†PCうそつき講座†

Shuttle XPC SN68SG2 Athlon X2 5050e【tackong】

作成開始日 2018.08.23
最終更新日 2022.11.09

2007年発売のSocket AM2のキューブ型ベアボーン。比較的堅実な作りで、レガシー互換性もそこそこあるような感じなのだが、PS/2ポートがないのが非常に痛い。OS/2がネイティブで安定動作するのだが(しかもRAM 4GB状態で)、PS/2ポートがないために実用にならない。実に勿体ない。また、背面9cmファンがCPUファンとケースファンを兼ねており、静音性も本機のセールスポイントの一つなっているが、騒音は意外に大きく、静音化改造もかなり難しい。さらに、謎のCPU高負荷状態という現象が頻発する。見掛けは優秀そうだが、実はダメダメというポンコツ君……他人の気がしない(^_^;

その後、何とかかんとか静音化に成功し、Debianを入れて居間用PCとして活躍中。その風貌から【tackong】と命名(公式の英字綴りは「takkong」らしいが)。

SPEC
CPU Socket AM2 : Athlon X2 5050e (2@2.6GHz/45w) Brisbane/65nm pm=1340
Athlon 64 X2 4400+ (2@2.3GHz/65w) Brisbane/65nm pm=1100
※「pm」は旧passmark値(2020年3月以前)、現行値の倍程度
※ CPUファンはEnermax クーラージャイアント(8dB〜)に換装
C/SNVIDIA GeForce 7025/nForce 630a
RAM 4GB / DDR2-800MHz 2GB x 2 (DDR2-533/667/800MHz x2slots dual-ch.)
HDD
SSD
SATA×2 / IDE×1 / eSATA×2
SATA:16GB SSD NVDISK3-SX0160B (FDD-bay:PMU-08B)
80GB 2.5" SATA150 / HITACHI HTS541680J9SA00 5400rpm 3.5w
80GB 3.5" SATA300 / WDC WD800JD 7200rpm
FDDコネクタあり(未接続)
ODD DVD-ROM SATA / TSST(東芝サムスン)SH-116AB
LAN 1000Base-T / Marvell Alaska 88E1116(OS/2不可)
100Base-T / RTL8139(PCI LANカードを増設→撤去)
USB USB 2.0×6(前面2+背面4)(OS/2ではOHCI×2+EHCI×2と認識:UHCIではない)
PS/2なし
PWRSILENTX PC60I0005(300w 80PLUS BRONZE) 標準電源は250wのはず?
※電源ファンはScythe mini-KAZE2(14dB)に換装
BattCR2032(※CR2025で代用→CR2032に交換)
OSDebian 8.11.0 LXDE 64bit

●省電力CPUへの対応

対応CPUはSockte AM2(90nm/65nm)で、TDP=125wのAthlon 64 FX62にも対応しているらしい。この筐体で100wオーバー対応はちょっと感心した。反面、省電力CPUに関しては明記がない。そこで、以下のCPUについて実際に動作チェックを行った(ドライブ類は未接続)。なお、本機でAthlon IIが動くかどうかは未検証だが、おそらく正常認識および完全動作はしないだろう。

型番クロックTDPコアBIOS表示状態型番認識
Vcore(*2)温度ファン(*3)消費電力
Athlon X2 3250e 2@1.5GHz 22w Brisbane
(65nm)
1.05v39℃880rpm35wunknown
Athlon X2 4050e 2@2.1GHz 45w1.25v48℃860rpm46w正常認識
Athlon X2 5050e 2@2.6GHz 45w1.25v--℃---rpm--w
Athlon 64 X2 4400+2@2.3GHz 65w1.35v59℃870rpm55w
Athlon 5000B(*1)2@2.6GHz 65w1.40v61℃870rpm59w

(*1)「Athlon 5000B」は「Athlon 64 X2 5000+」のOEMモデルではないかと思われる。HPやDELLの製品とされている事がある。型番に関しても「Athlon X2 5000B」、「Athlon 64 X2 5000B」、「Athlon Dual-Core 5000B」などの表記があるが、手持ち個体の表面には「Athlon」とあるだけなので、この表記にした。

