DIY-Projekt High Performance Audio PC mit hochwertiger Verkabelung

[StreamFidelity]

Hallo zusammen,

gelegentlich könnte der Eindruck aufkommen, dass alles immer gleich funktioniert. Schön wärs. Damit die Berichte etwas ausgewogener werden möchte ich von zwei Misserfolgen berichten.

Passiv gekühlte Grafikkarte

Den Nutzen für einen Audio PC beschrieb ich hier:

Insbesondere die passive Kühlung leistungsfähiger Grafikkarten (GPU) stößt schnell an ihre Grenzen. Wer mit dem HQPlayer DSD abspielt kann über CUDA die Rechenleistung der GPU nutzen. Die GPU soll bei hochgradig parallelisierbaren Programmabläufen deutlich schneller arbeiten als der Prozessor (CPU). Die GPU übernimmt beim HQPlayer die Faltung für die Raumkorrektur und die Anwendung der Filter. Die CPU kann sich auf die Modulatoren konzentrieren.

Seit der Version 4.7.0 ist es mit dem HQPlayer nicht mehr möglich DSD 256 mit den EC Modulatoren abzuspielen. Hintergrund ist, dass der Entwickler die Hardware-Anforderungen für noch bessere Algorithmen erhöht hat. Ein Teil der CPU Kerne muss auf 5GHz getaktet werden. In einem passiv gekühlten System nicht gut möglich. So probierte ich die Variante mit einer passiv gekühlten Garfikkarte aus: Palit GeForce GTX 1650 KalmX.

Der Kühlkörper ist gewaltig.


Technisch bekam ich die Grafikkarte relativ schnell zum Laufen. Der HQPlayer verteilte wie geplant die Last auf die CUDA Rechenkerne. Leider ohne positiven Effekt. Die Dropouts blieben. Ein Misserfolg.

Solarflare XtremeScale Ethernet NIC Adapter für LWL

Als mittlerweile großer Fan der Glasfaserverbindung interessierte ich mich für den Anbieter Solarflare. Dessen PCIe-Karten sind im Profi Serverbereich angesiedelt. Der Hersteller wirbt mit extrem niedrigen Latenzen. Einiges ist unter Hamburg.net nachzulesen. Die 8000er Serie ist sehr teuer. Die auslaufende 7000er Serie gibt es teilweise zu Schnäppchenpreisen um die 50 €. So bestellte ich mir eine gebrauchte Karte.

Auffällig ist der sehr große Kühlkörper. Der Grund war schnell klar. Das Ganze wird ziemlich heiß.


Der Vorteil in einem Selbstbau PC liegt in der variablen Bestückung. So war die neue Karte schnell eingebaut.



Die neue Karte funktionierte auf Anhieb. Die Auslastung war schön gleichmäßig, was ich für wichtig halte.



Klanglich war ich auf Anhieb begeistert. Leider war der Spaß nach einer halben Stunde vorbei. Die Karte schaltete sich ab, da sie vermutlich zu heiß wurde. Das war zwar auch ein Misserfolg, aber eventuell nur temporär. Ich habe mir eine neue Karte bestellt und werde bei Gelegenheit berichten.

Grüße Gabriel

[HaraldP]

Hallo Gabriel,

ich habe vor es mit der Intel X710-DA2 zu probieren. Hast du dir diese auch mal angeschaut? Wenn ja, warum hast du dich für die Solarflare entschieden?

In den Abmessungen der Kühlkörper unterscheiden sich die beiden nur gering. Zur Intel hatte ich die Info gefunden, dass sie im Vergleich zum Vorgängermodell stromsparender sein soll, genaue Angaben gab es leider nicht. Ein geringer Stromverbrauch wäre ja auch im Hinblick auf die Versorgung mit einem LPSU hilfreich.

Grüße
Harald

[StreamFidelity]

Hallo Harald,

ich habe vor es mit der Intel X710-DA2 zu probieren. Hast du dir diese auch mal angeschaut? Wenn ja, warum hast du dich für die Solarflare entschieden?

