研究開発PCの紹介と回路シミュレータのスピード評価の結果

研究開発PCの概要
2014年10月の改造
2014年10月の改造時のスペック
2014年10月の改造時の研究開発PCの性能
2013年7月の改造
2013年7月の改造時のスペック
2013年7月の改造時の研究開発PCの性能
回路シミュレータのスピード評価の結果(2014年3月)

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研究開発PCの概要

 このPCは、以下の用途に使っています。
 ・回路シミュレーション
 ・オフィス系アプリケーションによる文書・図面作成
 ・データサーバーおよび、バックアップサーバー
 このPCは、最新の省電力CPU、Haswellこと第4世代intel Core i7プロセッサを搭載しています。 そのため、CPU性能が高く、消費電力が抑えられています。 GPUはCPU内蔵のものを使用しています。 第4世代intel Core i7プロセッサの内蔵GPUは性能と消費電力のバランスからちょうどよく、 PCI Expressをグラフィックカードが占有しなくても、快適に動作します。

2014年10月の改造

 2014年10月、SSD-RAID6構築体験記でも書いたとおり、SSD-RAID6を構築しました。 ファンはフル回転でないとシステムが不安定になるので常にフル回転で使っています。

2014年10月の改造時のスペック

部品名 メーカー 機種・モデル名 スペック 台数
CPU intel Core i7 4770 4コア8スレッド 3.4GHz 1
マザーボード ASUS SABERTOOTH Z87 PCI express 3.0 x8 x2基, SATA3, eSATA3, USB3.0 1
メモリ 汎用品 汎用品 PC12800 DDR3 1600MHz JEDEC 8GB 4
ケース LIAN LI PC-A70A フルタワー 1
電源 ANTEC EarthWatts EA-650 Platinum 650W, 最大効率93% 1
SSD crucial CT256MX100SSD1 SATA3対応, 256GB 6
RAIDカード Adaptec ASR-8805 SGL SATA3, 最大8台, キャッシュ1GB 1



2014年10月の改造時の研究開発PCの性能

ファン回転数通常時 CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果
CrystalMark 389120
ALU 87488
Fibonacci 31785
Napierian 17893
Eratosthenes 14562
QuickSort 23226
FPU 74413
MikoFPU 7590
RandMeanSS 38708
FFT 15639
Mandelbrot 12454
MEM88831
Read30226.53 MB/s (30226)
Write16123.81 MB/s (16123)
Read/Write18817.83 MB/s (18817)
Cache236434.62 MB/s (23643)
HDD 93370
Read2969.00 MB/s (20345)
Write2893.89 MB/s (19969)
RandomRead512K2301.06 MB/s (17005)
RandomWrite512K2142.82 MB/s (16214)
RandomRead 64K 972.89 MB/s (10364)
RandomWrite 64K 794.71 MB/s (9473)
GDI22253
Text 7167
Square 2758
Circle 6209
BitBlt 6119
D2D7076
Sprite 10 307.21 FPS (30)
Sprite 100 276.34 FPS (276)
Sprite 500 192.24 FPS (961)
Sprite 1000 138.68 FPS (1386)
Sprite 5000 42.97 FPS (2148)
Sprite 10000 22.75 FPS (2275)
OGL15689
Scene 111049
Lines (x1000)(2094426)
Scene 2 CPU(256)
Scene 2 Score4640
Polygons (x1000)(260860)
Scene 2 CPU(128)


ファン回転数通常時 Windowsエクスペリエンスインデックス結果



ファン回転数通常時 大航海時代オンラインベンチマーク結果
構成名 Land Sea Character Total
2013年8月改造後 857 584 589 2030
2014年10月改造後 881 559 683 2123

2013年7月から改善した理由は、SSD-RAIDによるディスクの高速化、メモリの1600MHz化、 秋に評価したことによる気温の低下です。


2013年7月の改造

 2013年7月、研究開発用PCの主要部品を交換する改造をしました。  今回交換した部品は、CPU、マザーボード、メモリそして電源です。 合計で11万円ほどかかってしまいました。 マザーボードは、PCI Express x4をx1モードで動かすかx4モードで動かすか選択可能なのですが、 x4モードを選択すると、eSATAが動かなくなるのですが、 マザーボードのこの説明を勘違いして、サポートセンターに送ってしまい、 さらにその過程で、CPUソケットのカバーを、レバーの下に挿入してレバーをしめてしまいました。 本理は、レバーの上に装着します。 このミスにより、CPUソケットを破損してしまいました。 そのため、マザーボードを1つ壊してしまい、28,000円余計にかかってしまいました。 それ以降、PCパーツはドスパラで購入し、パーツ保険に加入するようにしています。
 通常ファンモードにて、CPU性能は、改装前のCore i7-870のときから38%向上しました。 高速ファンモードにて、CPU性能は、改装前のCore i7-870のときから47%向上しました。 高速ファンモードにすると、冷却が良くなり、CPU性能が改善しますが、うるさくなります。 隣の部屋で人が寝ている場合は、高速ファンモードにはしないつもりです。 また、GPU性能は約2倍になっています。 今までSATA3対応の高速SSDをSATA2接続していたので、SATA3接続にし、SSDの性能は2倍になりました。 それとは別にHDD5台でRAID5を組んでいます。 このRAID5は、ランダムアクセス性能は悪いですが、 シンケーシャルアクセス性能は、Read350MB/s、Write320MB/s程度出ます。
 消費電力は、以前アイドル時125W、高負荷時160W程度でしたが、 改造後は、アイドル時86W、高負荷時140W程度に改善しました。
<2013年8月>  HDDが1台故障し、4台のHDDでRAID5を構成しなおしました。 まだRAID5のドライブの読み出し性能は300MB/s程度あります。 また、メモリを32GBに増設しなおしました。

