DIY-Projekt High Performance Audio PC mit hochwertiger Verkabelung

Musikwiedergabe über PC und Mac
StreamFidelity
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DIY-Projekt High Performance Audio PC mit hochwertiger Verkabelung

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo zusammen,

als ich meinen letzten Audio PC zusammenstellte, machte ich einige Lernphasen durch. Zum Beispiel, dass es in Europa keinen einzigen PC-Kabel Hersteller gibt, der Kabel unter audiophilen Gesichtspunkten anbietet. Stattdessen kommen meistens Billigstrippen der schlimmsten Sorte zum Einsatz. Die Kabel sind oft zu lang und werden kreuz und quer oder aufgerollt im PC verlegt. Erst mit ghentaudio aus China konnte ich eine befriedigende und passgenaue Kabelqualität erreichen.

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Beim "rumspinnen" sind Bernd von fis Audio und ich auf die Idee gekommen, gemeinsam einen High Performance Audio PC mit hochwertiger Verkabelung zu bauen. Die Signalwege sollen kurz sein. Der Audio PC soll genügend Leistung bieten, um selbst komplexe Filter oder DSD EC-Modulatoren des HQPlayers anzutreiben. Außerdem soll er komplett lüfterlos, also passiv gekühlt sein. Eine saubere lineare Stromversorgung ist Pflicht. Das Gehäuse soll gegen Resonanzen geschützt sein.

Mit diesem Thread will ich von unserem Projektfortschritt berichten. Für Tipps sind wir dankbar.

1. Einkaufsliste

Nachfolgend nenne ich die Komponenten und die Gründe, welche zur Auswahl führten. Wir versuchen natürlich unser Projektbudget nicht aus dem Ruder laufen zu lassen. Aber wir wollen auch die besten Teile oder wenigstens sehr gute Komponenten im Audio PC verbauen.

1.1 HDPLEX 2nd Gen H5 Fanless Chassis

Das ist ein vergleichsweise günstiges und formschönes Case, welches Platz für ein Mainboard mit ATX-Formfaktor bietet. Es hat mit 43cm Breite das "übliche" HiFi-Format und dürfte sich mit 11cm Höhe überall gut einpassen lassen. Das Case gibt es in Silber (unser Modell) und in Schwarz. Die passive Kühlung sieht sehr hochwertig aus. Vorgesehen ist es für eine Kühlung von CPU's mit einer Power (TDP) von 95W.

1.2 ASUS ROG MAXIMUS XI FORMULA

Das Mainboard auszuwählen war nicht einfach. In jedem Fall sollte es ein Gaming Board werden, da die Stromversorgung meistens besser ist. Beinahe wäre es das MSI MEG Z390 ACE geworden, da es sehr gute Bewertungen hat. Leider hat es keinen HDMI-Anschluss, so dass eine Grafikkarte hätte verbaut werden müssen. Für bestimmte Einstellungen, wie BIOS-Optimierungen, muss halt ein Bildschirm angeschlossen werden. Gern hätte ich mein jetziges hervorragendes ASUS ROG Maximus XI Gene genutzt, aber hier sind die PCIe-Anschlüsse dicht gedrängt und im größeren Gehäuse wollte ich mehr Abstand zwischen den JCAT USB und Net Karten haben. So fiel die Wahl auf das teure ASUS ROG MAXIMUS XI FORMULA Board. Es hat einige Features, die für ein Passivsystem ansprechend sind. Nämlich eine besonders aufwendige Kühlung wichtiger Komponenten. Es ist sehr robust verbaut und verfügt über einen Aquantia-5G-LAN-Anschluss, welcher zum Experimentieren einlädt. Mal schauen.

1.3 Intel Core i9-9900K (95W TDP), 3,6GHz - 5,0GHz OctaCore - HD Graphics 630

Die CPU ist mir für seine Stabilität und problemlosen Betrieb bestens bekannt. Das neue Flagship i9-9900KS wäre auch ganz nett gewesen, aber da die Taktung von 5GHz über alle Kerne mit einem passivgekühlten System nicht möglich ist, blieb es beim i9-9900K. Mit dieser CPU sind mit dem HQPlayer Konvertierungen von PCM zu DSD 512 oder die Nutzung der EC-Modulatoren für DSD 256 überhaupt kein Problem. Letzteres kann noch nicht einmal der 24k€ schwere Taiko Extreme aufgrund zu niedriger Taktung der zwei CPUs stemmen.