Nein Intel X710-DA2 kenne ich nicht. Solarflare verwendet keinen Intel Chip, sondern hat einen eigenen Controller mit eigenen Treibern. Das englischsprachige Handbuch umfasst 400 Seiten!

Darauf gekommen bin ich über das Forum AudiophileStyle hier und hier.

Solarflare wurde von XILINX übernommen, dem Erfinder des FPGA (Field Programmable Gate Array). Solarflare NICs werden wohl auch von CERN (Europäische Organisation für Kernforschung) verwendet, bekannt durch den großen Teilchenbeschleuniger.

Im Netzwerk werden große Anstrengungen zur Taktwiederherstellung unternommen, siehe Beginners Guide To Clock Data Recovery (CDR). Wenn ich es richtig verstanden habe müssen 10G-Komponenten ein standardisiertes Testmuster zur Jittervermeidung durchlaufen, siehe HARDWARE – CLOCK AND DATA RECOVERY. Das könnte erklären, warum sich mein recht preiswertes SF Transceiver Modul 10GBASE-LR SFP+ 1310nm 10km im Vergleich zum teureren Startech 1000BASE-EX SFP -SM LC-40 KM Transceiver besser anhört.

Ein geringer Stromverbrauch wäre ja auch im Hinblick auf die Versorgung mit einem LPSU hilfreich.

Im Keces P8 kann ich das gut ablesen. Die Solarflare PCIe-Karte hatte den Stromverbrauch konstant um 0,3A/20V erhöht, was schon eine Hausnummer ist. Die einseitige Ausrichtung auf niedrigen Stromverbrauch hilft meines Erachtens aber nicht, wenn dafür höhere Latenzen und ggf. Jitter eingekauft werden.

Grüße Gabriel

[HaraldP]

Hallo Gabriel,

vielen Dank für deine ausführliche Antwort und die Links.

Ich habe mir wegen der geringen Kosten inzwischen eine Solarflare bestellt, ggf. kann ich diese dann mit der Intel vergleichen.

Mir stellt sich noch die Frage, warum deine Karte womöglich den Hitzetot gestorben ist. Ich kann mir vorstellen, dass die lüfterlose Karte auf einen Luftstrom im Gehäuse angewiesen ist. In Servern, für die die Karte ja primär vorgesehen ist, gibt es diesen normalerweise ja permanent. Die Doku habe ich diesbezüglich nicht durchgesehen.

Grüße
Harald

[StreamFidelity]

Hallo Harald,

Ich habe mir wegen der geringen Kosten inzwischen eine Solarflare bestellt, ggf. kann ich diese dann mit der Intel vergleichen.

Dein Vergleich interessiert mich sehr.

Mir stellt sich noch die Frage, warum deine Karte womöglich den Hitzetot gestorben ist.

Die Karte hat sich zum Glück nur abgeschaltet. Nach einem Reboot war sie wieder da, schaltete aber dann wieder ab. Da mein PC Gehäuse für den Test offen war kann ich es mir nicht vorstellen, dass eine aktive Belüftung eine zwingende Voraussetzung ist. Der massive Kühlkörper war meines Erachtens nicht sauber mit dem Chip verbunden. Da muss schon mal einer rumgefummelt haben. War halt gebraucht, aber ich konnte sie zurücksenden.

Ich habe jetzt eine SOLARFLARE/DELL SFN7122F DUAL-PORT 10GBE SFP im Zulauf aus den USA. Wird also noch dauern.

Grüße Gabriel

[StreamFidelity]

Hallo zusammen,

Die Solarflaire Serie 7000 kann ich abschreiben. Diese Karten werden einfach zu heiß und schalten dann ab. Aber was ich bis dahin gutes an Klarheit und Durchhörbarkeit vernommen hatte ließ mir keine Ruhe. Und so bestellte ich mir einen nagelneue Karte aus der Serie 8000: XILINX Solarflare Flareon Ultra SFN8522 - Netzwerkadapter - PCIe 3.1 - 10 Gigabit SFP+ x 2 für rund 350,00 €.

Diese Karte hat einen noch größeren Kühlkörper und ist generell sehr groß.





