Stroomverbruik SuperMicro X10SBA

[Verwijderd]

Dag heren! (Dames ook welkom! )

Zoals jullie weten ben ik iemand die erg geïnteresseerd is in het omlaag brengen van het idle stroomverbruik van computersystemen. Anderhalf jaar geleden heb ik al reeds metingen verricht met een Intel Ivy Bridge quadcore (3570) en een ASrock B75 moederbord. Daarbij ben ik zo laag als 8,5 watt gekomen. Dat was echter wel met gebruik van undervolting - iets wat je moederbord BIOS moet ondersteunen. ASRock is een fabrikant die dit vaak ondersteunt; terwijl andere fabrikanten hier veel terughoudender in zijn. Zonder undervolting was het verbruik 12 watt. Voor details zie mijn topic: Stroomverbruik Processor+Moederbord+Geheugen.

Rond de 10 watt idle is een leuke prestatie, zeker voor een krachtig systeem. Toch ben ik nog niet tevreden. Mijn ideaal is dat een computer tegen de 0 watt verbruikt als je hem aan hebt maar niet actief belast; idle dus. Wanneer je hem wel belast, mag het stroomverbruik rustig richting de 100 watt gaan; dat is geen enkel probleem. Hoe sneller de computer klaar is met een taak, des te sneller kan deze ook weer naar idle. Een dergelijke computer zal in de praktijk dus vele malen zuiniger zijn dan een computer die altijd 10W verbruikt.


SuperMicro X10SBA
Ik heb dit bordje binnen; in twee versies: de gewone versie met Marvell controller die 4 extra SATA poorten toevoegt en nog wat extra's, en de -L versie die dit niet heeft. Die laatste versie heeft echter wel een PCI-express 2.0 slot wat fysiek x8 is en electrisch ook x8 lanes kan leveren. De complete versie heeft wel een fysiek x8 slot, maar kan slechts x2 lanes leveren voor totaal 1GB/s full duplex bandbreedte.




Zeg nou zelf; het is een lekker ding!

• Intel Celeron J1900 processor. Dit is een Bay Trail SoC-processorchip waarbij de chipset volledig in de processor is geïntegreerd; geen losse chipset meer dus. Het is een quadcore-chip van 2GHz + turbo core. Ingebouwde videokaart (IGP) eveneens met Turbo. Het is een chip van de Atom-lijn, maar Bay Trail is stukken sneller dan vorige Atom chips die 'in-order execution' waren terwijl deze chip 'out-of-order execution' is net als gewone Intel processors. En het mooie is dat alle functionaliteit in de 10W TDP past - ultra cool!
• Dual Intel gigabit ethernet (i210).
• 2x Intel SATA/300 + 4x Marvell SATA/600 - de Marvell chip is wel beperkt qua bandbreedte
• Ingebouwde DC-DC voeding met +12V input op het moederbord; dus geen PicoPSU meer nodig. Nog wel mogelijk via reguliere ATX-header.
• Mini-ITX form factor; lekker klein en toekomstbestendig.

Testopstelling
Natuurlijk was ik benieuwd naar het stroomverbruik van dit bordje. Ik heb metingen gedaan met de Voltcraft EnergyCheck 3000. Niet de beste meter; maar wel dezelfde als in mijn vorige test. En de resultaten die ik krijg liggen ook wel in de lijn der verwachting. Omdat ik reeds heb ervaren dat temperatuur het stroomverbruik in grote mate kan beïnvloeden, heb ik ervoor gekozen om de passieve heatsink van een ventilator te voorzien die extern gevoed werd. Dit om nauwkeurig te kunnen meten en de temperatuur niet als variabele factor mee te hoeven nemen. Dit betekent wel dat in de praktijk zonder die fan het verbruik wel een watt of meer hoger ligt.

Het moederbord is verder helemaal kaal; behalve natuurlijk de RAM-latjes. Dat zijn twee latjes Crucial Ballistix DDR3L/1866 CL10 op 1,35V. Beide 8GiB, dus totaal van 16GiB geheugen. Het geheugen draait echter op 1333MHz - hoger ondersteunt de processor niet. Dat is geen probleem verder; ik hoop alleen dat de CAS timings dan ook omlaag gaan. Ik heb dit niet kunnen verifiëren omdat die informatie in het BIOS ontbreekt.