1.4 Corsair DOMINATOR® PLATINUM 16 GB (2 x 8 GB) DDR4 DRAM 2400 MHz C10-Speicherkit

Diese 16GB RAM sind aufgrund ihrer Robustheit und geringen Latenzen ebenfalls alte bewährte Bekannte.

1.5 Samsung 970 EVO Plus MZ-V7S250BW - 250 GB SSD

Im Mainboard können zwei schnelle M.2 Sockets belegt werden. Eine 250 GB SSD reicht aus, wenn die Musik vom NAS oder von einem Streaminganbieter kommt. Wer die Musik im selben Gerät haben möchte, kann 2 x 2 TB = 4 TB anschließen. Wem das immer noch zu wenig ist, schließt weitere SSD's an die 6 x SATA 6Gb/s Ports an. Platz genug ist im HDPLEX Fanless Chassis vorhanden.

1.6 JCAT USB Card Femto

Die Erfahrung zeigt, dass sich eine dezidierte USB-Karte mit externer Stromversorgung lohnt. Zumindest dann, wenn der DAC per USB angesteuert wird. Optional sind auch andere Karten denkbar. Zum Beispiel von Pink Faun.

1.7 JCAT NET Card Femto

Mit dieser Karte lassen sich unter Windows extrem schlanke und störungsfreie Netzwerkverbindungen konfigurieren.

1.8 HDPLEX 400W DC-ATX

Ein ATX-Mainboard benötigt auch eine ATX-Stromversorgung. Hier hat sich der HDPLEX 400W DC-ATX Konverter sehr gut bewährt.

1.9 Keces P8 Single 20V/8A + optional 12V/8A

Nicht bewährt hat sich das HDPLEX 200W Linear Power Supply (LPS), welches sich bekanntermaßen bei mir in Rauch auflöste. Siehe: Netzteil HDPLEX 200W gegrillt. Seitdem bin ich extrem auf Sicherheit bedacht. Die Keces P8-Serie hat

Over Voltage Protection (OVP).
Over Current Protection (OCP).
Under Voltage Protection (UVP).
Over Temperature Protection (OTP)

Sehr praktisch ist das Ablesen des Stromverbrauchs. Die LPS sind recht handlich, einwandfrei verarbeitet und Laststabil. Bei normaler Verwendung werden die nur handwarm. Wir werden außerdem einen Keces mit 12V/8A direkt an den 4-pin EATX 12 V Power Connector anschließen. Das soll klanglich richtig was bringen.

Die noch auszuwählenden DC Strombuchsen am HDPLEX Fanless Chassis sollen jedoch flexibel nutzbar sein, um beliebige Stromlieferanten anschließen zu können.

1.10 PC- und DC-Kabel

Da wird so manche Überraschung dabei sein. Bernd wird aus seinem breiten Kabelfundus schöpfen. Genauso wichtig sind die Steckverbindungen. Gesetzt sind schon vergoldete Molex Stiftverbinder für die 24PIN/8PIN/6PIN/4PIN-Molex-Anschlüsse. Eine weitere Spielwiese stellen die DC-Kabel für die externe Stromversorgung dar.

1.11 Minimierung von Gehäuseresonanzen

Empfindliche elektronische Geräte profitieren besonders von stabilen resonanzbefreiten Gerätefüßen. Wir werden mit unterschiedlichen BF Magic Spacer von fis Audio experimentieren. Kugeln aus Glas, Edelmetall oder anderen Materialien werden dabei auf die Unterlegscheiben gelegt und leiten Erschütterungen ab.

Das wars erstmal. Demnächst geht es weiter.

Grüße Gabriel
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Fujak
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Beitrag von Fujak »

