Core2DuoE6600を低電圧で動作させる＆PC低電力化の為のメモ

サブマシンの消費電力が、ワットチェッカーで測るとアイドル130W前後です。
消費電力が高くなっているのはほぼVGAのせいだと思われますが、ちょっと録画サーバーで24時間稼動させるには消費電力が高いので、VGA換装とCPU低電圧化を考えてみることにしました。

サブマシンの主な構成は以下です。
ASUS P5Q
Intel Core2duoE6600（2.4GHz→2.7GHz(OC化)）
DDR2-800_6GB（1GBx2 2GBx2）
GeForce7950GT
EarthSoft PT1、PT2、PLEX PX-W3PE
SAMSUNNG HD154UI

PT1、PT2などを利用した低消費電力録画サーバーというとAtomが定番です。
しかし、AtomだとPentium4かちょっと上程度の性能でサブマシンとしての利用法も限られる様子。IONなら動画は快適に見れるそうですが、Atomの拡張性を考えるとPCIe-をPCIに変換するアダプタを買うなどの出費で結局いい値段に・・・。なので、どうにかこのマシン構成を活かしたいと考えました。
低電圧化するのは簡単ですが、テストなどが大変なので、取り敢えず必要なデータだけを集めたいと思います。

■CPUの低電圧化
CPUの消費電力を下げる手段としては、電圧を下げる方法があります。
但し、オーバークロックの電圧耐性上限と同じく、ダウンクロックにも電圧耐性下限があるので探る必要があります。
また、下限を探った後は、自分のCPUにおいての安定動作する電圧をみつける為に、CPUをベンチマークテストで100％状態のまま耐久テストをする、いわゆる「シバキ」が必要です。
下限上限電圧を1から探るのも面白いですが、なにぶん時間が掛かり大変なので、大体の目星を付けるためにも先人の情報を集める事にしました。

◆Core2DuoE6600の定格のスペック詳細
Core2DuoE6600の定格スペックを把握します。
→ インテル® Core™ 2 Duo プロセッサー - 仕様
【 E6600     L2キャッシュ4 MB    動作周波数2.40 GHz     FSB1066 MHz 】

◆実際どの程度まで低電圧動作できるのか
低電圧について検索しました。
→ core2duo E6600 低電圧 - Google 検索
時間の経ったCPUだけあって、「定電圧」で検索すると結構情報が出てきます。

実際低電圧動作を試みた方の、テスト結果です。
→ Core 2 Duo E6600 低電圧駆動（今更ネタ）: ｎ　ｏ　ｔ　ｅ　ｐ　ａ　ｄ ． ｅ　ｘ　ｅ
この方の情報から、E6600のデフォルト電圧がCPU-Z読みで
1.32V(調べた所デフォルト電圧Vcoreは1.125V-1.3525Vの範囲)、下限と上限の電圧は
0.850V～1.3525Vの範囲が設定できて、安定するのは1.1000Vだということが判りました。
（※もちろん自分のCPUとマザーボードでも同じ耐性があるとは限りませんので、あくまで参考値です。）

また、VID Voltage Rangeは0.8500V-1.5Vの範囲のようです
→ Intel® Core™2 Duo Processor E6600 (4M Cache, 2.40 GHz, 1066 MHz FSB)with SPEC Code(s)SL9S8, SL9TZ, SL9ZL
VIDはCoreTempなどのソフトでチェックできます。また、VIDはCPUとBIOSで連携するものなので、VIDは設定周波数によって変化します。


