MyPC DO!(ドゥーと読むのだぞ)

当ホームページの作者が体を張った人柱の記録(その3)

’04  6月20日

本日のお題  ストライピング、再び


イントロ
 金がないのに、シリアルATA(S-ATA)のハードディスクを衝動買いしてしまいました。当然の如く2つ買いまして、RAIDを組みました(^^;。効果の程を確認しましょう。
 ※RAIDとは:大雑把に言うと、複数のハードディスクを使って安全性や処理速度を高める手法です。安全性を高める組合せをミラーリング、処理速度を高める手法をストライピングと呼びます。

 私は、ハードディスクの速度性能を左右する要因は(1)バス幅(バスの転送速度) (2)記録密度 だと考えています。(1)の解決法としてS-ATA(150MB/sec)を選択、(2)は…まぁ日々記録密度は上がるものなので、最近の製品を買っておけば問題なし、という方針で買い物しました。メーカーは昔からIBMが好きだったので、買収したHITACHI製を買いました。記録密度は80GB/プラッタで、最先端ではありませんが標準的なスペックです。
 ちなみに、現在使っているハードディスクは3年半前に買ったものです。

表.今回購入したパーツ

パーツ 品名 メーカー 値段(税込) 購入店
ハードディスク DeskStar 7K250(HDS722516VLSA80)  HITACHI 11,470 x 2 Faith
  22,940

表.新旧ハードディスクの違い
  回転数 バッファ プラッタ 数 記録密度 インターフェイス 総容量
(旧)DTLA307030 7200rpm 2 MB 2Disks 11 Gbits/in2 UATA133 30GB
(新)HDS722516 7200rpm 8 MB 2Disks 62 Gbits/in2 S-ATA150 160GB

表.その他のの環境
 
パーツ メーカー 品名
マザーボード GIGABYTE GA-8PENXP (i865PE)
RAIDコントローラーチップ Silicon Image SiI PCI-3112
CPU Intel Pentiun4 2.6CGHz (FSB800)
メモリ (SAMSUNGチップ) PC3200 256MB x2
ビデオカード TORICA GeFORCE4 MX440
OS Microsoft Windows98SE


ベンチマークソフトはHDBench Ver3.22(かず氏)と、Diskdrive benchmark(Yuji TSUKADA)を使用しました。

組み立て&問題発生 
 
 さて、セットアップです。GA-8PENXP (i865PE)にはオンボードでS-ATAのRAIDシステムとケーブルがついていますので、つなぐだけです。一般的なマザーボードの場合RAIDは付属していないでしょうから、専用のカードを買ってきて取付けることになります。S-ATAのケーブルは細いので取り回しは問題ないでしょうが、ハードディスク用の電源ケーブルが2つ分必要なので、不足の場合は分岐ケーブルを買っておく必要があります。
 あとは、ドライバーのインストール、RAIDの構築(ストライピング/ミラーリングどちらにするか)、Fdisk、Formatの手順で進めていきます。詳細はハードウェア毎に違うので省略します。私の環境ではここで問題が一つ発生! Windows98は80GB以上の容量を認識しないのです。おまけにFdiskにバグがあって、実行時に正しい容量を表示しないのだそうです。詳しくはこちらをご覧ください。案の定Fdiskを実行しても正しい容量を表示しなかったので、パッチをダウンロードして、新しいものに変えました。そしてFormatまでは順調に終わったのですが、Scandiskを実行するとエラーが出てしまいます。噂によると131GB以上のパーティションではエラーが出るそうで、非常に不安です。しょうがないのでパーティションを131GBと残りに分割しました。