(*2)BIOS画面で実際に表示された値(0.01〜0.02vくらいの誤差があるが)。インターネットなどで出回っている、Athlon (64) X2のデータシートと若干違っている。BIOS側の問題なのか、使用状態の違いなのか、データシートが間違っているのかは不明。

(*3)ファンの制御モードは「SmartFan」だったが、実は設定保持用コイン電池が切れていて、「Ultra-Low」モード相当になっていたようだ(u_u;) コイン電池を交換したら、50℃超えでファンスピードが上がった。しかし、コイン電池で…ナゾな仕様。

なお、正常認識されない3250eも動作自体に支障はない。ただし、CPUのパワー制御が効かないようで、常時1.5GHzのフルスピードで動作している。そのため、実際の使用時には、4050eの方が消費電力が小さくなることがあった。HDDを接続し、Xenialpup 7.5のアイドル状態を比較したところ、3250eは32w、4050eは30w、5000Bは33wだった。

●パフォーマンスとCPUの選択

入手時点ではAthlon 64 X2 4400+(2@2.3GHz/Brisbane)が入っていた。OS/2やPuppyを使用するには十分な性能だが、TDP=65wで旧passmark値が1100と何とも中途半端。帯に短し襷に長しで、高速でも省電力でもない。さりとて、CPU換装で高速性に振っても、省電力性=静音性に振っても、それほど芳しい成果は得られない。ちと辛い。

高速性:上位モデルであるAthlon 64 X2 5600+がpm=1500弱、ライバルのCore2 Duo E8400がpm=2100強。これだけで萎える。6000+でも6400+でも全然及ばない。速度にこだわるなら、プラットフォームから再考すべき。

静音性:アイドル状態でもかなり騒い。5000Bでも4050eでも騒音には全く差が無い。アイドル時にはクロックが最低まで下がっているので、最高クロックの差は意味を持たない。流石に高負荷時には差が出るが、本機を高負荷で長時間使用し続ける予定はない。

なんと言うか、適当な石を乗っけておけば、それなりに何とでもなるかな…という感じ。明確な方向性と意図を持ってシステムを構築するのには適さない、ぼやけたシステム。サイレント化できれば使い途はあるのだが、それも困難(後述)。

●クロック変更と静音化

本機はCPUのクロックやコア電圧がかなり自由に変更できるようになっている。所謂「オーバークロッカー御用達」だったのだろう(OCには全く興味がないので良く知らないが)。クロックもVcoreも上げる方にしか変更できないが、倍率だけは低く設定できるので、静音化に使えないかと思ったが、あまり意味はなさそうだ。

この時代のCPUは、アイドル時のクロックがかなり低く抑えられる。同じBrisbaneコアであれば、4050e(2.1GHz)でも、4400+(2.3GHz)でも、5000B(2.6GHz)でも、アイドル時には最低クロックの1GHzに落ちているはず。実消費電力も大差ない。故に、BIOSでクロックの上限を制限しても、PCの静音化にはほとんど意味はない。

●消費電力

BIOS表示状態の消費電力に関しては前述の表を参照。これは、恐らく片コア100%状態(つまりCPU使用率50%)の消費電力と見てよいだろう。ここから推定できるのは、CPU以外のシステム(ただしストレージは未接続)が消費する電力が、23〜25w程度であると言うこと。つまり、BIOS表示状態の実消費電力は「(23〜25)w+TDP/2」程度であり、最大消費電力は「25w+TDP」が目安となる(正確には+ストレージ分)。

一方、実際の使用場面でどの程度食うかと言うと;

CPU状態消費電力ストレージ
5050eXenialpupアイドル時 30wSSD+ODD
Xenialpup64アイドル時 39wSSD+ODD
Tahrpup 32bitアイドル時 39w2.5"HDD
Debian8 64bitアイドル時 28〜30wSSD+ODD
4040eシステムブート時 〜67w2.5"HDD
Xenialpupアイドル時 30w2.5"HDD
Xenialpup高負荷時 67w2.5"HDD
5000BXenialpupアイドル時 33w2.5"HDD
4400+OS/2アイドル時 41〜42wSSD
OS/2ピーク時(1 core) 70wSSD
システムブート時 60〜70wHDD?

