Control-(Convolver-)Rechner Odroid XU

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frankl
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Control-(Convolver-)Rechner Odroid XU

Beitrag von frankl »

Hallo Forenten,

vor einiger Zeit habe ich hier von meiner Alternative zu einem "Audio-PC" berichtet. Die Idee war, dass der Rechner möglichst wenig können soll, er muss nur Daten von Netzwerk lesen und an meinen USB-DAC schicken - und das in bestmöglicher Qualität.

Bisher hatte ich einen alten Rechner mit AMD-Athlon Rechner benutzt, der
- Musikdateien von einem NAS gelesen hat,
- diese mit 'sox' in ein 64-bit Format gewandelt,
- danach mit 'sox' ein Upsampling auf 192kHz gemacht hat,
- darauf einen RACE Filter (Crosstalk-Canceling) angewandt hat,
- das Ergebnis mittels brutefir zweimal mit 512kTap Filtern gefaltet hat (für LoCo, Lokalisierungsverbesserung, und Raum- und Systemkorrektur)
- und schließlich die Ausgabe im 192/32 Format über das Netzwerk an den Audio-Rechner geschickt hat.

Ich hatte auch ausprobiert, dass ein Netbook mit Atom Dual-Core Prozessor das schaffen kann, und dass dieses auch den Klang etwas verbessert. In beiden Fällen wurde der Klang weiter verbessert, wenn ich die Daten über einen Raspberry Pi als Puffer zum Audio-Rechner geschickt habe.

Deshalb dachte ich mir, dass es toll wäre, wenn es einen stromsparenden Rechner mit ARM-Prozessor gäbe, der die oben genannten Aufgaben bewältigen könnte. Ich habe zur Zeit nur einen Kandidaten gefunden, der dazu eventuell in der Lage wäre: diesen Odroid XU mit Quad-Core Cortex A15 Prozessor. Ich habe also so einen Rechner (plus eMMC Speicher) bestellt, der nur ein bißchen größer als ein Raspi ist. Nach Lieferung wurde darauf ein Arch Linux installiert. Ein 'brutefir' Paket gibt es dort nicht, ich habe 'brutefir' selbst mit passenden Prozessor-Optimierungen kompiliert.

Und kann der Rechner die oben genannten Aufgaben bewältigen? Ja! Das Realtime-Convolving funktioniert, wenn der Quad-Core Prozessor auf 1GHz getaktet wird (maximal sind 1.6GHz möglich, da ist also noch Spielraum).
Mein Verbrauchsmeßgerät ist kaputt, aber ich schätze, dass der Rechner etwa 10 Watt verbraucht, wenn er rechnet (sonst kann man ihn auf 250MHz runtertakten, dann werden die A15 Kerne ausgeschaltet und er läuft mit einem sehr stromsparenden Cortex-A7 Prozessor).

Und das ist nicht alles: Zusätzlich ergibt sich eine Klangverbesserung, die meine Erwartungen übersteigt. Zwischenschalten eines Raspi verschlechtert nun den Klang. Und ich schaffe es nicht mehr, den Klang durch Abspielen vorgefalteter Daten weiter zu verbessern. Ich bin begeistert.

Da werde ich wohl als nächstes nochmal über die Stromversorgung meiner Rechner nachdenken (im Moment benutze ich für den Odroid XU nur das mitgelieferte 5V Netzteil). Außerdem sollte das Odroid XU Board keinen Strom für einen Lüfter liefern müssen . . .

Viele Grüße,
Frank
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Martin
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Beitrag von Martin »

Hallo Frank,

das steckt ja ordentlich Rechenpower in dem kleinen Ding. Der könnte mir auch gefallen.

