Aké komponenty a prečo
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Veľké základné dosky s kopou rozširujúcich slotov mali kedysi svoje opodstatnenie. Na prvých doskách ATX okrem čipovej súpravy toho veľa integrovaného nebolo. Okrem základných komponentov, ako je grafická, zvuková a sieťová karta, nezriedka prišiel do slotu i radič s USB či s kartami so sériovým a paralelným rozhraním. Všetko z toho je dnes už on-board a najčastejšie sa tak dopĺňa grafická karta, čiže formát Mini-ITX s jedným jediným slotom PCIe ×16 uspokojí i potreby drvivej väčšiny hráčov. Iste, nájdu sa aj používatelia, ktorým skromné možnosti rozšírenia nevyhovujú, tu však v každom prípade hovoríme o menšine, a trúfame si tvrdiť, že drvivej.
Cieľom tohto článku nie je diskreditovať platformu ATX ako takú. Na atypické použitie je stále vhodná, napríklad do extrémne výkonných počítačov s multi-GPU, či už herných alebo výpočtových. Na popularite naberá takisto ťažba kryptomien, ktorá uživí niekoľko grafických kariet, ale to sa už často rieši mimo zaužívané skrinky a dokonca i dosky. Na procesory Skylake-X je kvôli potrebám enormného napájania (a chladenia) takisto lepší veľký počítač. Detto do serverov s masívnymi diskovými poľami. S takýmito konfiguráciami sa však doma bežne nestretávame, napriek tomu veľkých počítačov je všade dosť, a to žiaľ i v kanceláriách. Prečo objem skrinky 50-krát predimenzovávať?
V rámci projektu na podporu SFF (small form factor) i mimo segment embedded, sme si jednu takú ukážkovú zostavu zložili a otestovali. S nejakými menšími komplikáciami sme sa pri stavbe stretli, čo je nie je až tak prekvapujúce. Predsa len, tlak na vývoj a optimalizácie je tu pochopiteľne podstatne menší než v mainstreame.
Aké komponenty a prečo
Základná doska je Mini-STX, čo je zároveň najmenší formát podporujúci plnohodnotné desktopové procesory – zatiaľ iba tie od Intelu. Výber medzi týmito doskami je každopádne pomerne úzky, no Gigabyte GA-H110MSTX-HD3 má veľmi slušnú výbavu i dostupnosť v obchodoch.
Dva sloty SO-DIMM (s podporou RAM DDR4 do 32 GB/2400 MHz), v počte dvoch sú i konektory SATA 3 a M.2, z čoho jeden je pripravený na modul Wi-Fi a druhý na SSD (vrátane NVMe). Jedného kamaráta má i konektor CPU_fan… na systémové chladenie, aj to zapájate na 4-pin.
Z externých konektorov stojí za zmienku trojica 5-gigabitových USB 3.1 gen 1 typu A (na 2.0 je k dispozícii interný header) a jeden 3.1 typu C. Spolu sme na šiestich USB, čo už pre desktop obvykle stačí.
Digitálne videovýstupy sú dva, HDMI (1.4b) dobre dopĺňa DisplayPort 1.2, čo umožňuje vytiahnuť rozlíšenie 3840 × 2160 px pri 60 Hz aj z iGPU procesorov Kaby Lake. Zároveň Gigabyte, ako jeden z mála výrobcov nevypustil D-Sub. Tým sa myslelo i na priemyselné použitie, kde tento analógový výstup príde vhod. Rovnako ako sériový port RS232 (DB9).
Ten je síce súčasťou balenia, no jeho montáž je už voliteľná. Čo môže niekomu prekážať, je iba dvojkanálová zvukovka.
Pri výbere procesora trochu narážame na „zastaranosť“ čipovej súpravy. H110 ešte svojho nástupcu nemá. Snáď sa H310 objaví na januárovom CESe. Kým sa však dostane na hotové dosky, to ešte chvíľu potrvá. Preto sme namiesto Core i3-8100 zvolili Core i5-7400. Normálny variant s TDP 65 W a neosekaným násobičom. Jeho tepelný výkon je zároveň maximálnym, čo použitá doska (s 3-fázovým napájaním) podporuje. A ako v testoch uvidíte, tento limit je opodstatnený.
Coffee Lake však pre toto použitie nepriniesol žiadne významnejšie zmeny (akurát má podstatne priaznivejší pomer cena/výkon) a nezmenené grafické jadro je stále HD 630. To na multimediálne použitie – akceleráciu filmov v 4K a sviatočný encoding – stačí a dovolí i hranie starších hier či nových v nižšom rozlíšení a pri nižších detailoch.