Het moederbord BIOS ondersteunt geen undervolting of dat soort opties. Ik ben begonnen met een stock BIOS settings; en later heb ik de BIOS gestript door veel functionaliteit uit te schakelen zoals Ethernet, SATA en COM-poorten.

Ik heb zowel de onboard DC-DC voeding getest als met een PicoPSU. Tevens heb ik met twee netvoedingen getest: Seasonic 60W en Strong Power/FSP 80W. De laatstgenoemde is iets zuiniger, heb ik in het verleden al ondervonden.


De resultaten

	Stock BIOS settings				BIOS stripped
	Seasonic 60W netvoeding		Strong Power / FSP 80W netvoeding
	DC-DC	PicoPSU	DC-DC	PicoPSU
Off (standby)	0.7	0.2	0.0	0.0	0.0
BIOS	10.4	10.1	10.0	9.6	8.7
FreeBSD idle	9.2	8.8	8.6	8.2	6.8
FreeBSD dd	12.6	12.1	12.0	11.6	10.2

Interpretatie
Best leuke scores; nog niet zo laag als ik stiekem gehoopt had. Maar de 6,8 watt met optimale BIOS settings komt in de buurt van wat ik graag zou zien. Daarbij mag ik opmerken dat Intel + DIPM energiebesparing hetzelfde resultaat geeft als de Intel SATA controller helemaal uitschakelen in BIOS. Bij Marvell SATA controller is dit niet zo.

Bedenk wel dat in de praktijk je verbruik hoger zal uitvallen, o.a. door:

• Hogere temperatuur betekent meer verbruik; ik speel een beetje vals door een extern gevoede ventilator te gebruiken die op de CPU is gericht.
• BIOS stripped betekent dat alle SATA, COM-poorten en Ethernet is uitgeschakeld. Bedenk verder ook dat een Ethernet controller meer gaat verbruiken zodra je er een netwerk-kabel op aansluit (link).
• Misschien gebruik je minder zuinig geheugen. Ik heb twee latjes van Crucial Ballistix 1866MHz CL10 gebruikt; maar het bordje ondersteunt maar 1333MHz. De latjes draaien wel op 1,35 volt en zijn beide 8GiB dus totaal 16GiB geheugen. Officiëel zou dit niet werken volgens de informatie van SuperMicro; maar dat werkt dus wel. Dit heb ik eerder al met AMD Brazos meegemaakt; waar ook werd gesteld dat 2x 4GiB de max is; terwijl 2x 8GiB ook gewoon werkt.

Commentaar? Suggesties? Kritiek? Lof? Vragen? Stel ze hier.

[GioStyle]

Leuk bordje, maar is bijvoorbeeld een thin ITX moederbord met bijvoorbeeld een G1820 niet nog leuker?
Dan heb je ongeveer hetzelfde plus meer CPU power tot je beschikking. Mocht die G1820 niet genoeg zijn, dan kan je hem altijd later nog upgraden naar een quadcore. Idle verbruik zal denk ik niet veel schelen met het door jouw geteste bord, aangezien ik met een Intel DQ77KB + i5 3570K ook al ruim onder de 10 watt idle zit.

[Verwijderd]

Kun je mij uitleggen hoe de temperatuur het stroomverbruik doet toenemen?

[storeman]

Verwijderd schreef op donderdag 10 juli 2014 @ 20:39:
Kun je mij uitleggen hoe de temperatuur het stroomverbruik doet toenemen?

De elektrische geleiding van materialen worden slechter naarmate de temperatuur stijgt, de weerstand neemt toe en hiermee dus ook de verliezen.

Zonnepanelen zijn ook efficiënter als het koud is buiten.

Verder een interessant topic CiPHER, je kunt geen verdere mods toepassen of een instrumentje/voeding van Mux gebruiken? Mijn technische kennis gaat niet zover dat ik nog aanpassingen zou kunnen aandragen.

[ Voor 21% gewijzigd door storeman op 10-07-2014 20:46 ]

[Verwijderd]

storeman schreef op donderdag 10 juli 2014 @ 20:44:
[...]