まあ、適当に拾った値を集めてみただけだが、ここから言えるのは;

@TDP 65wクラスのCPUであれば、消費電力は最大でも100w未満
Aアイドル時にCPUが消費する電力はCPUのモデル(上限クロック)に依存しない
Bアイドル時に30wのOS(Xenial/Debian)と40wのOS(Xeni64/Tahr/OS2)が存在する

留意すべき点は、実消費電力の最大値。ここでは、「25w+TDP」を目安としており、4040e(TDP=45w)ならば70wとなる。これは上記実験値とよく一致する。であれば、TDP 65wのCPUでも90wが上限値となり、100wは超えない。

しかし、本当にそうなのか、少し気になるところ。OSによってアイドル時の消費電力が異なるのも引っ掛かる。OSによって省電力機能に差があるのは理解できるが、Xenialpupの32bitと64bitの差は不可解。

後述のように、本機では電源ファンの静音化が困難で、電源の換装・改造を考えているのだが、その際、最大容量をどの程度に見積もればよいか、確定する必要がある。本当に100w以下ならば、ACアダプタ電源でも何とかなるのだが…

●静音化の可能性

本機の騒音源となる冷却ファンは2つ;

@背面ファン(CPUファン&ケースファン兼用)9.2cm/4pin制御
A電源ファン 4cm/2pin固定

CPUファンは銅パイプ?で背面に熱を誘導して、ケースファン兼用の大型ファンで冷却するタイプ。この背面ファンはスピードコントロールが効く。40w程度だと低速回転でかなり静かになるが、それでも側に置くと気になる。ただし、超静音タイプのファンに換装することで、ほぼ気にならないレベルに改善した。

問題は電源ファン。電源ファンそのものはかなり静かなのだが、電源ユニットに取り付けると途端に騒音が発生する。超静音タイプのファンと換装しても同じで、単体では非常に静かだが、取り付けると騒くなる。要は回転数が高すぎるのだが、電源ファンは4cmと小型なので、回転数を下げるわけにはいかない。そもそも、速度調節機能がない。

試しに、電源ファンに綿棒突っ込んで回転を止めたところ、実用レベルまで静音化できたが、流石にこれで運用するわけにはいかない。電源ユニットの規格も特殊なので、汎用品との換装も不可能。あとは、ACアダプタ電源を組み込むか(2000円〜)、腹を括ってファンを止めるか(定格300wを30〜70wで使用)、だが…

●電源ファンの換装

その後、電源ファンを14dBの超静音ファン(scythe mini-KAZE2)に換装したところ、何とか実用レベルの静音化に成功した。ただし、排気能力は極微で、細長く切ったティッシュペーパーが何とか風にそよぐ程度。これでファンの意味があるのか、少々疑問。なお、電源ファンのケーブルは基板に直に半田付けされていたため、途中で切断して2ピンのコネクタ(2.54mmピッチ)をくっつけた。これで、標準的なファンを簡単に取り付けることができるようになった。

SN68SG2では、電源ファンの4本の取り付けネジのうち、2本が筐体背面に隠れる構造になっている。このネジは本来皿ネジなのだが、ファンを交換したため、鍋ネジを使わざるをえなくなった。このため、ネジの頭が背面板を押して変形させてしまうという問題が発生した。そのうち、同サイズの皿ネジを探し出して交換しよう。

ちなみに、電源ファンの交換を実行する前に、pico-boxを使ってACアダプタ電源で駆動できないか試してみた。結果は失敗。手許にあったACアダプタが60w仕様だったためか、3250eでも容量不足で起動しなかった。VIAのEPIA-800(19w)はこのpico-boxとACアダプタで問題なく起動したので、単純に容量の問題だろう。100w超のACアダプタを用意すれば、おそらくSN68SG2でも使用できると思われるが、今はこれまで。それに、この筐体では、DCジャックをどこに付けるかも地味に切実な問題になるので。

●OSの選択

本機はXenialpup(32bit)を標準OSとしてテスト運用してきたのだが、折角RAMを4GB積んでいるのだから、64bit OSでないと勿体ない。と言うことで、Xenialpup64に入れ替えてみた。ところが、その途端にアイドル時の消費電力が10wほど上がってしまった。これは未だに謎。OS側の問題か、このハードウェア固有の問題か、はっきりしない状況。後述のCPU高負荷問題もあり、現状で原因の特定は困難。