Kľúčovou súčasťou je chladič CPU. Ideálny by bol s výškou 5 cm. Väčšina inak zaujímavých chladičov túto mieru presahovala a z tých menších lepších je tu potom Noctua NH-L9i s 37 mm a Scythe Kodati rev. B. Ani s jedným chybu neurobíte. Kodati láka ventilátorom pod rebrovaním, ktorý urobí väčší prievan v okolí pätice, ale zase je o číslo menší (než ma NH-L9i) a ten vrchný, na intake, by to chcelo dokúpiť a doplniť.
Pamäte teraz výhodne ponúka Silicon Power. Pozoruhodné sú konkrétne moduly s označením SP004GBSFU240N02, ktoré pre SP vyrába Samsung (vrátane PCB). Ide o single-ranky s 2400 MHz s CL17 (pri 1,2 V). Cena 48 eur za 4GB modul je lákavá. Cena 2133MHz s CL15 je nižšia rádovo iba v jednotkách eur. Aj keď, je na pováženie, ktoré vybrať, pretože popri nižšej frekvencii je i rýchlejšie časovanie. Latencia našich vysoko taktovaných modulov je 63 ns.
Silicon Power nás potešil najmä svojim novým radom SSD – A55. Konečne low-end (a to predovšetkým cenou), ktorý má vyhradenú väčšiu časť pre SLC blok. Väčšina lacných 240 – 256GB pri zapisovaní veľkých súborov padá z vysokých na nízke rýchlosti po pár sekundách, po zapísaní 3 – 5 GB, A55 si drží výkon minimálne do 30 GB (a zrejme i viac, ďalej nás nepustila kapacita testovacieho RAM disku). Hovoríme o ~ 450 MB/s. Dlhšie, než by sme čakali, zápasí až pri prenose maličkých súborov (12 – 59 kB). Trvá mu to zhruba dvakrát toľko ako väčšine konkurenčných modelov. Tým pádom je „vyššia“ i doba náhodného prístupu – 0,048 ms (merané s 512 B blokmi). Rozdiel v reakciách OS či aplikácii však nespoznáte. Všetko sa hýbe a načítava naozaj svižne, tak ako s papierovo rýchlejšími.
Skrinka je od Akasy. Táto firma sa malými počítačmi (respektíve skrinkami pre ne) už nejaký čas intenzívne zaoberá, ba až špecializuje, a je to vidieť. Layout Cypher ST je navrhnutý komplexne dobre. V tomto prípade skôr trochu viazne kvalita spracovania a zmysel pre detail. Pevnosť je perfektná, ono iná ani pri týchto rozmeroch (193 × 153 × 67mm) s použitím plechov s hrúbkou 0,9 mm byť nemôže. Horšie je to so zlícovaním jednotlivých častí, kde tu presahuje niečo, čo by nemalo. Tieto veci pri pozornejšom pohľade nájdete aj na fotografiách. V každom prípade ide viac-menej o estetiku. Skrinka plní svoju funkciu samozrejme plnohodnotne. Dokonca ovláda až štvoricu polôh. Dve vertikálne na výšku, cez držiak VESA (100 × 100 mm) i tretiu vertikálnu, to už ale na šírku a tradičnú horizontálnu na nožičkách.
Povrch je matný, vzhľad takisto pekný – decentný (čo poviete?). Plášť je pomerne prievzdušný, chýba snáď len prachový filter pred perforáciu vedľa chladiča CPU. Dobrú službu odvedie i nejaký magnetický.
Za pochvalu stojí perfektná pripravenosť na rozširujúce konektory. Zozadu je miesto na 2× konektor DB9 – RS232 sa stále používa na komunikáciu s analytickými prístrojmi či pripojenie registračných pokladní. Na doplnenie je i 2× konektor USB 2.0 a dvojica dier umožňuje aj vyvedenie externých antén modulu Wi-Fi. Čo viac si priať?
Napájanie je rovnaké pri notebookoch, teda cez AC adaptér. Na testovanie sme použili Great Wall, ktorý prišiel spolu so skrinkou. Za jeho kvalitu neručíme. Môžeme ale konštatovať, že nepíska a trafo si len jemne pradie (počujete prakticky iba s uchom na puzdre). Výkon má 120 W. Na naše požiadavky je tak predimenzovaný o zhruba 50 %, čo je zároveň zaťaženie, pri ktorom by mohol dosahovať najvyššej účinnosti.