Hallo Gabriel,

ein tolles Projekt, das ich mit großer Spannung verfolge. Ich selbst kann da nicht so viel beitragen, weil Ihr bereits auf einem sehr hohen Niveau einsteigt. Lediglich diese Punkte sind mir noch eingefallen:
  1. USB- und Netzwerkkarte unbedingt mit eigener Ultralownoise-Spannungsversorgung ausstatten, damit sie ihren Strom nicht aus dem PCI-Bus beziehen müssen.
  2. Statt Ethernet-Karte eine LWL-Karte verbauen und per LWL-Kabel alle Netzanbindungen zu realisieren. Damit bin ich klanglich weitergekommen als mit Ethernet-Netzwerkkarten.
  3. Ich selber bevorzuge Headless-PCs, die ich per Smartphone oder Tablet ansteuere. Zum Konfigurieren kann man eine Grafikkarte einbauen, die man nach erfolgreicher Konfiguration ausbaut bzw. im Bios bzw. Systemeinstellungen deaktiviert. Um dennoch das ein oder andere zu konfigurieren ohne gleich wieder eine Grafikkarte einbauen zu müssen, habe ich TightVNC auf dem PC, das sich nach 1 Minute per Batchdatei automatisch beendet (des gleichen auch andere Tasks wie z.B. explorer.exe). So kann man sich innerhalb der ersten Minute mit jedem PC oder Tablet in den AudioPC einklinken, den Countdown des Scriptes stoppen und dann in Ruhe alles erledigen, was man zu erledigen hat. Anschließend das Script erneut aktivieren (Verknüpfung auf dem Desktop).

    Ich erwähne das so ausführlich, weil jede Art von Grafik-Fähigkeit (sei es DVI, sei es Grafikkarte oder die Grafik fähigen CPUs) hörbare Unruhe in das System bringt.
Soweit von meiner Seite. Auf jeden Fall freue ich mich, dass Du uns Anteil nehmen lässt an diesem spannenden Projekt.

Grüße
Fujak
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StreamFidelity
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Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Fujak,

vielen Dank für die guten Tipps.
Fujak hat geschrieben:
21.02.2020, 17:48
Statt Ethernet-Karte eine LWL-Karte verbauen und per LWL-Kabel alle Netzanbindungen zu realisieren.
Kannst Du eine LWL-Karte empfehlen?

Grüße Gabriel
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StreamFidelity
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Eingang Mainboard, CPU + RAM

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo zusammen,

die ersten Teile sind eingetroffen. :cheers:

1.2 ASUS ROG MAXIMUS XI FORMULA

Sehr schön verpackt sieht alles hochwertig aus.
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Auf der Rückseite ist die Stahlplatte zu sehen, welche wohl auch für das hohe Gewicht verantwortlich ist.
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1.3 Intel Core i9-9900K (95W TDP), 3,6GHz - 5,0GHz OctaCore - HD Graphics 630

Die CPU ist tatsächlich aufwendig in einer Cube verpackt, wie oft auf Fotos zu sehen ist. Einige werden sich jetzt denken, warum denn die Boxed-Version, wenn die Tray (Bulk)-Versionen doch preiswerter sind? Die Boxed-Variante (von englisch ‚boxed‘ für ‚verschweißt‘, ‚verpackt‘) kommt komplett neu vom Hersteller und hat eine Herstellergarantie von 3 Jahren. Bei Tray-Versionen gilt nur die gesetzliche Garantie (1 Jahr) und es kann sich um Rückläufer handeln. Letzteres war mir viel zu riskant. Da nehme ich halt die unnütze Verpackung in Kauf.
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Soviel Geld für so einen Winzling.
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Die komplexe Verarbeitung zeigt sich erst auf der Rückseite. Zahlreiche Kontakte wollen verbunden werden. Da ist ruhiges und exaktes Arbeiten angesagt.
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1.4 Corsair DOMINATOR® PLATINUM 16 GB (2 x 8 GB) DDR4 DRAM 2400 MHz C10-Speicherkit

Die zwei RAM-Riegel haben ein ziemliches Gewicht, welches sich durch den aufwendigen Kühlkörper erklärt. Eine gute Kühlung halte ich gerade bei RAMs für sehr wichtig.
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Aus englischsprachigen Foren wird immer wieder gern von Apacer D31.23185S.001 RAM 4GB sehr positiv berichtet. Die probieren wir vielleicht auch mal aus.

Grüße Gabriel
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thomas2
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Beitrag von thomas2 »

Hallo Gabriel,

mal wieder ein cooles Projekt.
Bin sehr auf die weitere Vorgehensweise gespannt.

Viel Spaß wünsche ich dir :cheers:
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StreamFidelity
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DC-ATX-Konverter

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Thomas,

vielen Dank. Uns macht es jedenfalls viel Spaß.

1.8 HDPLEX 400W DC-ATX

Auch dieser mir gut bekannte DC-ATX-Konverter ist eingetroffen. Dieses Gerät hat die Aufgabe aus 20V Eingang schön verteilt auf die Molex-PC Steckverbinder im Ausgang 12V + 5V + 3V zu verteilen. Das ist der vorläufige Verteilerplan dazu:

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Der Hauptzweck unseres Projekts besteht darin, die billigen Beipackstrippen durch hochwertige Kabel zu ersetzen. Bernd hat da schon einige Ideen dazu.

