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16コア/32スレッドを 実現するXeonマシン

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16コア/32スレッドを 実現するXeonマシン
文/SPOOL(舟橋 亮人)
テーマ
16コア/32スレッドを
実現するXeonマシン
2012年3月、Intelがサーバー/ワークステーション向けCPUである
Xeonの新モデル、E5シリーズを発売した。最大8コアを内蔵し、16ス
レッドを同時に実行できるのが大きな特徴だ。今回は最上位のE52690を2個使い、通常の自作パソコンでは実現できないような最強マ
シンを自作した。
難易度
CPU
マザーボード
メモリー
SSD
光学式ドライブ
合計
38 万円
5 万 9000 円
9 万円
1 万 4000 円
1 万 2000 円
★★★★★
PC ケース
1 万 5000 円
1 万円
CPU クーラー
8000 円
グラフィックスボード 6 万円
電源ユニット
64万8000円
サーバー/ワークステーション向けだけあって、一般的な自作 PC
に比べると段違いに高価。CPU とマザーボードだけで 40 万円を超
える。
注目 Xeon E5シリーズを2 個搭載。デ
1
スクトップ PC 向け CPU の Core i
シリーズは最大 6 コア/ 12 スレッ
ドだが、Xeon E5 シリーズの上位
モデルは 8 コア/ 16 スレッドで処
理できる。対応する LGA2011ソ
ケットを 2 個搭載するマザーボード
を組み合わせると、16 コア/ 32
スレッドで同時に処理できる。
注目 E5 シリーズは、同時に登場した新
2
チップセット「Intel C600」シリー
ズを搭載したマザーボードで使え
る。
「Z9PE-D8 WS(
」ASUSTeK
Computer)は、Intel C602 チッ
プセットを搭載したデュアル
LGA2011 マザーボード。サーバ
ー/ワークステーション向けなが
ら、自作 PC ユーザーにおなじみ
のオーバークロック機能も搭載し
ている。
注目
3
10
サーバー/ワークステーション向けのマザーボードは、
ATX サイズより大きいことがあるので、PC ケース選びに
は要注意。マザーボードが入っても、ねじ穴の位置が異な
る場合もある。今回はフルタワーケース「Shinobi XL」
(BitFenix)を使った。
NIKKEI WinPC 2012.10
特別付録
自作 PC 用のフルタワーケース
に収まった。前面端子が豊富で
拡張性も高く、性能だけでなく、
使い勝手も良い PC だ。
自作のポイント
Xeon用クーラーは干渉に注意
Xeon E5 シ リ ー ズ の 演 算 部 分 は、
Sandy Bridge 世代の Core iシリーズと
同等。
「Turbo Boost 2.0」もサポートす
る。CPU間を接続するQPI
(QuickPath
Interconnect)は、従来の6.4GT /秒
(T は転送回数)から8GT /秒に向上した。
PCI Express は3.0に対応し、レーン数
も40と多い。今回は Xeon E5シリーズ
の最上位モデル、E5-2690を2個使って
合計16コア/32スレッドで処理できるよ
うにする。
マザーボードは、Intel C602搭載の
■CPU
19万円×2
Xeon E5-2690
Intel
コア/スレッド数:8/16、動作周波数:2.9
GHz、LLC 容量:20MB、TDP:135W
■マザーボード
Z9PE-D8 WS
ASUSTeK Computer
5万9000円
テックウインド
チップセット:Intel C602、メモリー:DDR32133×8、ストレージ:Serial ATA 6Gbps ×6、
同 3Gbps ×8、形状:SSI EEB、305×330mm
背面端子の構成は比較的シン
プル。PS/2×1、USB 3.0×
2、USB 2.0 × 6、Gigabit
Ether net ×2、 各 種 オ ー デ
ィオ端子を備える。CMOS
初期化やオーバークロック用
のボタンは無い。
Z9PE-D8 WS を選んだ。Serial ATA
6Gbps 端子を6個、メモリースロットを8
本備える。7本の拡張スロットは全てPCI
Express x16で、Quad SLIや4枚構成
の CrossFireX に対応する。
2個のCPUに対応するマザーボードで
ある場合、メモリーとの干渉にも気を付け