| Komponent | Značka a model | Cena |
| Základná doska | Gigabyte GA-H110MSTX-HD3 | 102 eur |
| Procesor | Intel Core i5-7400 (3 – 3,5 GHz) | 165 eur |
| Chladič procesora | Noctua NH-L9i | 40 eur |
| Operačná pamäť | Silicon Power SP004GBSFU240N02 (2× 4 GB) | 96 eur |
| SSD | Silicon Power A55 (256 GB) | 85 eur |
| Skrinka | Akasa Cypher ST | 40 eur |
| Napájací zdroj | Great Wall GA120SD1-19006320 (120 W) | 20 eur |
| ---------------------------------------- | ~ 548 eur |
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Montáž: tesná, ale rýchla
Inštalácia komponentov je pohodlnejšia než do veľkých skriniek. Všetko máte tak nejako po ruke a je tu iba minimum káblov. Dosku do skrinky vkladáte už osadenú procesorom, jeho chladičom i pamäťami. Ešte rpedtým (pretože je všetko vypočítané na milimeter) je potrebné vycvaknutím odstrániť masku, inak by ste kvôli vyčnievajúcemu konektoru D-sub museli deštruktívne vyhýbať plechy. Narozdiel od niektorých konkurenčných sriniek je tu interiér viac uzavretý a boky sú tu napevno, ale pokiaľ máte skrutkovač s magnetickým hrotom, stále môžeme hovoriť hovoriť o pohodlnej montáži.
Z veľkých počítačov sme zvyknutí pripájať prvky predného panelu jednotlivo, tu je všetko zlúčené do jedného konektora a buď pripojíte všetko alebo nič. Konektor je to podobný USB (akurát tento je menší). Výhodou je, že zapojenie nemusíte študovať v manuály a je samozrejme i pohodlnejšie. Kto však nechce zapájať indikačné LED, si musí kábel upraviť. Čo už až tak „user-friendly“ nie je a prichádzate tým aj o záruku. Ale vieme, že jedno ani druhé najskôr váš problém nebude. 🙂
Systémový ventilátor sa pripája trojpinovým konektorom, čo je trochu škoda, pretože neumožňuje reguláciu PWM. Formát je inak 50 × 10 mm a chod ventilátora je sprevádzaný slabším vrčaním.
Jedna z posledných vecí je pripojenie diskov. Pri formáte M.2 to je jednoduché, zapojíte do slotu a fungujete. Pre klasické 2,5″ disky je dôležité pred ich samotnou montážou pripojiť k doske napájanie SATA, a to cez 4-pinový konektor podobný tomu, ktorý v minulosti napájal mechaniky FDD. Potom môžete smelo osadiť disk (alebo dva disky/SSD) do celkom šikovného držiaku. Jediné, čo mu chýba, je antivibračné uchytenie. Ale vieme si predstaviť, že si iba málokto kúpi HDD.
Po zapojení disku máte hotovo. Už len zakrytovať a môžete používať. Celá stavba takéhoto počítača je rýchla a netrvá viac než 10 minút.
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Ladenie a metodika testovania
Optimalizovať chladenie tak, aby bolo čo najefektívnejšie (tzn., aby bolo dostatočne výkonné a pritom nie hlučnejšie, ako je treba) je už zložitejšia úloha. A hlavne, pokiaľ má počítač stabilne fungovať za každých podmienok, a teda aj pri maximálnom výkone.
S výnimkou nastavenia XMP pri pamätiach sme začali testovať v továrenských nastaveniach, kedy power meter odčítaval špičkovo okolo 81 W. Takúto dávku tepla však napájacia kaskáda neustála. Zatiaľ čo teploty aj nedelidovaného CPU boli v poriadku, VRM narážali na svoje limity. Po dosiahnutí 97 °C systém drasticky zhadzuje násobič na 8 (tj. z 3300 MHz na 800 MHz) a nezachráni to ani zvýšenie prietoku ventilátorov na maximum. Tu by sa hodil pasív VRM, ktorý má (ako jediná doska STX?) Asrock H110M-STX. V našom prípade je najrozumnejší undervolting jadra, na ktorý by i tak došlo. Najnižším plne stabilným napätím je 0,9 V. To odbúralo zhruba 20 W, čo je vidieť aj na teplotách VRM. Teraz už môžeme prejsť na zisťovanie vplyvu orientácie skrinky na efektivitu chladenia. Ventilátor na chladiči CPU je fixne nastavený na 7 V (~ 1663 ot./min) rovnako ako systémové chladenie (~ 2330 ot./min). Pri takýchto otáčkach systémový ventilátor navršuje celkovú hlučnosť iba o 0,2 dBA. Samozrejme nás zaujímalo, do akej miery sa na chladení podieľa a či má vôbec zmysel. Výsledky meraní (v kombinácii so všetkými možnými orientáciami) nájdete v grafoch:
Z výsledkov vyšlo, že je najefektívnejšie počítač prevádzkovať v horizontálnej polohe a že systémový ventilátor prakticky len zbytočne vrčí. Pri vyššom prietoku by bol určite osožnejší, ale takisto by bol najhlučnejšou súčasťou, čo nechceme. Všetky ďalšie testy preto prebiehajú so skrinkou horizontálne a bez systémového ventilátora.