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Grüße Gabriel
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Salvador
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Beitrag von Salvador »

Hallo Gabriel,

wie wäre es noch einem Pachanko "Pure Reference" SATA-Kabel?
Das "Reference" verwende ich bereits an den zwei internen SSDs.
Jetzt habe ich noch ein "Pure Reference" für meinen internen CF-Reader bestellt.
Und dann gibt es noch SATA-Filter von SoTm.....

Grüße,
Andi
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Transferraten und Latenzen von SATA-SSD und M.2 SSD

Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Andi,

SATA-Kabel kommen in unserem Audio PC nicht zum Einsatz. Der Grund liegt in den Transferraten und in den Latenzen. Schauen wir uns die Transferraten unten an. Eine SATA-SSD bringt einen maximalen Datendurchsatz von 0,5 GByte/s. Die M.2 (NVMe) SSD ist mit 3,5 GByte/s siebenmal schneller!

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Quelle: ZDNet

Auch bei den Latenzen zeigen sich deutliche Unterschiede. Die Optane M.2 SSDs sind da noch deutlicher im Vorteil (je geringer desto besser).

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1.5 Samsung 970 EVO Plus MZ-V7S250BW - 250 GB SSD

Wir verwenden nur eine M.2 SSD, die aber mit 2 x 2TB = 4TB erhöht werden kann. Das kostet natürlich. Aber es bietet meines Erachtens die beste Qualität. Die SATA-Anschlüsse werden wir aus diesem Grund im BIOS deaktivieren.

Grüße Gabriel
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Salvador
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Beitrag von Salvador »

Hallo Gabriel,

kann man machen :cheers:

Habe im Netz irgendwo gelesen, dass eine SSD mit Pachanko besser klingt als eine M2.
Eine Anbindung per SATA2 ist sogar zu bevorzugen. Soviel zu Geschwindigkeit und Latenzen.
Ich weiß, voll genutzte hohe CPU-Leistung und niedrige Latenzen sind für Dich sehr wichtig.
Ich wollte Dich nur nochmal freundschaftlich daran erinnern, dass das längst nicht alle so sehen, die sich jahrelang mit Audio-PCs befasst haben.
@Latenzen: wenn man das OS oder zumindest per Playersoftware die Tracks von der SSD ohnehin ins RAM bootet ist man 10x schneller als eine SSD, hat aber per SATA2 und gutem Kabel hochgeladen.
Nochmal besser soll es sein, wenn man das OS von einem Card-Reader präzise getaktet ins RAM bootet. Und dafür wäre bei mir dann das gute Kabel.

Einem jeden das Seine, wollte nur mal (wie wohl zu oft in letzter Zeit) ungefragte Denkanstöße geben. Kannst ja mal schauen, ob Du irgendwann später einmal darauf zurückkommen magst.

Beste Grüße,
Andi
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easy
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Beitrag von easy »

Hallo Gabriel,
Du solltest die von Andi angesprochenen Denkanstöße auf jedenfall mit berücksichtigen und in euren Testaufbau einbeziehen.
Es gibt hier im Forum eine kleine Gruppe , die sich seit Jahren mit Audio PC beschäftigt- insbesondere die Franken Gang und dir mit ihrer Erfahrung da weit voraus sind. Ich behaupte mal , dass dort die besten Audio PC spielen.

Andi , ich finde es löblich , dass Du hier deine Erfahrungen kund tust. :cheers:

Grüße
Reinet
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h0e
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Beitrag von h0e »

Hallo Gabriel,

Dein Ansatz ist vom fränkischen Audio-PC-Cluster meilenweit entfernt, es ist schlicht ein völlig anderer Ansatz.
Ich habe nur das Gefühl, dass Du die Musik schlicht mit Materialschlacht erschlagen willst,
ohne zu probieren, ob andere Wege nicht besser klingen.
Wir sind gespannt, wie es am Ende klingt.