は、クーラー選びに注意が必要だ。サイ
よう。
「Hyper 212 EVO」
は比較的小さく、
ズが大きいとCPUクーラー同士が干渉す
冷却性能が高い。
ることがある。Z9PE-D8 WSのように
CPUソケットの両側にメモリースロットが
Sandy Bridge 世代のコ
アとなり、従来の 5600 シ
リーズより大幅に進化した
Xeon E5 シリーズ。ター
ボ時の動作周波数は最大
「AVX」
と呼ぶ、
3.8GHzだ。
256ビット演算用の命 令
セットも実装。CPU クー
ラーは付属しない。
CPU クーラーは LGA2011対応製品が
使える。Hyper 212 EVO は側面にフ
ァンを取り付けるタイプ。Z9PE-D8
WS では、隣の CPU に付けたクーラー
やメモリーと干渉せずに使える。
■CPUクーラー
4000円×2
Hyper 212 EVO
Cooler Master
CM インダストリー
対応ソケット:LGA2011/1366/1156/1155/775、Socket AM3/
AM2/FM1、搭載ファン:12cm 角× 1(600 ∼ 2000 回転/分)、外形
寸法:幅 120 ×奥行き 80 ×高さ 159mm
(ファンを含む)
今回使ったパーツ
■メモリー
CAK8GX4-D3U1600
4万5000円×2
センチュリーマイクロ
■PCケース
BitFenix
容量:32GB
(8GB × 4 枚)× 2 セット、DDR3-1600
ディラック
GTX680-2GD5
ASUSTeK Computer
6万円
テックウインド
グラフィックスチップ:GeForce GTX 680、グラフ
ィックスメモリー:GDDR5 2GB、出力端子:DVI-I
× 1、DVI-D × 1、HDMI × 1、DisplayPort × 1
■SSD
Crucial m4
Lexar Media
対 応 マ ザ ー ボ ー ド:XL-ATX、ATX、microATX、
Mini-ITX、ベイの数:5 インチ× 5、3.5 インチ内部× 7、
外形寸法:幅 245mm ×奥行き 557mm ×高さ 570mm
サーバー/ワーク
ステーション用では
な い が、Z9PE-D8
WS を 固 定 で き た。
最 大 9 個 の 12cm 角
ファンを搭 載でき、
冷却性能は高い。上
部には充電専用の
USB ポ ートを 備 え
る。 出 力 が 2.5A と
大きい。
Xeon E5-2690は 大 容 量 や 安 定 動 作 が 特 徴
の Registerd メモリーに 加え、通 常のデ スク
トップ PC などで 使 用する安 価で動 作が 速い
Unbufferd メモリーにも対応する。今回は DDR
3-1600の Unbuffered メモリーを使った。
■グラフィックスボード
1万5000円
Shinobi XL
■光学式ドライブ
BRD-S14X
1万2000円
アイ・オー・データ機器
1万4000円
エスティトレード
容 量:128GB、 イ ン タ ー フ ェ ー ス:Serial ATA
6Gbps
価格性能比の優れたモデルを選んだ。ここでは
他の PC と性能を比較するため、容量は 128GB
とした。できれば240GBクラスのSSDを使うか、
データ保存用に HDD を併用したい。
■電源ユニット
SST-ST75F-P
SilverStone Technology
1万円
マスタードシード
インターフェース:Serial ATA、BD-R 書き込み:最
大 14 倍速、DVD ± R 書き込み:最大 16 倍速
定格出力:750W、搭載ファン:13.5cm 角、外形寸法:
幅 150 ×奥行き 160 ×高さ 86mm
BD-R への 14 倍速記録に対応した、最新の Bluray Discドライブ。BD-R XL への 6 倍速記録
に対応し、100GB 以上の大容量データを 1枚に
パーツの省電力化が進んでおり、今回の構成で
も 700W 程 度 あ れ ば 十 分。SST-ST75F-P は
CPU 用の 8ピンコネクターが 2 個あり、デュア
ル CPU 対応マザーボードでも使える。
2012 年 3 月に登場したばかりの
新型グラフィックスチップを搭
載。単体チップとしては最上位
の製品で、特に DirectX 11対応
アプリケーションでは Radeon
HD 7970より性能が高い。
保存できる。付属ソフトも豊富だ。
NIKKEI WinPC 2012.10
特別付録
11
PCの組み立て手順
CPUクーラーの取り付けがポイント
CPUを取り付ける