 
結果は 
 では、効果を見てみましょう。 グラフはDiskdrive Benchimarkの結果で、512B/64KB/1MBはアクセスサイズを示します。"U-ATA133"は以前のディスク、"S-ATA"は新ディスクでの結果です。シーケンシャルとは連続データの読み書きで、理論値に近い値が出ているはずです。ランダムはバラバラに分散したデータの読み書きで、実際の環境に近いと言えます。
 S-ATAシングルの構成が何故かできなかったので、代わりにS-ATAミラーリング環境の結果を載せています。U-ATA133からS-ATAミラーリングに換えただけで、2倍近く速度アップしました。これは記録密度があがっていることが要因として挙げられます。ディスクの回転数(=磁気ヘッドの移動速度)は変わりませんから、同じ時間でヘッドがたくさんのデータの上を通過するわけです。
 そして、ストライピングで2〜3倍の効果が出ました!前回と同じく、ミラーリング→ストライピングで2倍とまではいきませんが、効果は確実にわかります。少し疑問なのは転送速度が133MB/secを超えているところです。RAIDシステムもPCIを経由しているはずですから、PCIバスの転送速度(133MB)を超えるはずはないんですけどね。


図.Diskdrive benchmarkでの比較結果

表.HDDベンチによる比較結果
Read Write Copy
U-ATA133 30,521 28,185 20,002
S-ATA 107,675 92,334 65,113

 お次は、実際にアプリケーションを実行した際の速度比較です。まずはVisualC++での実行ファイル生成(コンパイル+ビルド)です。VisualC++とソースファイルを測定するハードディスクに置いての測定です。CPUの処理時間も含まれるのであまり差は出ていませんが、効果はあり、でしょう。次はPhotoShop5.5用のファイル(55MB)を開くまでの時間です。PhotoShopは起動する時間が長かったのでいつも待たされていたのですが、結果を見ると2倍近くいっていますので満足です。

表.アプリケーション実行時のパフォーマンス比較
VisualC++ 
コンパイル  
PhotoShop5.5起動
+55MBのファイルオープン
ATA100 12秒 20秒
S-ATA ストライピング 9秒 11秒
速度比 1.3倍 1.8倍

まとめ…○と×
 ○:何と言っても確実にわかるパフォーマンスアップです。恐らく2年以上前のコンピューターならば、効果を確認できるでしょう。CPUを換えようとすると、マザーボードごと換える必要がある場合が多く、コストと手間がかかりますが、ハードディスク交換ならばコストで2万円台、手間もそれほどかからないはずです。私の場合、Cドライブはそのままで、Dドライブのディスクを換えたので、OSの再インストールなども不要でした(アプリをDに入れておくとか、仮想メモリをDに置く等の工夫は必要です)。

 ×:あまり不満はないのですが、心配事と言えばRAIDがあまり一般的に広まっていないことでしょうか。GIGABYTEのマザーボードのマニュアルは基本的に日本語で分かりやすいのですが、RAIDのマニュアルだけは英語で、メーカーがあまり力を入れていないのが伺えます。また、以前WindowsNTで、RAIDをシステムドライブ(C:)にしようとして失敗したことがあり、ハードやOSの対応が完璧にいっているのか不安が残っています。杞憂かもしれませんが。
   また、今回のパフォーマンスアップでPCIバスの転送速度(133MB/sec)の限界に達していますので、以後さらに高速なハードディスクを買った場合、より高速なRAIDシステムに換える必要があります(バスはPCI Express等にすべきでしょうね)。

 


結論:80GB/プラッタのHDDで更にパフォーマンスアップ!古いパソコンはここから手を加えるべき!


’03  7月6日

本日のお題  Coolな3GHzアップグレード?!(1)


イントロ
 久々にハードに手を加えました。前回はCelelonを2倍にしたので、今回はPentiunIIIを3倍にしちゃいましょう(笑)。あと、暑くなる季節ですので、マシンの冷却を考えて水冷システムを組み込んでみました。
 今回購入したパーツは下記の通り。あまりお金も無かったので、CPU周りだけです。秋葉のショップを幾つか回った結果、クレバリーで購入しました。この店は何年も安売りしているし、雰囲気もいいのでお勧めです。CPUの選択で一時期AMDに食指が動いたのですが、結局Intelにしました。GIGABYTEのマザボは高めですがDPS等、信頼設計が多いので安心感を買いました。もちろん、クロック、電圧アップ可です。POSEIDONは水冷キットとして今一番秋葉に出回っているものでしょう。ま、ベタなんで面白みには欠けますね(^^;  ビデオカードは昔買ったのを復活させました。