Auch die Rückseite ist gut bestückt.



Ein Vergleich mit der 10GTek Karte.



Belüftung

Im Begleitzettel wurde darauf hingewiesen, dass für die Kühlung ein Lüfter mit mind. 200 Umdrehungen erforderlich ist. Das erfüllte mich natürlich gleich mit Sorge, denn so etwas gibt es im lüfterlosen fis Audio PC nicht. Andererseits sind 200 rpm sehr niedrig. Ein 24h Burn-In-Test zeigte bisher keine Auffälligkeiten. Durch das Prinzip der Konvektion (Kamineffekt) entweicht warme Luft nach oben durch die Lüftungsschlitze und zieht kalte Luft nach sich. Das scheint zu reichen.

Eingebaut sieht das dann so aus (die Karte rechts). Wichtig ist die Luftzufuhr. Der linke leere Slot wird zu gegebener Zeit mit einer anderen Karte bestückt. Da folgt also noch ein weiterer Bericht.



Spezifikationen

Alle acht PCIe Lanes werden für die Datenanbindung an die CPU genutzt, daher wird ein Slot mit Direktanbindung zur CPU empfohlen. RSS nutzt alle 16 logische Prozessoren meiner i9-9900K CPU. RSS ermöglicht die empfangsseitige Skalierung und verteilt eingehenden Datenverkehr auf mehrere CPUs oder CPU-Kerne. Die Latenz liegt angabengemäß im sehr niedrigen Bereich von unter 1μsec.

Dem Hörensagen nach werden Solartech Netzwerkkarten auch für den Hochfrequenzhandel an der Börse genutzt.

Herstellerangaben:

- Stable Precision Oscillator
Stratum 3 compliant

- I/O Virtualization
2048 guest OS protected vNICs; SR-IOV; 240 virtual functions
16 physical functions; 16 NIC partitions

- PCI Express
PCIe 3.1 x8 @ 8.0 GT/s

- SFC9240 10G Ethernet Controller
Supports high-performance 10GbE

- 1000BASE-T SFP Support
Supports 1G 1000BASE-T SFP modules

- Low Latency
Cut-through architecture/intelligent interrupt coalescing
Latencies below 1μsec

- Receive Side Scaling (RSS)
Distributes IPv4, IPv6 loads across all CPU cores; MSI-X minimizes interrupt overhead

- Power
8522 - 7.3W (typical

Bei XILINX kann der Produktbrief heruntergeladen werden.
https://www.xilinx.com/products/boards- ... ifications

Treiber und Handbücher

Hier gibt es die Treiber: https://support.solarflare.com/wp/drivers
Die Windows Server Treiber funktionieren auch in Windows 10 Pro einwandfrei.

Das Handbuch ist mit rund 300 Seiten gewohnt üppig. Für niedrige Latenzen gibt es sogar Empfehlungen. Hier sind einige Highlights:

- Interrupt Moderation
Disable in Network Adapter’s Advanced Properties.

- Max Frame Size
Configure to maximum supported by network in Network Adapter's Advanced Properties.
Hier hatte ich bisher mit den niedrigsten Paketen gearbeitet, aber die werden es schon wissen.

- Receive Side Scaling (RSS)
RSS is enabled by default for best networking performance. It is best to set the maximum number of RSS queues to be equal to the maximum number of RSS CPUs.
Hier konnte ich erstmalig alle logischen Prozessoren der CPU für RSS mit 16 konfigurieren.

- Intel Hyper‐Threading Technology
Solarflare have identified that hyper‐threading is generally beneficial.
Das ist eine Überraschung, wird doch sonst Hyper-Threading nicht empfohlen. Aber im Zusammenhang mit RSS macht es Sinn.

Natürlich gab es wieder Try & Error.

- PCI Express Lane Configuration
Ensure the adapter is in an x8 slot (PCIe Gen 2.0 or PCIe Gen 3.x) or x16 slot.
Böse Falle. Am Anfang hatte ich einen Slot mit x4 erwischt. Funktionierte natürlich nicht.