Wie groß ist bei Dir der räumliche Abstand vom Control- zum Audio-PC, bzw. der Abstand vom Control-PC zum USB-DAC? Klangunterschiede kann ich mir eigentlich nur dur elektromagnetische oder leitungsgebundene Störgrößen erklären, die auf den D/A-Wandler einwirken. Dass die digtalen Daten korrekt am Audio-PC bzw. DAC ankommen setze ich mal voraus. Um diese Störgrößen zu minimieren sind bei mir Control- und Audio-PC mehr als 15 m von einander entfernt und durch zwei Wände getrennt.

Noch eine Detailfrage: Du sampelst erst hoch und machst danach die Raumkorrektur mit brutefir. Deswegen brauchst auch so lange Filter und viel Rechenpower. Warum machst Du es nicht anders herum?

Viele Grüße
Martin
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Harmensz
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Beitrag von Harmensz »

Hallo zusammen,

das Thema alternative Rechner für Control- und vor allem für die Convolving-Funktion finde ich auch interessant, da ich auf der Suche nach einer superschlanken online convolving Rezept bin.

Bezüglich HW bin ich auf eine Site gestoßen, auf neben dem Odroid X2 auch noch andere Alternativen zu Rasperry genannt werden:

Utilite
Prozessor: ARM Cortex-A9
Anschlüsse: HDMI 1.4, DVI-D, Audio I/O analog und S/PDIF, 4x USB / USB OTG, 2x Ethernet, RS232
Bluetooth und WLAN

MinnowBoard
Prozessor: Atom-E640, 1GHz
RAM: 1 GB
4 GB Flash-Speicher on Board, MicroSD-Slot
Anschlüsse: HDMI, USB, SATA2, Ethernet, Audio I/O u.a

CubieBoard
Prozessor: Allwinner A10, 1GB Taktfrequenz mit ARM Cortex�-A7 Dual-Core CPU
1 GB DDR3-DRAM, 4GB NAND-Flash
HDMI Audio und Video
Festspeicher: MicroSD
Anschlüsse: Ethernet 10/100, 3,5 mm Audio, SATA, 2x USB Host, 1x USB OTG, 2*48 pin
External Headers mit u.a. VGA und S/PDIF-Out

Beste Grüße
Markus
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frankl
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Beitrag von frankl »

Martin hat geschrieben: Wie groß ist bei Dir der räumliche Abstand vom Control- zum Audio-PC, bzw. der Abstand vom Control-PC zum USB-DAC? Klangunterschiede kann ich mir eigentlich nur dur elektromagnetische oder leitungsgebundene Störgrößen erklären, die auf den D/A-Wandler einwirken. Dass die digtalen Daten korrekt am Audio-PC bzw. DAC ankommen setze ich mal voraus.
Hallo Martin,

ich gehe auch davon aus, dass alle Daten digital korrekt ankommen (auch in den kürzlichen Forumsdiskussionen "Digital vs. Digital" oder über "USB-Kabel" bin ich mir sicher, dass Klangunterschiede nie durch falsche Bits oder notwendige Fehlerkorrektur zu erklären sind).
Martin hat geschrieben: Um diese Störgrößen zu minimieren sind bei mir Control- und Audio-PC mehr als 15 m von einander entfernt und durch zwei Wände getrennt.
Ich hatte schonmal ein Netbook und jetzt auch den Odroid XU an verschiedenen Stellen im Hausnetz angeschlossen. Auch ohne längeres akribisches Testen hatte ich den Eindruck, dass es Klangunterschiede gibt. Ich fand es immer besser, wenn die Verbindung möglichst kurz war. Bei Rechnern mit Lüfter kommt es natürlich nicht in Frage, die im Hörraum zu haben. Die hatte ich dann im Nebenraum (mit einer Wand dazwischen) stehen und über etwa 6m Ethernetkabel angeschlossen.