De elektrische geleiding van materialen worden slechter naarmate de temperatuur stijgt, de weerstand neemt toe en hiermee dus ook de verliezen.

Zonnepanelen zijn ook efficiënter als het koud is buiten.

Natuurlijk, maar het lijkt me toch niet dat dit significant is in deze setup bij die 30? graden verschil?

Plus bij een transistor hoeft het niet zo te zijn dat een hogere temperatuur een hogere weerstand geeft en de grootste stroomvreter op dit bord is toch gemaakt uit een lading transistoren.

Het lijkt mij eerder dat de lekkage van de transistoren omhoog gaat met de temperatuur, de hogere temperatuur maakt het makkelijker voor de elektronen om te migreren. Maar ik weet zo niet uit m'n hoofd welke techniek deze Atom gebruikt.

Edit:

De Atom gebruikt 22nm tri-gate FinFET, dat lekt praktisch niet, maar ik kan geen temperatuur coefficient vinden voor deze techniek.

[ Voor 41% gewijzigd door Verwijderd op 10-07-2014 21:09 ]

[Verwijderd]

GioStyle schreef op donderdag 10 juli 2014 @ 20:37:
Leuk bordje, maar is bijvoorbeeld een thin ITX moederbord met bijvoorbeeld een G1820 niet nog leuker?

Dit bord is ook Thin ITX. Althans, hij past prima in een 1U behuizing; inclusief de heatsink. Alleen de I/O shield is niet geschikt voor 1U.

Een 50W TDP chip zal wel iets sneller zijn, maar niet zo heel veel sneller. Het feit dat de J1900 een quadcore is, compenseert voor de snellere dualcores. Ook turbo core heeft een positieve invloed. Verder moet je bedenken dat de J1900 een echte SoC-chip is, dus de chipset erin. Dat maakt de 10W TDP nog indrukwekkender.

Idle verbruik zal denk ik niet veel schelen met het door jouw geteste bord, aangezien ik met een Intel DQ77KB + i5 3570K ook al ruim onder de 10 watt idle zit.

Welke scores haal jij dan? Hoe heb je dat getest? Ik heb mijn quadcore Intel 3570 op 8,5 watt getest; maar dat is wel met undervolting en helemaal kaalgestript het BIOS enzo. Zie de link in mijn startpost voor het topic wat ik daarover had gemaakt.

Bedenk ook dat dit bordje passief gekoeld is; wat voor mij een absolute vereiste is - ik bouw nooit meer computers met ventilatoren; niet in de voeding, niet op de CPU. Voor een hoog TDP chip moet je ook 30 tot 40 euro rekenen voor een vette heatsink.

storeman schreef op donderdag 10 juli 2014 @ 20:44:
Verder een interessant topic CiPHER, je kunt geen verdere mods toepassen of een instrumentje/voeding van Mux gebruiken? Mijn technische kennis gaat niet zover dat ik nog aanpassingen zou kunnen aandragen.

Ik heb alles zonder hardware mods gedaan; dat is een béétje valsspelen natuurlijk want als je alles from-scratch zou bouwen kun je natuurlijk het veel zuiniger maken. Mux heeft ook heel veel kennis van dat soort dingen; ik helemaal niet. Ik weet nog nèt het verschil tussen een condensator en transistor.

Ik meen ook dat ik vernomen had van Mux dat hij vooral de Intel diagram goed kende omdat er goede documentatie aanwezig is. Dat zal bij andere merken een stuk minder zijn over het algemeen. Wellicht kost het Mux dus wel wat tijd om eventueel nuttige hardware mods voor dit bord te bedenken.

Verder is er één voor een datacentrum gereserveerd; daar ga ik echt niet aan kloten. Liever een watt meer dan elke keer naar Amsterdam moeten karren.

Verwijderd schreef op donderdag 10 juli 2014 @ 20:54:
Natuurlijk, maar het lijkt me toch niet dat dit significant is in deze setup bij die 30? graden verschil?

Het maakt heel veel uit of ik de externe fan gebruik of niet. Ik kan nog wel wat testjes doen op dit gebied.