- Transceiver
Meine bisherigen SF Transceiver Modul 10GBASE-LR SFP+ 1310nm 10km funktionierten nicht. Aber dafür die Startech 1000BASE-EX SFP -SM LC-40 KM Transceiver. Das sind die Tücken bei LWL.

- BIOS
Die Solartech Karte ermöglicht im BIOS einige Einstellungen. Darauf gekommen bin ich, als mein Audio PC nach dem Ausschalten nicht mehr bootete und in den Power Safe Modus ging. Das ist immer blöd, weil ich dann nicht mehr per Remote arbeiten kann, sondern einen Bildschirm mit Maus und Tastatur anschließen musste. Das deaktivieren des UEFI Boots über Ethernet behob das Problem.

Transportweg

Der bisher größte Step im Ethernet war für mich die LWL Verbindung mit dem 11GTek. Im fis Audio PC diente als Gegenstück die Karte 10Gtek® 10GbE PCIE Netzwerkkarte (Intel X520-DA1-82599ES Chip). Nun also die XILINX Solarflare Flareon Ultra SFN8522 Karte.



Im Bild ist der ruhige Datenfluss zu sehen. Kein nervöses Gezappel wie bei unkonfigurierten OnBoard-Netzwerk Adaptern.



Am Rande: Ich bin mir ziemlich sicher nur einen Bruchteil der Solarflare Hardware und Software zu nutzen.

Klangbeschreibung

Der Klang macht einfach nur süchtig. Eine sensationelle Schnelligkeit. Flamenco oder Schlagzeug sind eine wahre Freude. Diese Klarheit und Exaktheit der Töne sind für mich das bisher Beste, was ich an meiner Anlage gehört habe. Die Instrumententrennung ist herausragend, verbunden mit einer hervorragenden Räumlichkeit. Und das Ganze garniert mit einem schönen Musikfluss ohne Schärfen oder Nervigkeit. Trotz der hohen Auflösung haben Stimmen einen schönen Schmelz und der Bass ist körperhaft und auf den Punkt exakt.

Wenn sich Solartech dauerhaft bewährt werde ich es als Upgrade-Kit für den fis Audio PC anbieten.

Grüße Gabriel

[StreamFidelity]

Hallo zusammen,

Im Begleitzettel wurde darauf hingewiesen, dass für die Kühlung ein Lüfter mit mind. 200 Umdrehungen erforderlich ist.

Wenn ich im fis Audio PC PCM abspiele wird die CPU nur mit 1-2% beansprucht. In dieser Betriebsart gab es keine Probleme. Jedoch beim abspielen von DSD, welches die CPU mit rund 16% auslastet. Die CPU-Temperatur geht nach oben und irgendwann steigt die Solarflare Karte aus. Dafür habe ich momentan nur eine Lösung: Die Haube weglassen.



Und so hässlich sieht das Innere nicht aus. Wenn ich Lust habe backe ich mir ein Brötchen auf dem CPU Kühler auf.



Für eine kommerzielle Lösung natürlich nicht praktikabel. Das ist wirklich schade, da der Klang so gut ist.

Für den zweiten SFP-Slot habe ich mir einen Transceiver für ein Kupferkabel (CAT) gekauft:

StarTech.com Gigabit RJ45 Kupfer SFP Transceiver Modul, Cisco GLC-T kompatibel, 1000Base-T, Mini-GBIC

Warum und wieso werde ich zu gegebener Zeit in meinem Vorstellungsthread verraten.

Grüße Gabriel

[ohneA]

Hi Gabriel
Ich kenne keinen Rechner (auch nicht meinen), der aufgeräumter und besser aussieht als Deiner. Das ist technische Ästhetik pur. Wäre da nicht das Hitzeproblem, so würde ich über einen Acrylglasdeckel nachdenken.

Gruss
Martin

[HaraldP]

Hallo Gabriel,

für diese Situation bieten sich ja verschiedene Lösungsmöglichkeiten an.