Den neuen Odroid XU habe ich im Moment direkt neben dem Audiorechner und einem Switch stehen, so dass beide Rechner mit 25cm Kabeln am Switch hängen. (Der Lüfter am Odroid ist meist aus und auch sonst sehr leise - eine passive Kühlung ist bestellt.) Ich denke, ich werde die Rechner nahe beisammen lassen und versuchen, hier mit Stromversorgung, Switch und Ethernetkabeln noch etwas zu experimentieren.
Martin hat geschrieben: Noch eine Detailfrage: Du sampelst erst hoch und machst danach die Raumkorrektur mit brutefir. Deswegen brauchst auch so lange Filter und viel Rechenpower. Warum machst Du es nicht anders herum?
Das hat sich mit der Zeit so herauskristallisiert. Ich habe verschiedene Varianten probiert. Die Raumkorrektur mit dem hochgesampelten Signal zu machen klingt für mich einfach besser oder natürlicher (die Unterschiede sind subtil, mit schnellen Hin- und Herschalten ist das schwer zu entscheiden; ich habe hier von Zeit zu Zeit mal mein Setup geändert, ein paar Wochen gelassen und dann den Gegencheck gemacht; manchmal verwerfe ich dann meine letzte Änderung, und manchmal bin ich verblüfft, das ich die letzte Änderung nicht sofort als klare Verbesserung erkannt habe - dann bleibt es so).

Es ist ja auch nicht klar, dass ein DAC besser klingt, wenn er Signale mit höherer Samplerate bekommt und Rechner und Kabel höhere Datenraten zu verarbeiten haben. In meinem Setup finde ich aber, dass das der Fall ist.

Viele Grüße,
Frank
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frankl
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Beitrag von frankl »

Harmensz hat geschrieben: das Thema alternative Rechner für Control- und vor allem für die Convolving-Funktion finde ich auch interessant, da ich auf der Suche nach einer superschlanken online convolving Rezept bin.

Bezüglich HW bin ich auf eine Site gestoßen, auf neben dem Odroid X2 auch noch andere Alternativen zu Rasperry genannt werden:
Hallo Markus,

es gibt mittlerweile eine ganze Reihe Seiten, die eine Übersicht, über solche "Einplatinenrechner" geben.
Ich schätze, dass alle von Dir aufgeführten Rechner stärkere Rechenleistung haben als ein Raspberry, aber keiner davon wäre in der Lage, die von mir beschriebenen Rechungen in Echtzeit zu erledigen.
Wenn der Takt des Odroid XU auf "600MHz" gestellt wird, dann arbeiten intern die vier Cortex-A7 Kerne mit 1200MHz, diese schaffen die von mir benötigte Rechenleistung nicht. Der Sprung zum Cortex-A15 ist gewaltig.

Viele Grüße,
Frank
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freezebox
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Beitrag von freezebox »

Hallo Frank,

was ich noch nicht ganz verstanden habe ist, wie die Daten dem Audio-PC zur Verfügung gestellt werden bzw. wie dieser den Convolver steuert.

Könnte man damit auch einen Sonos (bei geänderter sample rate auf 44,1/16) per Ethernet versorgen?

Interessierte Grüße,
Jörn
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frankl
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Beitrag von frankl »

freezebox hat geschrieben: was ich noch nicht ganz verstanden habe ist, wie die Daten dem Audio-PC zur Verfügung gestellt werden bzw. wie dieser den Convolver steuert.
Hallo Jörn,

ich hatte in diesem Thread berichtet, wie bei mir die Audiodaten vom Convolver-Rechner zum Audio-Rechner geschickt werden. Genau so mache ich es im Prinzip, nur dass ich statt 'nc' und 'aplay' jetzt selbstgeschriebene Programme benutze. (Wen letzteres interessiert: ich habe meine Programme nun überarbeitet und mit Dokumentation versehen, will sie aber noch auf ein paar Rechnern testen, bevor ich den Link darauf hier im Forum bekannt gebe.)
freezebox hat geschrieben: Könnte man damit auch einen Sonos (bei geänderter sample rate auf 44,1/16) per Ethernet versorgen?
Ich kenne mich mit Sonos nicht aus, zum Thema Einbindung eines Convolver-PC in ein Sonus-System gab es doch kürzlich einen "Sonos + Acourate?" Thread. Ich habe bei der Vorstellung des Odroid XU extra genauer beschrieben, was er bei mir rechnen soll, um eine Vorstellung von der Rechenpower zu vermitteln. Vielleicht kannst Du daraus abschätzen, ob das für Deine Zwecke auch ausreicht. Falls ja, ist so ein Rechner bestimmt eine hervorragende Alternative zu den aufwändig getuneten Windows Rechnern, die hier mehrfach im Forum diskutiert wurden. (Ach so, falls das noch nicht ganz klar geworden ist: Der Odroid XU basiert auf einer ARM Architektur, Windows läuft darauf nicht - aber meiner Meinung nach ist das eh nicht die erste Wahl für einen Audio-Rechner.)