Wat ik bijvoorbeeld bij mijn vorige test (zie topic link in startpost) al heb ondervonden, is dat bij het stressen het verbruik een plafond bereikt van bijvoorbeeld 30W, maar dat door de temperatuur dit gestaag oploopt naar bijvoorbeeld 35. Door het extra verbruik wordt het weer warmer en zo krijg je een vicieuze cirkel. Totdat op een gegeven moment er een evenwicht ontstaat tussen de dissipatie en stroomverbruik. Dan stabiliseert de boel zich.

Andersom ook; stop je het stressen dan duurt het nog een tijdje voordat de idle power zijn ondergrens bereikt. Dat staat los van energiebesparing zoals throttling, wat een paar seconde duurt voordat hij op ~100MHz draait.

[Verwijderd]

Zeer interessant ja, vraag me toch af hoe dat dat komt. Zou dat dan de CPU zijn of eerder andere onderdelen (zoals de DC-DC converter)?

Onder load is het sowieso wel een iets ander verhaal, daarbij pompen ze het voltage over de gate flink op om een hogere performance te behalen, dat zorgt ervoor dat de leakage enorm toeneemt. Idle op een lage kloksnelheid en een laag voltage zou de temperatuur praktisch geen invloed moeten hebben.

Hier vond ik nog enkele interessante grafieken:

http://www.cerc.utexas.edu/~jaa/vlsi2/lectures/2-2.pdf

Overigens zelf ook een tijd naar dit bord gekeken, maar het past echt niet in mijn budget. Voor het geld wat je uitspaart wegens een lager stroomverbruik kun je het verschil niet goedmaken. Uiteindelijk voor deze gegaan: pricewatch: ASRock Q1900DC-ITX

Vergelijkbaar, maar een stukje vriendelijker qua budget.

[ Voor 26% gewijzigd door Verwijderd op 10-07-2014 21:23 ]

[Verwijderd]

Dat testje met idle kan ik heel makkelijk uitvoeren. Eerst draaien met de fan en daarna de fan uit doen; die trekt zijn stroom van een andere computer dus dat beïnvloed het verbruik niet direct - maar dus wel indirect.

De DC-DC converter kunnen we denk ik wel uitsluiten als factor, want ik gebruik de PicoPSU en ook bij mijn vorige test met Core i5 3570 en ASrock B75 bord heb ik ditzelfde effect ondervonden; en eerder ook al bij AMD Brazos.

Uiteindelijk voor deze gegaan: pricewatch: ASRock Q1900DC-ITX

Heb je daar ook metingen van? Want die DC-versie met ingebouwde DC-DC voeding had ik ook mijn pijlen op gericht. Wellicht dat ik deze alsnog haal voor thuis. Heeft opzich ook alles wat ik wil, alleen past niet in een 1U kast bijvoorbeeld.

[ Voor 26% gewijzigd door Verwijderd op 10-07-2014 21:25 ]

[Verwijderd]

Nope nog geen metingen gedaan, had em hard nodig gezien mijn vorige moederbord van mijn (thuis) fileserver defect was geraakt en ik bij m'n bestanden wou. Dus gelijk ingebouwd en in gebruik genomen. Wellicht dat ik binnenkort nog eens de moeite neem om em uitgebreid te testen.

Ben er wel heel tevreden mee, de CPU is echt fantastisch te noemen en dan gecombineerd met zo'n laag verbruik.

[Verwijderd]

Yep; trouwens de SuperMicro bordjes had ik in Duitsland via een retailer voor iets van 135 euro (-L versie zonder Marvell controller) en 155 euro (met Marvell controller en nog wat extra's). In de Tweakers.net pricewatch zie ik één vermelding voor ~192 euro; best een groot verschil.

pricewatch: Supermicro X10SBA
http://www.heise.de/preis...bd-x10sba-o-a1095757.html
(was net iets goedkoper toen ik hem bestelde )

[Verwijderd]

Interessant, misschien moet ik toch eens wat vaker in het buitenland kijken voor dit soort spul. Supermicro heeft bij mij toch een beetje de reputatie van mooi spul maar buiten budget. Voor die paar euro verschil was het wel de moeite waard wellicht.

Gelukkig heeft die Asrock 4x SATA wat genoeg is voor mij, OS draait vanaf USB (enkel voor te booten).