1. Verbindung vom Kühlkörper zum Deckel herstellen, so dass dieser als große Kühlfläche wirkt.
+ Einfach

2. Kühlkörper der Netzwerkkarte durch größeren ersetzen.
- Wärme wird direkt nur in das Gehäuse abgeführt
- Wenn die Temperaturen innen schon hoch sind, wird die Kühlwirkung nur gering sein

3. Netzwerkkarte per Heatpipes an den Kühlkörper auf der linken Seite des Gehäuses anschließen.
+ Mit dieser Variante erwarte ich die beste Kühlleistung

Grüße
Harald

[alcedo]

Hallo Gabriel,

ich fände optisch und technisch eine Kombination aus Haralds Vorschlag Nr. 3 plus Martins Acrylglasdeckel sehr charmant.
Ich habe auch schon PCs gesehen, die einen Acrylglasdeckel mit Abstandsschrauben hatten, so dass also ein guter (ausreichender?) Warmluftabzug über diesen etwa 5mm großen Spalt erfolgen konnte.

VG
Jörg

[ohneA]

Gabriel,
die Idee von Jörg mit den Abstandshaltern ist ne richig gute Idee...
Da würde ich wirklich ernsthaft drüber nachdenken, denn man schaut sich das Rechnerinnenleben von Deinem PC tatsächlich gerne an.

Andere Überlegung:
HDPLEX bietet ja auch passive Kühlkörper mit Heatpipes zum Nachrüsten für Grafikkarten an. Probier doch mal, ob Du den Kühlkörper der Karte nicht durch solch einen Bausatz mit Heatpipes ersetzen kannst. GGf. musst Du halt dann die Position mit der JCAT tauschen, damit Du an die Seitenwand rankommst. ... sehe gerade, dass Harald das wohl auch schon meinte.

Gruss
Martin

[StreamFidelity]

Hallo Martin,

Ich kenne keinen Rechner (auch nicht meinen), der aufgeräumter und besser aussieht als Deiner. Das ist technische Ästhetik pur.

Vielen Dank für die Blumen.

Hallo Harald,

3. Netzwerkkarte per Heatpipes an den Kühlkörper auf der linken Seite des Gehäuses anschließen.
+ Mit dieser Variante erwarte ich die beste Kühlleistung

Darüber habe ich auch schon nachgedacht.

Hallo Jörg,

ich fände optisch und technisch eine Kombination aus Haralds Vorschlag Nr. 3 plus Martins Acrylglasdeckel sehr charmant.
Ich habe auch schon PCs gesehen, die einen Acrylglasdeckel mit Abstandsschrauben hatten, so dass also ein guter (ausreichender?) Warmluftabzug über diesen etwa 5mm großen Spalt erfolgen konnte.

Das ist auch eine gute Idee.

Andere Überlegung:
HDPLEX bietet ja auch passive Kühlkörper mit Heatpipes zum Nachrüsten für Grafikkarten an.

Zwei Doofe ein Gedanke? In der Tat habe ich mir dieses Set schon bestellt: HDPLEX Passive GPU Heatsink Compatiblity. Das sind die Einzelteile:



Ich zögere jedoch mit der Umsetzung, da ich Riserkabel nicht mag. Kein Kabel ist das beste Kabel, deshalb bevorzuge ich den direkten Kontakt am Mainboard.

Gesclossene Gehäuse haben halt alle ein Lüftungsproblem. Kennt ihr Benchtables? Zum Beispiel sowas von Streacom: BC1 Open Benchtable. Die wurden ursprünglich für die Overclocker und PC Tester gebaut, damit ein schneller Zugang und Austausch der Komponenten möglich ist. Einer meiner Kunden hat sowas und das sah nicht schlecht aus. Mir ist das etwas zu technisch.

Der 24h Betrieb mit hoher Leistung und offenem Deckel verlief absolut ohne Störungen. Ich sehe das mittlwerweile so wie beim Plattenspieler. Damit der nicht zustaubt haben die meisten eine Acrylhaube. Die wird dann halt abgemacht oder aufgeklappt, wenn Platte gehört wird. So werde ich das vorerst mit dem fis Audio PC machen. Der Deckel wird nur lose als Staubschutz mit Gummifüßen auf das Gehäuse gelegt. Im Spielbetrieb kommt der Deckel ab. Auf Wunsch mit Disco Beleuchtung (ASUS nennt das AURA).