CPU と CPU ソケットの矢印で取り付
ける向きを確認したら、CPU をソケ
ットに載せる。
取り付け手順は LGA2011の Core i73000 シリーズと同じ。まず、I/O パネ
ル側のレバーをずらして持ち上げる。
I/O パネル側のレバーを少し下げると蓋が持
ち上がるので、指でつまんで最後まで開ける。
蓋に付いている黒いカバーはまだ外さない。
続いて、反対側の
レバーもロックを
外して持ち上げる。
同様に、もう1個の CPU もマザーボード
に取り付ける。
蓋を閉じて、レバーを外
したときとは逆の順番で
レバーを元に戻す。
最後に I/O パネル側のレバーを元通りに固
定したら CPU の取り付けは完了だ。
CPUクーラーを取り付ける Hyper 212 EVO にはファンが付
いている。ねじ留めの邪魔になるの
で、先に外しておく。
CPU ソ ケット の ねじ 穴 に Hyper
212 EVO のスペーサーを取り付け
る。専用の取り付け工具が付属。通
常のプラスドライバーで回せる。
CPU 接触部とフィンの間
に X 字型の固定部品を通す。
グリスを塗り、Hyper 212
EVO を CPU に載せて、マ
ザーボードにねじ留めする。
ヒートシンクの向きはメモ
リーと並行に。
Hyper 212 EVO は 複 数 の
ソケットに対応している。X
字 型 の 固 定 部 品 を 用 意。 説
明書を確認してねじの位置を
LGA2011用に合わせておく。
12
NIKKEI WinPC 2012.10
特別付録
CPU ソ ケットの 保
護カバーは取り外し
て保管しておく。
メモリーとCPUクーラーのファンを取り付ける
メモリースロットの端にある白いラッチ
を横に倒したら、切り欠きの位置を確
認して真上からメモリーを押し込む。
最強テク
CPUファンはまだ付けない
スロットの位置によ
っては、CPU クー
ラーにファンを取
り付けてしまうとメ
モリーを挿せない。
まずはメモリーを全
て取り付けておく。
8 本のメモリーを全て取り付けたら、CPU クーラ
ーのファンを取り付ける。風を送る向きに注意。
メモリースロットは2本ごとに、
切り欠きの位置が異なる。挿
す向きに注意しながら、全て
のメモリーをきちんと奥まで
挿し込む。
CPU ファン用の電源ケーブル
も2 本、忘れずに配線する。
マザーボードを取り付ける
最強テク
電源ユニットを取り付ける
不要なマウントねじは外す
今回使用した PC ケースの Shinobi XL は、あら
かじめ一部のマウントねじが付いている。短絡
(シ
ョート)する可能性があるため、Z9PE-D8 WS
のねじ穴と位置が合わないマウントねじは外して
おく。
PC ケースにバックパネルを
はめて、マザーボードにマ
ウントねじを付ける。
ケース底面に電源ユニ
ットをねじ留めする。
Shinobi XL は底面に
通気口があるので、電
源はファンを下向きに
して取り付ける。
光学式ドライブを取り付ける
5 インチベイ前面の目
隠し板を外したら、光
学式ドライブを押し込
む。側面の留め具を押
し込みスライドして固
定する。
SSDを取り付ける
PC ケースにマザーボードを入れて、
しっかりとねじ留めする。
Z9PE-D8 WS と Shinobi XL で ね じ
穴の位置が合うのは、左の 7 カ所だった。
ここにマウントねじを付ける。
Shinobi XL の内部ベイはトレー式。3.5 インチだけでなく、2.5 イン
チのドライブもねじ留めできる。トレーを外して SSD を固定する。内
部ベイにトレーを押し込めば SSD の取り付けは完了。ドライブの付け
外しはとても簡単だ。
NIKKEI WinPC 2012.10
特別付録
13
ケーブルを接続する
グラフィックスボードを取り付ける
SSD に Serial ATA ケ ーブ ル を 接 続 す る。
マザーボード側は、チップセットが制御する
水色の端子に接続する。
マザーボードに各種のケーブルを接続する。
Shinobi XL は裏面配線に対応している。し
かし、Z9PE-D8 WS は一般的な ATX マザー
ボードと電源端子の位置が異なるので、電源
ケーブルの一部は無理に裏面配線せず、ケー
ス内を通した方がよい。
最後にグラフィックスボードを取り付ける。作業時
に CPU クーラーとぶつからないように注意しよう。
ケーブルを整理する
グラフィックスボードを PC ケースにねじ留めした
ら、PCI Express の 補 助電 源コネクターを挿す。
GTX680-2GD5 は 6ピン端子を 2 個挿す。