また、これは完全にXenialpup64のミスだと思うが、sambaクライアントのpnethoodがまともに機能しない。代替手段はあるのだが、使い慣れたツールが使えないのは何とも不便。さらに、32bit版でも64bit版でも共通だが、スリープからの復帰時にマウスポインタが消失するという問題も発生。これは、Tahrpupでは起きなかったのだが…

これらの状況から、本機でPuppyを使うことは断念、Debian 8.11 LXDEに移行することにした(ちなみに、Debian 8はTahrpupに相当;Xenialpupより1世代古い)。64bit版なので4GBメモリをフルに認識するし、アイドル時にも30w以下に収まっている。それがフツーのことなんだが(^_^; 高度な平凡。

また、LXDEのDebianはPuppyほどではないが十分小さく、16GBのSSDにも余裕でインストール可能。その代わり「こんなツールも入ってないのかよ!?」状態なので、環境整備がちと面倒臭い。少なくとも、NTPとHardInfoとIMEの1本くらいは標準で入れておいてくれよ!それに、電源管理がXfce用で代用はないだろう−−と文句は言うものの、やはり完成度ではPuppyの比ではないな…

Debian Ubuntu Puppy
2019年10 buster 18.04 Bionic Beaver BionicPup 8.0
2017年9 stretch 16.04 Xenial Xerus XenialPup 7.5
2015年8 jessie 14.04 Trusty Tahr TahrPup 6.0
※DebianよりもUbuntuの方が正式リリースが早い

●CPUの異常負荷について

本機には、突如CPUに高負荷が掛かり、そのまま張り付いてしまうという問題点がある。このベアボーンではけっこう有名な不具合らしい。我が家でも、OS/2とXenialpupで発症を確認している。OS/2の場合は、WatchCatでWPSを再起動すると直った。

ネットの情報によると、WindowsでもデバイスマネージャにIEE1394が32個も出てきて、システムが非常に重くなるとか。しかも、ハードウェア起因で打つ手もないようだ。ただ、ビデオカードを換装すると改善するかも、とかなんとか…。

いずれにしろ、IEE1394やビデオカードが直接の原因でないのは間違いないだろうから、それらの設定をどうかすれば何とかなると言う問題でもないようだ。正直、現状ではお手上げ。ただ、OS/2でWPSを再起動すれば正常状態に戻ったように、ソフト側での対策もあるかも知れない。本気で使うなら、そのあたりも考えておかないといけない。

●OS/2について

本機ではOS/2がネイティブでかなり安定的に動作する。しかも、4GBのメモリを積んでいても正常ブートし、3GB程度は認識する(32bit OSの上限)。これは希有な例と言える。惜しむらくは、キーボード&マウス周りが非常に不便だと言うことで、それさえ克服できれば、最強のOS/2マシンとなりえたのだが…。

【追記】512MB超でブートするにはW45_PACK+DANISドライバが必要

Athlon 64 X2 4400+で使用してみたが、速度的にも十分で、GeodeNX/1500では重くて実用困難だったSeamonkey 2.28が、ごく普通に使用できる。C7/1GHzと比較しても体感で2〜3倍の速度。消費電力はアイドル時に41〜42w、ピーク時でも70wを超えるか超えないか。Xenialpupに比べると消費電力が大きいが、実用性は十分−−PS/2ポートさえあれば…

なお、デュアルコア世代では、OS/2はVirtualBox上で使用する方が実用的である。ゆえに、OS/2ネイティブ動作に関して、あーだこーだ言っても、実はそれほど建設的ではない。Linux乗っけて、VirtualBox 6.x上でOS/2を使えば、ノー文句で実用システムが組めるからね。ま、本機では実験はしていないが、多分大丈夫だろう(別項参照)。

●キーボードとマウスとBIOSとUSB

OS/2のキーボード周りの問題をもう少し詳しく述べる。まず、本機にはPS/2ポートがない!キーボードもマウスもUSB接続しか使えない。もちろん、PS/2がなければUSBを使えばいいじゃない、となるが、OS/2ではそう簡単なハナシではない。