Viele Grüße,
Frank
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frankl
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Beitrag von frankl »

Hallo Forenten,

falls sich jemand für den oben vorgestellten Rechner interessiert, hier ist noch ein Nachtrag.

Ich habe den mitgelieferten Lüfter durch einen passiven Kühler vom Typ "Zalman ZM-NBF47" ersetzt (mit Wärmeleitpaste auf der CPU und die nicht auf der CPU aufliegende Kühlerfläche mit Isolierband abgeklebt). Die CPU-Temperatur ist damit immer etwa 2 Grad kühler als mit der Standard-Lüftersteuerung (ca. 37 Grad bei < 500MHz Takt und bis 58 Grad bei vollen 1600MHz Takt). Dadurch dass das Board nun keinen Strom mehr für den Lüfter liefern muss, ist der Klang auch nicht schlechter geworden!

Außerdem habe ich den Verbrauch nun genau gemessen (mit dem mitgelieferten 5V/4A Netzteil): Beim Booten max. 3.5 Watt, Idle und Abspielen vorgefalteter Daten (250 bis 500MHz Takt) 2.7 Watt, beim Online-Falten wie oben im Thread beschrieben (1200MHz Takt) 4.7 Watt und bei Maximaltakt (1600MHz) 5.4 Watt. Dabei ist eine externe Festplatte über USB 3.0 angeschlossen und Ethernet in Benutzung. Das ist eine beeindruckende Rechenleistung pro Watt.

Um das Messgerät ablesen zu können, habe ich das Netzteil in eine Billig-Mehrfachsteckdose gestöpselt. Dabei ist mir sofort aufgefallen, dass die Versorgung mit gefiltertem Strom auch zur Klangqualität des Rechners beiträgt.

Viele Grüße,
Frank
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wolfgangwolfi09
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Beitrag von wolfgangwolfi09 »

Hey

als technisches ProofofConcept sicher total spannend was DU hier machst aber -

warum macht man das nicht auf einem Cubieboard oder auf einem Beaglebone oder einem BanaPi oder einer Ouyabox die ja alle viel günstiger wären und verfügbarer ???

Oder auf einem eher günstigeren Atom bzw Intel Rechner oder auch ARMs die es bei Pollin oder anderen Elektronikversendern gibt bzw diesen NUCs von Intel.
Das wäre doch alles verfügbarer als irgendein ich nennen das mal Industrieboard das auch nicht gerade günstig ist.

Und das ganze dann auch als ich nenn das jetzt mal bedienbares Plugin/Script/Exeprogramm/ VST plugin auf einer Audio Philen Linux Distribution wie VDR, Vortexbox, AP Linux , AV Linux ......
da wäre doch auch dem eher unbedarften Linux und DRC Anwender direkt besser geholfen.
Als Player dann Foobar, Xmbc , Clementime oder was auch immer.