◆E6600とオンボードVGAによるベンチマークデータから、実際の消費電力を割り出す
Core2Duo E6600のTDPは65Wです。ただ、CPUのTDPが実際の消費電力ではないというは周知の事なので、実際の消費電力はどれくらいなのか把握することにしました。
オンボードVGAで最小構成のPCの場合、CPUの実際の消費電力が大体把握できます。
→ 消費電力/CPU/Core2Duo - usyWiki
この方のワットチェッカーによるデータを見ると、デフォルト値1.324v、アイドル時50W、負荷時(superπx2動作時)83Wだという事がわかります。
また、負荷時に1.136v(2.4Ghz動作)で67w、1.324v(2.4Ghz動作)で83wになり-16Wの消費電力削減効果がある事が判りました。アイドル時は定電圧化の効果がほとんど無い様子。また、負荷時に定格の2.4Ghzから1.6Ghzにダウンクロックすることで-8Wの効果があるようですが、録画サーバーだけではなく、サブマシンとして使うことを考えると、動作周波数は下げなくても良いかなと思います。
むしろ2.4Ghzから2.8Ghzにオーバークロックした時の消費電力差が負荷時に＋2Wだとすると、低電圧時に動作周波数は上げてしまうほうがお得ですね。(※電圧を下げたまま周波数を上げて安定するかは、また別の話です。)

◆EIST、ON/OFFの効果
→ Core 2 Duo E6600 vs Pentium 4 641 D0 ワットチェッカー対決 SC420 Maniacs/ウェブリブログ
EISTをONにすると、-2W程度の消費電力低下が見込めるようです。
しかし、-2Wは大きいですが、自動で切り替わるときに処理に遅延を出すEISTとC1Eは嫌いなので、現状私はOFFにしています。
なので、低電圧化してもOFFにするという考えは変わらないと思います。

■VGAと、その他の低電力化

◆所有するGeForce 7950GTを低電圧、低クロック動作させる
→ 紆余曲折: GeForce GTX 285を低電圧駆動化・ファン回転数を調整する方法（BIOS書き換え）
GPUでも電力を下げる方法としては電圧を下げる方法があります。フリーソフトのNiBiTorでBIOSを書き換えることによって、低電圧化が可能になるようです。

NiBiTorの設定です。
→ Customize BIOS -GTX 285-

しかしこんな情報が。7950GTの電圧を変更しても適応されない？
→ NVIDIA 7900シリーズ No.23

170 ：Socket774：2010/11/01(月) 11:22:51 ID:o/CDBORn
    昔このスレに貼られてた　EVGA の 7900 GT KO Superclocked 久しぶりに取り付けてみたら初期不良品でワロタｗ
    >>63 の説明書と同じのなんだけど、製品自体のデフォルトでフリーズするので、クロック下げてみたらド安定。
    G71自体は選別品なのか高クロックで問題ないけど、メモリに不良品が混ざってたようで640MHzまで落とさないと
    長時間ベンチでポリゴンビヨーンズ。

    今更だけどファンが煩いのでクロック下げて電圧下げて、現在ファンレス実験中。
    コア415MHz 0.95Vで3DMarkとかタワシ1時間は問題ないみたい。
    用心しながらもう少し下げてみようと思うけど、これ以上下げると危険とか情報あればﾀﾉﾑ。


171 ：Socket774：2010/11/01(月) 12:59:20 ID:o/CDBORn
    ごめん、Nibitorで電圧テーブル変更しても実際はデフォルトの電圧1.45Vと1.2Vのままで変化ないみたい。
    0.9Vまで下げてやっと気づいたｗ　温度がまったく変化ない。

色々、試してみる必要がありそうです。

◆低消費電力のVGAを調べる
現在使っているGeForce7950GTXはCore2Duoの消費電力から逆算すると、HDDなどの消費電力を考慮に入れない状態で、アイドルで60W、負荷時120Wくらい使っている様子です。
ダウンクロックと低電圧化の処置ががどれほど効くか判らないので、もしも効果が上がらなかった場合に、VGAを新調する事を考え、良いVGAが無いかなと探しました。