通常、このような場合、BIOSレベルでUSBをPS/2エミュレートしてくれるようになっているのだが、なぜか本機ではKBDしかエミュレートしてくれない。しかも、BIOSにエミュレートに関する項目がない−−つまり、マウスをエミュレートする方法がない!そのため、USBドライバを組み込まない状態でOS/2を起動すると、キーボードはPS/2扱いで使用可能だが、マウスは無反応になってしまう。

じゃあ、USBドライバを組み込むと−−今度はマウスは反応するが、キーボードが無反応に。明示的にUSBKBDのドライバを組み込まなくてならなくなってしまう。そして、USBKBDドライバを組み込むと、MYKBDによるキーマップの変更が不可能になり、CtrlとCapsLockの入れ替えが不可能になる!このあたり、smouseドライバを使用すれば回避できる可能性があるかも知れないが、何だか酷く疲れたよ…

さらに、なぜかこのBIOSにはキーボードのNumLockやRate/Delayに関する設定項目がない!NumLockは強制的にオン固定であるため、ミニキーボードだと、[M]とか[K]とか言った右半分のキーが使えなくなる。もちろん、NumLockキーを押して解除すれば良いのだが、アプリやコマンド窓を立ち上げる度に、毎回毎回解除が必要になる。煩わしいことこの上もない。OS/2にもNumLockの状態を変更したり、キーレイアウトを変更したりするツールはあるが、たいていUSBキーボードに対応していない。もう嫌だ…

解せないのは、本機のBIOSはありふれた青画面のPhoenix-AWARD BIOSで、通常ならばPS/2エミュレーションもキーボード設定も普通に備わっているはずである。それが、本機ではわざわざ削られている。USB周りの設定も大幅に削られて非常に貧弱になっている。意図的に不便にしているとしか思えない。全く解せない。もちろん、NumLock機能自体がない、Ctrl-AタイプのUSBキーボード(例えばHHK Lite2)を使用すれば、これらの問題は解決可能だろうが、そこまでしてやる義理もない。

なお、これらの問題はBIOSのアップデートで解決可能になるかも知れない−−そう思って少し調べてみたが、どうやらBIOSの更新ファイルはメーカーHPから削除されているようで、現在では入手困難。尤も、本機のBIOSが最新版か否かは確認していないし、仮に最新版に更新出来たとしても、これらの問題が解決可能かどうかは判らない。そんな状態で手間暇掛ける義理はない。現状で使用不可ならお払い箱だ。

●LANについて

LANチップはMarvellのGigabit Alaska(88E1116)。かなりマイナーなチップのようで、OS/2用のドライバは存在しない。genmacも対応していないようだ。とりあえず、RTL8139のPCIカードを増設したのだが、これがまたとんでもなくハマってしまった。根本原因は多分端子の汚れによる接触不良(u_u;) 長い事放置していたカードなので…

問題をややこしくしたのは、オンチップのLANと2枚差しになる場合の扱いがイマイチ不明確だったこと。一応、オンボードのLANはBIOSでDisableにしたのだが、 だからRTL8139がlan0になるのかどうか…? 結局、なっていたワケではあるが、かなり試行錯誤を繰り返し、数時間を費やしてしまった。ちなみに、LANカードを増設しても、消費電力に変化はなかった。

なお、XenialpupであればAlaskaもデフォルトで認識する。VirtualBoxでOS/2を使えば、ドライバ問題も即解決となるはず。


Longrug reports ...

2018.08.20:オークションにて1000円[コミコミ1780円]で落札。
2018.08.23:OS/2のインストールに成功するも、問題点多数あり。
2018.08.27:チェック終了、当面お蔵入り。
2019.09.18:Puppy Linux実験用マシンとして再出動(Puppy4.31/Tahr/Xenial)
2020.09.17:HDDマウンタ交換。
2021.05.03:静音化を試みるも挫折するorz
2021.05.19:電源ファンの静音化に成功?する。CPUを5050eに換装。
2021.05.20:ストレージを16GB SSDに換装し、Debian 8.11.0 LXDEをインストール。
2021.12.28:電源系不安定に;サスペンドからの復帰時に電源が入らなくなる;無理が祟ったか。
2022.01.05:コイン電池を交換;これが電源不調の原因か?一応直ったような…
2022.11.06:ネイティブOS/2実験開始、動作環境の確認のため
2022.11.08:W45_PACKを当てたシステムで4GBブート成功再確認


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