Shinobi XL には結束バンドが付属し
ており、余分なケーブルを束ねておく
と、ファンに絡まらない。PC ケース
内部には、結束バンドでケーブルを固
定するための穴もある。
組み立て完了
これで組み立ては完了だ。サーバー/ワーク
ステーション用の巨大なマザーボードと、ハ
イエンドのグラフィックスボードを使ったが、
自作 PC 用のフルタワーケースに収まった。
BIOSを設定し、OSとドライバーをインストールする
Z9PE-D8 WS の BIOS 画面は設
定項目がかなり多い。とはいえ、
サーバーやワークステーション用
途で使わないのであれば、難しい
設定は不要。まず「Advanced」
タブの
「PCH SATA Configuration」で「SATA Mode」を「AHCI
Mode」に変える。
次に「Boot」タブの「Boot Option #1」で起動ドライブに光学
式ドライブが選ばれているかを
確 認。 設 定 を 保 存 し て、Windows 7のインストールを進める。
14
NIKKEI WinPC 2012.10
ドライバーのインストールも簡単だ。マザーボードに付属
するディスクをセット。
「Drivers」タブの「ASUS InstAll」
をクリックすると、必要なドライバーをまとめてインストー
ルできる。
特別付録
最強マシンの検証
16コア/32スレッドの実力をチェック
完成したPC で各種ベンチマークテスト
を実施して、16コア/32スレッドの実力
を検証した。比較には Core i7-3000シ
Xeon E5-2690×2 個
リーズの最上位モデル、i7-3960X Ex-
Core i7-3960X EE
treme Edition(EE)と定番の Core i72600K で組んだ PCを使った。
まずは
「Sandra 2012(
」SiSoftware)
のCPU関連テストの結果だ。
「Processor
」Dhrystone)
は整数演算の
Arithmetic(
テストで、コア数が多く動作周波数が高い
ほど値が高くなる。当然ながら Xeon E5-
2690×2個が他を圧倒する結果になった。
「Processor Musti-Media(
」Float、単
位は MPix /秒)
も同様だ。
続いてCPU性能を測る
「CINEBENCH
」MAXON Computer)
の結果だ。
R11.5(
1スレッドで処理を進める「CPU(シング
Sandra 2012 の CPU 関
(整数演算)
Sandra 2012 の CPU 関連テスト
372%(426.66)
167%(191.68)
100%(114.83)
Core i7-2600K
(単位:%) 0
100
a 速い
200
300
400
Sandra 2012 の CPU 関
(浮動小数点演算)
Sandra 2012 の CPU 関連テスト
Xeon E5-2690×2 個
374%(1100)
167%(490)
Core i7-3960X EE
100%(294.09)
Core i7-2600K
(単位:%) 0
100
a 速い
200
300
400
CINEBENCH R11.5 の CPU(シングルコア)
ルコア)
」のテストは、動作周波数に比例
Xeon E5-2690×2 個
する。Turbo Boost 時の動作周波数が
Core i7-3960X EE
101%(1.57)
Core i7-2600K
100%(1.55)
最大3.9GHz の i7-3960X EE が、最大
3.8GHz のE5-2690×2個を上回った。
全コア(スレッド)を使って処理する
98%(1.52)
a速い
(単位:%) 0
20
40
60
80
100
連テストの中にある整数演
算(Dhrystone)の 結 果。
コア数の多さに比例してス
コアが上がるため、Xeon
E5-2690×2 個が他製品を
引き離した。
120
140
連テストの中にある浮動小
数 点 演 算(Multi-Media
Float)の結果。上の整数演
算と同様に動作周波数以外
に、コア数の多さが結果に
影響する。こちらも Xeon
E5-2690×2 個が高いスコ
アを出した。
CINEBENCH R 11.5 に
お い て、シ ン グ ル スレ ッ
ド で 処 理 す る「CPU(シン
グルコア)
」の結果。Xeon
E5-2690×2 個 は Turbo
Boost 時の最大動作周波数
が 3.8GHz と、3.9GHz の
Core i7-3960X EE より低
いため、3960X を下回った。