Krivka regulácie PWM je kompromisom medzi čo najnižšou hlučnosťou a zároveň takým zahrievaním MOSFETov, aby bol výkon počítača stabilný aj pri vyššej teplote okolia, do 28 °C (my testujeme v rozmedzí 21 – 21,3 °C).
Hladinu hluku odčítavame zo vzdialenosti približne 25 cm. Snímač hlukomera Reed R8080 je diagonálne nasmerovaný medzi mriežky chladenia. Na vyššiu presnosť logujeme v reálnom čase 30 vzoriek meraní, z ktorých je do grafov zapísaná priemerná hodnota.
Tretia až siedma kapitola zachytáva prienik teplôt CPU, čipsetu a VRM, hlučnosť prevádzky a spotrebu pri rôznych stupňoch zaťaženia. Od extrémneho zaťaženia LinPacku s AVX v IntelBurnTeste, cez prevod fotiek v Zoner Photo Studio 18, prehrávanie videa s DXVA v Media Player Home Cinema (v1.7.13), po pokojový režim v prostredí pracovnej plochy Windows 10. Každý z testov trvá 900 sekúnd, po ktorých sú už teploty komponentov prakticky ustálené. Spotrebu odčítavame počas 5 minút pred koncom a finálna hodnota v grafoch je výsledkom priemeru 150 vzoriek.
V testoch je na porovnanie Shuttle NC03U5. Treba však zdôrazniť, že naša konfigurácia je predsa len dvakrát väčšia. Orientačne berte i testy výkonu, v zostavách sú použité iné pamäte i ovládače grafického čipu (teraz používame ten posledný, z 1. decembra: 23.20.16.4877 WHQL). Podrobnosti k vyložene výkonnostným testom (8. – 9. kapitola) nájdete v tomto samostatnom článku.
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Vysoká záťaž
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Prevod fotiek z RAW do JPEG
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Dekódovanie videa, 120Mb HEVC
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Idle (W10 desktop)
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Praktické testy výkonu: transkódovanie a Mafia II
Priebeh frame times
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Syntetické testy výkonu: Cinebench a 3DMark
Je to zvláštne, no stolové počítače v hrubých črtách už viac ako dvadsať rokov stagnujú. Stále sa vo väčšine prípadov stavajú na štandarde ATX v prerastených toweroch. Z racionálneho hľadiska by však takýto koncept mal byť okrajový, vytlačený SFF. Tradičný PC môže byť totiž maličký, výkonný a tichý zároveň. A pritom jeho výbava vás takisto nemusí nijako obmedzovať.
Záver alebo nebrzdime miniaturizáciu
Projekt so stavbou miniatúrneho výkonného a tichého počítača máme za sebou. Keď už sa ten procesorový výkon z roka na rok až tak nenabaľuje a viac sa hovorí o energetickej efektivite, je tu obzvlášť príležitosť dostať veľa výkonu do malého obalu pri takmer bezhlučnej prevádzke.
My sme použili 65W Core i5-7400 (bez T), vy môžete trebárs Core i7-8700, teda keď prídu dosky STX vybavené novou čipovou súpravou pre Coffee Lake. Veríme, že atraktivita formátu SFF a jeho väčšie rozšírenie stúpne aj po pripravovanej migrácii Radeonov k procesorom Intelu, kedy narastie i grafický výkon.
Z testov vieme, kde sú najväčšie rezervy. V prípade dosiek je to chladenie VRM, ktoré je podstatne užším hrdlom než chladenie procesoru. Trúfame si tvrdiť, že pri dobre navrhnutej kaskáde a jej chladení sa v skrinke typu Akasa Cypher ST nebude po delide (a súčasne pri tichom chode) trápiť ani 100-wattový procesor.
Ak z článku nadobúdate dojem, že to bude na HWC v ďalších testoch samý malý počítač/komponent, nemajte obavy. Z nadšeneckého pohľadu zostávame veľkému železu verní. To je vášeň. Ale keď zapojíme rozum a zohľadníme osobné reálne nároky, tak sa tešíme z toho, že pracovný počítač je pekne schovaný vzadu na monitore, nikde netrčia žiadne káble, lepšie sa to montuje (a v prípade modulárnych mini PC so štandardnými komponentami sa nedá nadávať ani na servis) a v neposlednom rade je menší hardvér i ekologickejší.
Budeme radi, keď nám do diskusie napíšete, ako vy vidíte problematiku malý vs. veľký desktop do nasledujúceho obdobia. Prípadne, čo všetko, čo sme nespomenuli (a možno prehliadli), by bolo možné zlepšiť. Nielen na našom konkrétnom návrhu, ale celkovo v tomto segmente. Jedno je isté, pokiaľ budeme minimalistické komponenty vytláčať na okraj záujmu, k dokonalosti budú mať ďaleko a ani ich ceny nebudú zrovna nízke.