表.今回購入したパーツ

パーツ 品名 メーカー 値段(税抜) 購入店
CPU Pentiun4 2.6CGHz (FSB800) Intel 25,980 クレバリー
マザーボード GA-8PENXP (i865PE) GIGABYTE 22,800 クレバリー
メモリ PC3200 256MB (SAMSUNGチップ) 5,480×2 クレバリー
水冷システム POSEIDON EVERCOOL Thermal 9,800 T・ZONE
ビデオカード GeFORCE4 MX440 TORICA (昔なので失念) どこかの電気屋
  69,540

ちなみに、アップグレード前のスペックは下のようになっています。早速組んでベンチマークしましょう。ベンチが目的の半分みたいなものですから(笑)。ベンチマークソフトはHDBench Ver3.22((C)かず氏)です。

表.アップグレード前の環境
 
パーツ メーカー 品名
マザーボード GIGABYTE GA60XM7E(i815e)
CPU Intel PentiumIII(115*8=920MHz)
メモリ 不明 PC133 128MB
ハードディスク IBM DTLA307030 x2 (ストライピング)
ビデオカード Canopus SPECTRA3200AGP
SCSI Tekram DC-390F/U
OS Microsoft Windows98

結果は 
 
 今回は割と簡単に組み終わりました。リテンションパーツがしっかりしているので、CPUの取り付けも楽にいきました。ベンチの結果はグラフのようにグラフィック2倍、メモリアクセス9倍(!)、CPU演算が1.3倍でした。
 メモリはSDR(シングルレート)115MHzからDDR(ダブルレート)800MHzですから、7倍は出て当然ですが、ちょっと出すぎですね。FSBも上がったから、ということにしておきましょう。一方、CPUはクロック比で3倍近く出なくてはならないのに1.3倍としょぼいです。納得いかないのでSuperπ(東京大学金田研究室)も試しました。Superπは円周率の算出を延々と行うソフトで、CPUとメモリを酷使します。結果は2.5倍とでました。これでまあいいでしょう。グラフィックに関しては、変更が多すぎるので何とも言えませんね。

 


Pen4とDPS。でかすぎて後にケースファンが邪魔に…


HD Benchの実行結果

表.Superπの結果比較
 100万桁    200万桁    400万桁  
Pentium III  920MHz 142秒 326秒 715秒
Pentium 4 2612MHz   55秒 128秒 273秒
速度比 2.5倍 2.5倍 2.6倍

当然のクロックアップ!   
 ではクロックアップです。GYGABYTE付属のソフトEasyTuneを使ってシステムバスクロックを上げてゆきます(メモリ、AGP、PCIバスのクロックも等比率で上がります)。システムクロックだけだと、標準の200MHz(CPU:2612)から230MHz(2996)まで上げたところで頭打ち。それ以上上げるとベンチマーク中にダウンします。そこで、供給電圧を1.58Vから1.6Vへ上げると235MHz(3061)まで耐えられるようになりました。これ以上電圧は上げられないので、2割弱のオーバークロックとなりました。AGP等のクロックを下げたり、温度対策(後述)を施してみましたが、無理でした。
 ベンチの結果はクロック比に準じています。こう見ると、2割なんてかわいいもんですね。


図.クロックアップの効果

 


結論:PenIIIからPen4でクロック比分の効果を確認。欲を言えば、もっと電圧をくれー!(危ないって)

 

’03  7月 11日

本日のお題  Coolな3GHzアップグレード?!(2) 事件編(?)

