して部品を取り出し真空管アンプを自作、中学生時代にPC8801mkⅡsrでZ80アセンブラを始める。社会人になって初のプログラムは弾道計算、後に医療系・金融系プログラマ~SEを経て100~200人規模プロジェクトのジェネラルマネジャを数年経験、独立して起業。現在は不動産所得で半引退生活。
(人物特定を避ける目的で一部経歴を変更しています)

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