Grüsse Jürgen
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StreamFidelity
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Beitrag von StreamFidelity »

Hallo zusammen,
easy hat geschrieben:
24.02.2020, 20:14
Franken Gang
ich wusste gar nicht dass es hier eine Gang gibt. :mrgreen:

Von den Erfahrungen anderer hier im Forum habe ich schon viel profitiert. Aber in der Tat verfolge ich einen anderen Ansatz: kurze Signalwege. Wenn ich die Chance habe eine SSD direkt am Mainboard ohne Kabel anzuschließen, dann bevorzuge ich das. Wenn mit "Materialschlacht" eine CPU mit hoher Rechenleistung gemeint ist: ja ich glaube an die Macht der Algorithmen. Natürlich hier im positiven Sinne gemeint. :D Und gut gemachte Algorithmen für die Signalverarbeitung wie beim HQPlayer benötigen eine hohe Rechenleistung. Die CPU benötigt viel Strom. Und so zieht das eine das andere nach sich. Abgesehen davon habe ich die Erfahrung gemacht, dass eine CPU mit hoher Rechenleistung aufgrund des größeren Headrooms viel ruhiger arbeitet. Das ist sicher gewöhnungsbedürftig für diejenigen, die genau das Gegenteil propagieren.

Damit will ich keineswegs in Abrede stellen, dass andere Audio PC's mit einem anderen Konzept nicht genauso gut, womöglich besser sind. Vielleicht ergibt sich nach Fertigstellung des Projekts ein Vergleichshören bei dem einen oder anderen Forenten.

Grüße Gabriel
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Salvador
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Beitrag von Salvador »

Hallo Gabriel,

eine leistungsstarke CPU mit etwas Headroom runterzutakten, das ist ein sehr guter Ansatz.

Und was ich Dir auch sagen wollte, es macht großen Spaß und Freude, Deine liebevollen Berichte und Ideen und Deinen Enthusiasmus mitzuverfolgen! Es ist ja nun schon etwas her, dass ich Dich besucht habe, und ich bin mir sicher, es klingt nun nach all den Mühen sogar noch besser als vorher! Wäre gespannt, wie es sich nun anhört.
Du bist ein voll vom Highend-Virus Infizierter und ich mag die Konsequenz, mit der Du Sachen angehst und wie schön Du uns daran teilhaben lässt!
An den wichtigen Stellen ist "Cost no object" beim Audio-PC die richtige und auch notwendige Strategie, um das beste rauszuholen. Dazu würde ich Clocks, Linearnetzteile und die richtigen (!) Kabel zählen. An anderer Stelle scheint das dann wieder gar nicht unbedingt notwendig zu sein bzgl. Hardware. Und dann gibt es Sachen, die kosten gar nichts oder wenig und die können aber nur echte Spezialisten und sind dann quasi trotzdem unbezahlbar. Stichwort technisches oder Software-Know-how. Wenn diese Spezialisten dann etwas von ihrem Können oder Wissen preisgeben, teilen oder etwas herstellen für mich, dann sind das die größten Geschenke für mich, denn so etwas kann man eigentlich gar nicht kaufen. Das alles kann man dann im freundschaftlichen Austausch mit Kollegen über Jahre nach und nach wie kleine Schätze zusammentragen und wird dann doch nie fertig, es ist eine ewiges Optimieren, Suchen und sich Austauschen mit Hobbyfreunden.
Von allem das vermeintlich Beste zu kaufen ist ein hervorragender Start und Du hast Blut geleckt, Deine ganz bestimmt sehr deutlichen Anfangserfolge rechtfertigen das in vollem Maße!
Ich wollte halt nur sagen, danach geht es noch weiter und es wird auch dann noch tolle und vielleicht ja auch überraschende Dinge zu entdecken geben. Auf diesem nie endenden Weg wünsche ich Dir noch ganz viel Freude!

Beste Grüße,
Andi
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Beitrag von StreamFidelity »

Hallo Andi,

vielen Dank für Deine warmen Worte. Das gebe ich gern zurück. Deine Berichte sind für mich auch immer schön und sehr interessant zu lesen.

Ich glaube ich muss endlich mal meinen Arsch hochkriegen und Dich in Hannover besuchen. Da könnte ich ja dann den neuen Audio PC mitbringen. Wie wärs?

Ich wünsche Dir auch bei "Jugend forscht" weiterhin viel Freude. :cheers:

Grüße Gabriel
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Salvador
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Beitrag von Salvador »

Danke Gabriel!

Ich bin grade mal wieder (wie Du) in einer Optimierungsphase :cheers:
Die wird mindestens noch einen Monat dauern, ggf. aber auch noch 8-12 Wochen.
Danach dann ist wieder eine Plateauphase mit innehalten angesagt, nur Musik hören und gerne auch Besuch empfangen. Du bist dann herzlich willkommen!

Beste Grüße,
Andi
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