[GioStyle]

GioStyle schreef op dinsdag 30 april 2013 @ 15:36:
Nieuwe pc gebouwd:

- M350 behuizing + Seasonic 19V adapter
- Intel DQ77KB plus laatste biosversie
- Intel Core i3 3225 + stock koeler
- 2x 4GB Cosair Value
- Crucial M4 256GB
- Windows 8
- 2x Dell U2312HM

Idle (zonder peripherals, fan van stockkoeler niet aangesloten): 7,1 watt
Idle (1 UTP-kabel, HDMI, DisplayPort, Logitech Unifying receiver): 12,6 watt
Load (Prime95): 45,5 watt
Load (Prime95 + FurMark): 71,5 watt

De boel gemeten met een Energy Logger 4000.

Maar die J1900 is dus wel te doen qua snelheid? Ik heb even echt geen idee waar ik hem qua snelheid tussen moet plaatsen namelijk.

[Verwijderd]

J1900 kun je zien als tegenhanger van de Athlon 5350; die heeft echter 25W TDP maar wel betere graphics. Qua CPU kracht komt het ongeveer overeen.

De J1900 doet het single threaded minstens de helft slechter dan een goedkope Core i3 - maar multithreaded komt het zeker in de buurt van zo'n chip. En dat is dan 10W versus 50W TDP. Dat komt natuurlijk ook omdat meerdere cores op lager frequency sowieso efficiënter is dan minder cores op hogere frequency.

---

Nog even een testje gedaan: ik heb het systeem geboot met externe fan. Dan zit hij op 6,7 watt. Die 0,1 watt zou door de lagere ambient temp kunnen komen. Haal ik de ventilator weg, dan stijgt de temperatuur vrij snel naar 7,0 watt en stabiliseert op 7,1 met soms een terugval naar 7,0. Dus toch iets van 0,3 - 0,4 watt verschil. Best veel nog. Ik verwacht dat het iets meer zal zijn als ik het BIOS niet gestript heb.

[kevinl]

Door die quad processor, zou deze dan ook geschikt zijn om te transcoden? Zeg maar als een alles in een server dienen? Of zit ik hier bij het verkeerde eind?
Ik met mateloos geinteresseerd in passief gekoelde systemen. Dus kijk ik met zeer geinteresseerde ogen hiernaar.

[Verwijderd]

Transcoden kun je het beste doen via de GPU; dat is veel efficiënter dan via de CPU. Alhoewel AVX-instructies hierbij ook kunnen helpen. Maar dit valt echt buiten de scope van dit topic.

[Steephh]

Moet zeggen dat dit bordje me erg interessant lijkt, vooral vanwege de featureset.. Super uitgebreid, daarnaast ook van die coole dingen zoals een interne USB aansluiting. Lekker veel SATA aansluitingen, daarnaast de mogelijkheid om later een kaartje bij te prikken. Ben alleen bang dat ik uiteindelijk met te weinig CPU-power kom te zitten, naarmate mijn eisen in de loop der tijd zwaarder worden...

Toch erg interessant om wat extra informatie (ook betreffende het stroomverbruik) te zien zo. Thanks

[Verwijderd]

Ligt eraan wat je wilt doen; maar die J1900 is echt geen trage Atom zoals in het verleden, die niet vooruit is te branden. Het is een quadcore dus tenzij je Windows draait kun je die cores ook aardig gebruiken. Maar als je echt heel CPU-intensieve dingen wilt doen dan zou ik toch voor een reguliere Core i5 4570 gaan of iets dergelijks.

Wel is zo'n bordje volgens mij heel toekomstbestendig. Je kunt dit altijd gebruiken voor wat anders, en omdat het een klein bordje is en heel zuinig en geen geluid maakt, maakt dit een leuk mini-server bordje.

[jacovn]

Cipher, heb je wellicht ook al een keer ESXi geprobreed op dit moederbord ?
Ik heb nu een celeron 847 bord van MSI en wat issues met de realtek nic. Dus dit bord met intel nic's is wel wat voor mij voor ESXI mocht het werken.

Antwoord al gevonden, het werkt niet, jammer.
Zie: https://communities.vmwar.../481198?start=30&tstart=0

[ Voor 20% gewijzigd door jacovn op 14-09-2014 20:49 ]