Zudem ist doch letztlich auch kein Strom gesparrt wenn es

NAS 20watt
Controllpc 10watt
Faltpc 10watt
Abspielpc 10watt
Remote Device 5watt
div DACs 5watt
Streamer 10watt
Puffer PI 5watt
Wlan Sender 1watt
Bluthooth Interface STreamer 1watt
Router 5watt

Preis je Gerät sagen wir mal 200-2000euro
Plus Kabel - (USB Kabel von 5-300euro , CAT 5 von 5-300euro , div Netzteile 5x je 50euro)
Braucht - dann kann ich doch gleich einen HTCPC bauen der die 1200euro kostet einen Profi Studio Soundkarte an Board hat und der im Betrieb dann 60watt und mehr verbraucht und dann halt nur läuft wenn ich zu Hause Musik hören will und da bin.
Das NAS für Bilder und Files der Familie und Schulkinder braucht es ja evlt separat aber das soll auch standalone oder besser dezentral funktionieren.
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frankl
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Beitrag von frankl »

wolfgangwolfi09 hat geschrieben: als technisches ProofofConcept sicher total spannend was DU hier machst aber -

warum macht man das nicht auf einem Cubieboard oder auf einem Beaglebone oder einem BanaPi oder einer Ouyabox die ja alle viel günstiger wären und verfügbarer ???
Habe ich doch oben schon geschrieben: die haben nicht genug Rechenleistung für das Online-Falten. Wenn man mit kurzen Filtern und 44.1 kHz Samplerate auskommt, könnten einige der genannten ok sein (ist ja leicht zu testen).
wolfgangwolfi09 hat geschrieben: Oder auf einem eher günstigeren Atom bzw Intel Rechner oder auch ARMs die es bei Pollin oder anderen Elektronikversendern gibt bzw diesen NUCs von Intel. Das wäre doch alles verfügbarer als irgendein ich nennen das mal Industrieboard das auch nicht gerade günstig ist.
Atom und NUCs hätten genug Rechenleistung (bei ARM kenne ich nur den hier vorgestellten Rechner, der genug Rechenleistung hat). Billiger sind die nicht. Und mein Eindruck ist, dass sich mit den ARM viel leichter eine bessere Klangqualität erreichen lässt. Meine Zielrichtung ist es hier aber gar nicht, einen besonders billigen Rechner zu benutzen, sondern mit einem anderen Ansatz (mindestens) die Klangqualität der stark getunten (und viel teureren) Rechner, die hier im Forum vorgestellt wurden, zu erreichen.
wolfgangwolfi09 hat geschrieben: Und das ganze dann auch als ich nenn das jetzt mal bedienbares Plugin/Script/Exeprogramm/ VST plugin auf einer Audio Philen Linux Distribution wie VDR, Vortexbox, AP Linux , AV Linux ......
da wäre doch auch dem eher unbedarften Linux und DRC Anwender direkt besser geholfen.
Als Player dann Foobar, Xmbc , Clementime oder was auch immer.
Klar, wenn man nicht selbst viel ausprobieren und lernen will, kann man eine dieser Distributionen und ein Standardprogramm benutzen. Das liefert sicher auch schon gute Ergebnisse.
Es geht aber besser, und mit meinen Spielereien versuche ich dem Optimum deutlich näher zu kommen.
wolfgangwolfi09 hat geschrieben: Zudem ist doch letztlich auch kein Strom gespart wenn es
...
Sorry, die Rechnung kann ich jetzt nicht nachvollziehen.

Frank
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wolfgangwolfi09
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Beitrag von wolfgangwolfi09 »

Die Theorie ist also dass ein ARM besser klingt als eine andere CPU o.k
Diese ganzen Experimentierboards sind dochauch nicht so billig mit 100-200euro ist man immer dabei ohne Gehäuse und drum rum.

wie wärs dann mit einem schicken Chromebook oder Tablett für um die 200-300euro das bringt dann auch noch einen Bildschirm Tastatur und Wlan und Gehäuse mit und schaut noch schick aus.

Oder hängt man der Theorie an das je mehr dinge der PC tun muss dieser schlechter klingt ?
Ich denke halt Grafik, Netzwerk und co macht er ja eh egal ob angestöpselt oder nicht.

Hier dann eine schicke Distro raus gebracht mit MPD , MQN oder was auch immer als Player das wäre doch was.
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