2013年7月の改造時のスペック

部品名 メーカー 機種・モデル名 スペック 台数
CPU intel Core i7 4770 4コア8スレッド 3.4GHz 1
マザーボード ASUS SABERTOOTH Z87 PCI express 3.0 x8 x2基, SATA3, eSATA3, USB3.0 1
メモリ 汎用品 汎用品 PC12800 DDR3 1600MHz JEDEC 8GB 2
ケース LIAN LI PC-A70A フルタワー 1
電源 ANTEC EarthWatts EA-650 Platinum 650W, 最大効率93% 1
SSD PLEXTOR PX-256M5P SATA3対応, 256GB 1
RAIDカード 3ware 9650SE-8LPML KIT SATA2, 最大8台, キャッシュ224MB 1
HDD Hitachi HDS722-2-ALA330 SATA2, 2TB. 7200回転 4



2013年7月の改造時の研究開発PCの性能

ファン回転数通常時 CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果
CrystalMark 304776
ALU 73691
Fibonacci 26366
Napierian 16072
Eratosthenes 12226
QuickSort 19005
FPU 66110
MikoFPU 7190
RandMeanSS 34129
FFT 13667
Mandelbrot 11102
MEM73568
Read28161.41 MB/s (28161)
Write16009.97 MB/s (16009)
Read/Write14654.74 MB/s (14654)
Cache147221.39 MB/s (14722)
HDD 43519
Read 488.76 MB/s (7943)
Write 424.16 MB/s (7620)
RandomRead512K 384.69 MB/s (7423)
RandomWrite512K 405.27 MB/s (7526)
RandomRead 64K 194.43 MB/s (5888)
RandomWrite 64K 323.81 MB/s (7119)
GDI23621
Text 7854
Square 2766
Circle 6828
BitBlt 6173
D2D9177
Sprite 10 488.10 FPS (48)
Sprite 100 429.54 FPS (429)
Sprite 500 267.03 FPS (1335)
Sprite 1000 184.05 FPS (1840)
Sprite 5000 53.85 FPS (2692)
Sprite 10000 28.33 FPS (2833)
OGL15090
Scene 110463
Lines (x1000)(1988445)
Scene 2 CPU(256)
Scene 2 Score4627
Polygons (x1000)(260115)
Scene 2 CPU(128)


ファン回転数高速時 CrystalMark 2004R3ベンチマーク結果
CrystalMark 311378
ALU 78235
Fibonacci 27721
Napierian 16306
Eratosthenes 12966
QuickSort 21220
FPU 69226
MikoFPU 7214
RandMeanSS 36262
FFT 14468
Mandelbrot 11260
MEM73363
Read28610.34 MB/s (28610)
Write15401.82 MB/s (15401)
Read/Write14194.04 MB/s (14194)
Cache151363.04 MB/s (15136)
HDD 43298
Read 479.02 MB/s (7895)
Write 418.93 MB/s (7594)
RandomRead512K 384.56 MB/s (7422)
RandomWrite512K 400.47 MB/s (7502)
RandomRead 64K 189.26 MB/s (5785)
RandomWrite 64K 320.08 MB/s (7100)
GDI23375
Text 7738
Square 2745
Circle 6794
BitBlt 6098
D2D9260
Sprite 10 508.29 FPS (50)
Sprite 100 426.31 FPS (426)
Sprite 500 268.74 FPS (1343)
Sprite 1000 186.08 FPS (1860)
Sprite 5000 53.74 FPS (2687)
Sprite 10000 28.94 FPS (2894)
OGL14621
Scene 110076
Lines (x1000)(1919841)
Scene 2 CPU(256)
Scene 2 Score4545
Polygons (x1000)(256187)
Scene 2 CPU(128)


ファン回転数通常時 Windowsエクスペリエンスインデックス結果



ファン回転数通常時 大航海時代オンラインベンチマーク結果
構成名 Land Sea Character Total
改造前 423 262 307 992
改造後 857 584 589 2030

この時点では、メモリの設定が1333MHzになっていた様です。


回路シミュレータのスピード評価の結果(2014年3月)

 上記PCにて、Designsoft社の回路シミュレータ Tina のver8とver10で回路シミュレータのスピード評価をしました。 両方ともClassic Editionです。 スピード評価に用いた回路は、以下の通りです。 シミュレーション期間は、1.8Ms(180万秒)です。
結果は、以下の通りです。
Tina8 55s
Tina10 24s

 結果は、Tina10の方が、2.2倍程高速であることがわかります。 これは、4スレッド同時実行しているためと思われます。 同時実行にもかかわらず2.2倍にしかなっていないのは、以下のような要因があると考えます。
・Turbo Boostテクノロジのクロックが遅くなっている。
・1スレッドが使用できる3次キャッシュが少なくなっている。
・スレッド間通信に時間がかかっている。
・その他のアルゴリズム上の要因。
最後のその他のアルゴリズム上の要因ですが、試しに、シミュレーション期間を2Msまで増やしてみると、 Tina8では1時間たっても終わらなったのに対し、Tina10では数十秒で終わっています。 シミュレーション期間を10Msまで増やしてみると、 Tina8ではエラーとなってしまうのに対し、Tina10では3分ほどで終わっています。
 結果として、Tina10を使う最大のメリットは、様々な条件でシミュレーションが収束しやすくなったことでしょう。



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