そして、みつかったのがRADEON HD 5450です。
→ グラフィックカード（VGA） RADEON HD 5000 価格・比較｜価格比較サイト [coneco.net] コネコネット
RADEON HD 5450は負荷時でも20Wの消費電力でファンレス、低発熱、最新世代の高度な動画再生支援ができ、DX11も使えるのでXPから7系に変えるとAeroが快適になるというVGAです。
5000円前後の価格帯でのRADEONHD5000シリーズのコストパフォーマンスは抜群に思えます。ただし、3D性能は流石にこの価格帯では期待できないようです。以下は関連リンクです。
→ MSI N210-MD512Hのレビューと評価： 新型GeForce210搭載ファンレスモデル。でも性能は・・ [coneco.net 商品レビュー]
→ 4Gamer.net ― 「上から下までDX11」を実現するローエンドGPU，「ATI Radeon HD 5450」の3D性能は？（ATI Radeon HD 5400）
→ 4Gamer.net ― 「GeForce GT 430」レビュー。Fermi世代のエントリーGPU，その立ち位置を確認する（GeForce GT 400）
→ 【4Gamer.net】［レビュー］グラフィックスメモリ320MB版GeForce 8800 GTS
ただし、２D性能はGeForceGT400やGT500シリーズのほうが高いので、OSにXPを使う分にはGeforceシリーズを買ったほうが快適なのかもしれません。(※2D処理を必要とするアプリケーション&ゲームを使っているかにもよります。)

◆低価格帯のVGAの3D性能について
他にもVGAを探しました。性能と消費電力のバランスを重視したローエンド、ミドルレンジのVGAの選定で、比較できそうなデータをネット上からまとめると以下のようなランキングになります。色が付いてるのが所有するグラフィックボードです。ベンチマークテストはDX11世代ではなく、DX9世代のものから3D Mark06を選びました。

▼3D Mark06(標準設定) 1280x1024ドット(ネットからかき集めたものなので、テスト環境はバラバラ。あくまで参考程度に。)

ｽｺｱ	ﾃｽﾄGPU	ﾃｽﾄCPU/参考サイト	備考
2242	GeForce GT210(512MB)	E6850-OC/3.6Ghz	GT520と同程度(負荷時32W？)
3664	Radeon  HD4550(512MB)	Corei7-860/2.8Ghz	TDP8～12W
3751	GeForce GT520(512MB)	Xeon L3406 定格	負荷時32W
3795	Radeon  HD5450(512MB)	Corei7-860/2.8Ghz	TDPアイドル6.5W、負荷時19.1W、DX11対応
5463	GeForce 7950GT(512MB)	Core2Duo E6700/2.66Ghz	TDP82W
7250	GeForce GT220(1024MB)	Corei7-975EE/3.33Ghz
8561	GeForce 8800GTS(640MB)	Core2Duo E6700/2.66Ghz	7950GTよりもアイドル+30W、負荷時+58W(ｸﾞﾗﾎﾞ単体)
8726	GeForce GT430(1024MB)	Corei7-975EE/3.33Ghz	DX11対応
10533	GeForce GT240(1024MB)	不明
11343	Radeon  HD5670(512MB)	Corei7-860/2.8Ghz	DX11対応、14W？、負荷時30W？(ｸﾞﾗﾎﾞ単体)
22179	Radeon  HD5850(1024MB)	不明	DX11対応
23070	GeForce GT460(1024MB)	不明	DX11対応

まとめて見て判りましたが、スペックと低消費電力のバランスを考えると、GT210やHD5450よりも、HD5670を選ぶのが一番な気がしてきました。
値段はHD5450の倍の値段ですが、性能が3倍違うとなるとコストパフォーマンスは高いです。また、消費電力や発熱も低そうです。

◆他に考慮する点
・HDDの台数増加による消費電力増加
・SSDの使用と発熱量低下の恩恵を考える。
・電源効率
・いかに低発熱にしてファン数を減らせるか。また、ファンを減らしても長期間運用できる構成にする。
・高寿命なパーツ選び、トラブルの無いパーツ選び
・どれだけ他のパーツ(USB機器など)を削るか
・DVDドライブを排除するか否か
・メモリを2枚に絞るか否か

低消費電力チューン
→ DOS/V POWER REPORT | Impress Japan
ここでCPU以外の消費電力について多少ですが書かれています。

以上で大方のデータが揃いました。
次回、実際に試してカスタムしていきたいと思います。


次回の記事 → GeForce7950GTの低消費電力化に挑戦。まとめ。

2014-07-26 添削・加筆修正