「CPU」の結果は、同時に処理できるス
レッド数が影響する。32スレッドの E5-
2690×2個が他を圧倒した。
「SILKYPIX Developer Studio Pro
」市川ソフトラボラトリー)でRAW デー
5(
タの現像処理を実行したところ、Xeon
E5-2690×2個はCore i7-3960X EEを
1割弱上回った。i7-2600K からは7割以上
の伸びだ。
「TMPGEnc Video Master」ペガシス)
で動画の変換に
ing Works 5(
かかる時間も測定した。1本の動画の変換
にかかる時間はi7-3960X EEより長かっ
たが、4本の動画を同時に処理したところ、
E5-2690×2個の方が高速に処理できた。
やはり、多くのスレッドを同時に実行でき
CINEBENCH R11.5 の CPU
Xeon E5-2690×2 個
355%(24.49)
166%(11.41)
Core i7-3960X EE
100%(6.89)
Core i7-2600K
(単位:%) 0
100
a 速い
200
300
400
SILKYPIX Developer Studio Pro5
Xeon E5-2690×2 個
172%(54 秒)
Core i7-3960X EE
158%(59 秒)
Core i7-2600K
100%(1 分 33 秒)
a速い
(単位:%) 0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
るアプリケーションでなければ、E5-2690
の性能をフルには生かせないと言える。
なお、今回自作したPCの消費電力を
TMPGEnc Video Mastering Works 5
「Watts up? PRO(
」Watts up?)
で測定す
Xeon E5-2690×2 個
ると、アイドル時は122W、CINEBENCH
Core i7-3960X EE
R11.5実行時は最大で437Wだった。
32スレッドを同時に実行
134%(1 分 29 秒)
100%(1分 59 秒)
Xeon E5-2690×2 個
(4 本同時)
62%(3 分 13 秒)
Core i7-3960X EE
(4 本同時)
(単位:%) 0
完成した PC でタスクマネージャーを開いたと
ころ。32 ものスレッドを同時に実行しているこ
とが分かる。
119%(1 分 40 秒)
Core i7-2600K
49%(4 分 1 秒)
20
40
60
80
CINEBENCH R11.5 に
おいて、マルチスレッドで
処理を行う「CPU」の結果。
Xeon E5-2690×2 個 は、
16 コア/ 32 スレッドが生
かせるので、高い性能を示
した。
キヤノンのデジタル一眼レ
フカメラ「EOS Kiss Digital N」で 撮 影し た 40 個 の
RAW 形式の画像データ(約
410MB)を、標準設定のま
ま一括で JPEG 形式に現像
処理し、終了までの時間を
ストップウオッチで計測し
た。結果は3回測定した平均。
映像ソースは AVCHD 形式、
1920×1080ド ッ ト、1分
間の動画ファイル。テンプ
レートをベースに iPad 用、
1280×720ド ッ ト、VBR
平均 2Mbps、最大 4Mbps
の設定でエンコードした。
エンコーダーは「x264」を
使用。
a 速い
100
120
140
【テスト環境】マザーボード:LGA1155 は P8Z77-V PRO(ASUSTeK Computer、Intel Z77 搭載)
、LGA2011 は P9X79
PRO(ASUSTeK Computer、Intel X79 搭 載 )。 メ モ リ ー:LGA1155 は DDR3-1333 4GB × 2 枚、LGA2011 は DDR31600 4GB × 4。グラフィックスボード:ENGT430/DI/1GD3(LP)(ASUSTeK Computer、GeForce GT430 搭載)。起動
ドライブ:S510 120GB
(ADATA Technology)
。電源ユニット:Silent Pro Gold 800W
(Cooler Master、定格出力 800W、
80 PLUS GOLD 取得)。OS:Windows 7 Ultimate Service Pack 1 64 ビット日本語版。
NIKKEI WinPC 2012.10
特別付録
15
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