Vielen Herzlichen Dank für eure Vorschläge. Darüber werde ich nachdenken.

Grüße Gabriel

[ohneA]

Hi Gabriel.
Wieso Riserkabel? Hab ich etwas verpasst?
Wenn Du die JCAT mit der XILINX Solarflare vom Steckplatz her tauschst um die Heatpipes installieren / conneten zu können brauchst Du doch kein Riserkabel...

Übrigens habe ich ja nach Wochen der Odyssee meiner JCAT XE und der darauf folgenden Reparaturnotwendigkeit meines Devialet Verstärkerpaares (welch ein Projekt...) endlich meine Anlage im Endzustand. Man mag es kaum glauben. Was ich nun auf meiner Seite kurz anmerken möchte: Man konnte wieder merken, Komponenten gehören eingespielt!
Ob nun die JCAT, die neue Platine in den Devialets, das FARAD Super 3 (welches die JCAT XE mit Strom versorgt) oder die Verbindungskabel... mir wurscht... aber am Anfang klang alles ein wenig wattig und wenig tiefengestaffelt. Mit den zunehmenden Betriebsstunden wurde es immer besser. Am vierten Hörabend hatte ich dann endlich das erste mal das Gefühl, den Raum voll auszuleuchten. In dem Fall eine kleines Barock Konzert. Da fingen dann meine Augen an zu strahlen. Denn für so etwas treibt man ja den ganzen Aufwand. Grundsätzlich würde ich mal so über den Daumen sagen, wie auch bei neuen Lautsprechern braucht so ein Audio PC an die 100 Stunden "einbrennzeit".
Und die JCAT XE ist eine wirklich gute Karte und somit ihr Geld wert.

Und da dieser Thread ja lautet "... PC mit hochwertiger Verkabelung"... ich habe nach langem Zögern auch von Marcin die Reference SATA Kabel gekauft. Und man mag es glauben oder nicht: Man HÖRT den Unterschied sehr deutlich. Mehr Tiefe, mehr Präzision, mehr Körper. Also kann ich Deine Aussagen zum Wechsel der internen Strippen - in Deinem Fall ja auf fis-Audio Komponenten - nur voll bestätigen. Ob da nun ein Unterschied zwischen JCAT, fis-audio, ghentaudio oder anderen besteht, das mag ich nicht zu beurteilen. Der Vergleich wäre mir zu kostspielig und vermutlich auch zu stark abhängig von persönlichen Geschmäckern... so es da klangliche Unterschiede gibt. Aber der klangliche Unterschied zu Standardstrippen ist definitiv sofort hörbar und sehr deutlich. Also keine autosuggestion oder homöopathische Dosis. Nein, sie ist recht deutlich und keine Wunschvorstellung.

Gruss
Martin

[StreamFidelity]

Hallo Martin,

die Kühlpipes sind für die "horizontale" Montage an einer festen Position vorgesehen. Für den Anschluss wird ein Riser-Kabel benötigt. Die Kupfer-Pipes sind innen mit Flüssig gefüllt und können nicht beliebig gebogen oder gekürzt werden.

Das war eine lange Odyssee bei Dir. Ich freue mich, dass nun alles so spielt wie es soll.

Danke für Deinen Erfahrungsbericht zu den Kabel. Bei Computern machen sich die wenigsten Gedanken über eine gute Verkabelung. In manche Fertig-Server mag ich auch nicht reinschauen. Da wird viel Sound Qualität verschenkt.

Grüße Gabriel

[HaraldP]

Hallo Gabriel,

es gibt auch gerade Pipes in vielen Längen und einfache Vorrichtungen zum Biegen. Meine ist von Vigor, damit klappt das Biegen ohne dass die Pipe knickt. Damit lässt sich bestimmt eine Lösung bauen, bei der die Karte im Slot bleiben kann.

Gruß
Harald