 お次は水冷システムの組み込みです。前述しましたが、買ったのはPOSEIDON。韓国製みたいですが、エキゾチックな日本語のマニュアルが付いています。キットというだけあって、パーツを固定するテープやネジなどの小物まで、きれいに揃っています(Athlon,PenIIIにも対応)。これで1万円は安いと思います。
 一番の気がかりは設置スペースでしょう。私は行き当たりばったりで買っちゃいましたが、ケースのサイズによっては水槽などが入らない可能性があるので注意しましょう。目安として、3.5インチベイの下に16cm位の空間があればいいんじゃないでしょうか。またはPCIスロット5本分くらいの空きがあるとか。
 さて、マニュアルをじっくり読んで組み立て。大した作業じゃないですが、自分で作るって楽しいですねぇ。小一時間ほどしてパイプをつなぎ終わり、テストの後組み込みました(下図)。ラジエーターは前面に置いて、外からエアーを入れます。後ろにもファンはあるのですが、写真のようにDPSが邪魔しているし、電源の傍は熱そうなので避けました。このままだと埃をガンガン吸い込んでしまいますから、たたき売りされていた対SARS用マスクを貼っておきました(笑)。


POSEIDONを組み込んだ状態。
右下がラジエーターでその左が水槽。


CPU部分。ここで水漏れが起きたら
マシンはまず死にます。

 稼動時は下の写真のようにRAIDのハードディスクがCPUの上を塞ぎます。見ているだけで暑苦しい光景ですが、水冷ならば恐れることはありません。水温を計るために水槽にサーミスタをつけました。ついでに流量計なんかをフロントパネルに持ってくると、かっこいいですね。

効果は?

 さて、楽しみな実験です。以下の環境でSuperπを10分ほど実行して、CPU温度の上昇を追いかけてみましょう。ケースファンとは、CPUの傍にある、ケースに取り付けられたファンのことです(このPCでは排気をしています)。
(1)Pen4 2.6GHz
(2)Pen4 3.06GHz ケースファンなし
(3)Pen4 3.06GHz
(4)Pen4 3.06GHz 水冷システム
 結果は下のグラフが全てを物語っています。まず、(2)FANなしで2℃程温度が上昇しているのが判ります。CPUの傍にあるので、結構効くようです。(1)と(3)を比べてみると、動作周波数の違いで、最終温度で5℃位差が出ています。暑い時期には無理してクロックアップをするな、ということですね。
 そして水冷化で、なんと10℃温度を下げることができました。(金かけた甲斐がありました)。しかし心配なのは温度が収束していないこと。恐らく、初期段階(60〜120秒)で冷却水に熱が奪われたものの、冷却水そのものが熱を持ってしまったために徐々に温度が上がっているのだと思います。うーむ、SARSマスクのフィルターがまずかったか…
 このままでは何度まで温度が上がるか不安なので、計算を延長してみました。それが右の図です。結果として63℃位で落ち着きましたが、水温がびみょーに上がっているところが気になります。この水冷式というのは、下手な組み方をするをすると熱媒(水)の分だけ温度上昇が遅くなっただけ、という結果になりかねないのではないでしょうか。ちなみに今の室温は約22℃。もっと気温の上がる夏に向けて不安が残ります。


図.いろんな条件でCPU温度を測っててみました


図.水冷システムで長時間演算をさせてみました

 はっきりCPUの限界温度が何度なのか知りませんが、BIOS等の警告温度を見る限り80〜90℃でしょう。ですから60℃少々というのは実用上問題ないと思います(ワープロだけを使ってる時は50℃台ですから尚更です)。しかし、水温が43℃とは…水じゃなくてお湯ですね、間違いなく。気分的によろしくないので、冷却水を冷やすためにもっと強力なファンをつけるとか、何らかの対策が欲しくなります。という訳で、解決編へつづく、ですね…

締め

 PCの水冷化ですが、思った以上に簡単にできました。管理も難しいことはありません。CPUファンであれこれ悩むより効果的な解決法になると思います。温度のモニタリングは必要とは思いますが、ひとつ試してみてはいかがでしょうか。(いつもこんな締めばっかだな(^^;)
 


結論:水冷方式で5℃のクールダウン!ただし長時間酷使の場合は冷却水温に注意。

<後日談>

 フィルターは市販のPCパーツに交換しました。しかし、これはどう見てもただのスポンジ。普段は見えないからいいんですが、ださいなぁ。
 3ヶ月ほど後、水槽の水を交換しました。実は水道水を直で入れたのですが(笑)、特に濁っていないし殆ど減っていないので、まめにチェックする必要はなさそうです。
 このシステムは、電源がPCと別系統になっています。不安ではありましたが、やはりやりました。スイッチの入れ忘れ(!)。突如PCが落ちます。
やべぇっ! でもCPUは無事でした。
 私の見る限り、PCの電源スイッチと連動させても問題ないように見えます。出来る人は改造しましょう。

 

’01  9月8日 (Rev-up 11/5)

本日のお題  コードレスUSBマウス

品名 :
メーカー :
値段 :
購入店 :
購入日 :

コードレスホイールマウス(CM-44UPi)
Logicool
3,980 yen
TWO TOP
'01/8

イントロ
 最近は至極快適な私のPC環境なのですが、気になることがひとつ。それはマウスのコードがうざったいということです。元々、コード類がわらわらと見えているのは好きでなかった上、近頃は机の上が乱雑になったのでコードが引っ掛かるわ引っ掛かるわ。これでは正確なオペレーションに支障が出る!(ゲームでね) という訳でコードレスマウスを試してみました。

左がコードレス。右がスタンダードなLogitecマウス。
見て分かるように「背中」が盛り上がってます。

使ってみました
 買ったのはLogicoolの「コードレスホイールマウス」(そのまんまのネーミングだな)。私はブランド力と値段のバランスが取れているので、ついLogicool (Logitec)を手にとってしまいます。Microsoftは高くてでかいので、好きじゃありません。
 クリック感はコード付に対して若干弱め。ま、よほどこだわる人でなければ気にする程ではありません。問題は重いということ。電波を送信する関係から中に回路や単4乾電池が2本入っているのですが、この差のためズシリと重量感があります。光学式マウスと比較すると倍はあるでしょう。これはかなり抵抗ありますよ。もっとも、2,3週間すると手が鍛えられて抵抗感はなくなりましたが(笑)。
 もう一つ、形状大きいのが気になります。写真を見ていただければ分かるように、背中が盛り上がっているので手の小さい私には苦しいです。気が付くと斜めに握っていたりします。これもボールと乾電池が収納されている仕様上、仕方ないようです。

 あまり悪いことばかり書いてしまったので、特徴のコードレス機能に目を向けてみましょう。ただし、普通に使えてあたりまえ。PCDo!的には一歩上行く(一歩外した?)テストをしてみます。
 まずは直線距離!受信機をモニターの前に置き、マウスをグリグリしながら後退してゆきます。離れても結構動作します。壁に背中がついてしまったので横移動。結局有効だったのは大体2m程度でしょうか。しかし、こんな離れてしまってはキーボードもコードレスじゃないと意味ないし、モニターも23インチくらいないと画面が見えませんね…
 お次は受信機を目立たないようにPCの背面に持っていきました。マウスの傍まで引っ張ってきたのでは、あまり意味ないですからね。結果、実用上問題ないようです。1.5mの距離まで問題なく使えたので、殆どの一般ユーザーならOKでしょう。
 次は究極の使用法、受信機の内蔵です。スチール製のケースの中に入れてしまうのですから、これはキツイだろうと思ったのですが、予想に反して問題なしです。普通のPCですとUSBコネクターの口は外側に出ているので、ケーブルが見えてしまいますが、大分すっきりします。ちなみに、ケースはTQ-700MK III(SONG CHEER)です。ごく一般的なスチール製の材質です。

受信機のポジション変更実験まとめ
 
受信機の位置 有効距離
 卓上(直線)  2m
 PCの背面  1.5 m
 PCの中(笑)  1 m

最後に 
 昔あった赤外線式と違って障害物を気にしなくていいのは良いのですが、マウス本体に形状上の制限が加わるのは否めないようです。ボールのいらない光学式マウスにするなどして負荷を減らせば、使い勝手は更に向上するでしょう(実はもうあるのですが(^^; )。


結論:コードレスで卓上すっきり!受信機内蔵化も可能!だだしボールレスの方がベター!