HTPC v3: úsporný počítač pro rok 2021 a Debian 11 (updated)

6.4.2021 19:00 | Přečteno: 3802× | Linuxení aneb hrátky se šrotem | poslední úprava: 28.4.2021 08:19

Před časem jsem tu zjišťoval jaký je stav na trhu ohledně procesorů s nízkou spotřebou. Výsledek byl v porovnání s historií dosti smutný (se spotřebou do 40 W se dá reálně koupit maximálně Athlon 3000G), a protože nikdy není tak špatně, aby nemohlo být ještě hůř, řekl jsem si, že není čas na čekání a praštil jsem do toho, než ze skladu zmizí i on.

Obsah

• Železo
• Software
• Bonus: barevná hudba na Linuxu
• Update: Měření spotřeby

Železo

Výběr hardware jsem podřídil tomu, že chci postavit úsporný, ale dostatečně univerzální stroj, který bude sloužit jak jako domácí server, tak i pracovní PC, na kterém bude občas nutné leccos spočítat. To vše by se mělo vejít do mé už lehce vousaté skříně CoolerMaster Elite 100, která má sympatické rozměry i design, takže dobře zapadá ke zbytku elektroniky, se kterou si bude muset povídat. Zároveň jsem chtěl vše mít připravené na možný pozdější upgrade, kdy v lepších časech budou dostupné stejně úsporné, leč výkonnější procesory, než aktuální tržní sirotek Athlon 3000G. V kombinaci s konektivitou na domácí elektroniku se tak vyvinuly následující požadavky:

• základní deska s minimálně čtyřmi SATA porty
• M.2 slot výhodou
• grafické výstupy HDMI a DVI, případně něco, co lze na DVI převést
• optický S/PDIF výstup zvukové karty
• integrovaná WiFi výhodou
• DDR4 paměti s minimálním maximem na 2933 MHz

Výsledkem mého pátrání byla následující kombinace základního hardware

• základní deska Fatal1ty B450 Gaming-ITX/ac
• procesor AMD Athlon 3000G (odemčený bratříček již postaršího AMD Athlonu 240GE)
• 2x 8 GiB HyperX Fury RGB 3000 MHz
• M.2 disk 500 GiB WD Blue

To vše měl doplnit do plné funkčnosti můj stávající hardware:

• 2 TiB disk od Samsungu (Seagatu) ST2000LM003
• 2 TiB disk od Western Digital WD20SPZX-OOC
• BD mechanika HP HLDS BU40N

Jelikož šlo o kompletní přestavbu, jako první po zakoupení následovala demontáž původního obsahu skříně, její úklid a montáž čerstvě nakoupených komponent, které zároveň tvořily minimální životaschopnou konfiguraci. Během instalace mě (příjemně) překvapilo, jak je M.2 disk naživo drobné zařízení, takže se bez problémů vejde mezi spodní část základní desky a skříň. Co mě také překvapilo byla komplexnost desky Fatal1ty B450 Gaming-ITX/ac, na kterou se ASRock snažil napěchovat opravdu vše, co lze. V podání 17 x 17 cm velké desky to bohužel znamená poněkud ďábelský cable management, kdy jsou všechny výstupy z desky napěchované za paměťmi, což v kombinaci se skříní Elite 100 vede na barbarské ohýbání veškeré kabeláže mezi okrajem desky a přilehlým nosníkem s mechanikami. Právě této kombinaci jsem připisoval to, že se po instalaci systému nehlásil jeden z pevných disků. Až následně se ukázalo, že jde o

Bug #1: Pevný disk ST2000LM003 není kompatibilní s čipsetem B450

Je to jednoduché - vůbec se nehlásí. Poté, co nepomohl ani upgrade BIOSu, jsem vyjmul nové vnitřnosti, nahradil za staré, otestoval a disk je v pořádku. Následovaly přesuny značných objemů dat mezi několika disky, které vyústily ve zjištění, že disk ST1000LM024 si s čipsetem B450 bez problémů povídá, zatímco jeho o devět měsíců starší bratříček ST2000LM003 ne e. O tom, že jde problém kombinace vyloženě tohoto hardware mně utvrdilo to, že na netu se válí řada dotazů ke stejnému problému se stejným hardwarem od jiných výrobců ([1], [2], [3], [4]). Naštěstí jsem měl po ruce notebook s oním 1 TB ST1000LM024, ze kterého jsem přes dd přesunul obsah na 2 TB ST2000LM003 a tím je "bezbolestně" prohodil.

Nebýt tohoto problému, který je dán částečně omšelostí použitých komponent a částečně náhodou, vše by fungovalo na první pokus včetně efektního osvícení RAMek

Máme vyklizeno... instalace může začít.

Jako první přišla na řadu základní deska s M.2 diskem... bohužel výrobce umístil konektor PC speakeru tak daleko od předního panelu, že bylo třeba jej odmontovat, dráty protáhnout pod deskou a pípák umístit do zadního rohu skříně.

Deska s paměťmi a procesorem. Pro mne byl novinkou osmipinový hladový konektor, naštěstí výrobce počítá i se staršími zdroji a postačí použití čtyřpinové verze (vpravo za procesorem). Dráty jsou vedeny pod zdrojem.

Let there be light!

Cable management je v této skříni jedním slovem otřesný.

Hádejte, který z nich nebude fungovat?

Finální uložení kabelů, USB kabel chybí a bude přiveden mezi konektorem BD-mechaniky a výstupkem s otvorem pro šroub. Mezi paměťmi a SATA konektory jsou cca 3 mm, na tyto porty je výhodnější použít kabely bez zámečků, jinak při každé demontáži kabelu budete vyndavat i paměť z přilehlého slotu. Volný SATA kabel a Molex vlevo dole jsou určeny pro záchranářské účely.

Software

Jako operační systém jsem zvolil opět Debian, a jelikož se blíží vydání Debianu 11 Bullseye, nebyl důvod se mu vyhýbat. Stáhnul jsem tedy netinst cd s nesvobodným firmware (instalaci jsem plánoval provést přes WiFi) a jal se instalovat. Start instalace a navázání kontaktu se zrcadly proběhly bezproblémově, až později jsem narazil na

Bug #2: Grafická instalace Debianu 11 zamrzá na průzkumu popularity balíků

S tím jsem si (vzhledem k pokročilosti stavu instalace) vyhrál také poměrně dlouho (a též nejsem sám, [5]). Jako jediné funkční řešení se ukázalo použití instalace z textového režimu, což je sice méně komfortní, ale stejně přehledné a spolehlivé jako grafická instalace.

Nyní instalace proběhla v pořádku a natěšen na první spuštění nového Debianu s KDE jsem se zadrhl na

Bug #3: SDDM nelze spustit

Prostě namísto toho, aby naběhla Xka a zobrazila se mi přihlašovací obrazovka, se nic nestalo - zůstal na mě zírat bootlog systemd. Nicméně systém bez problémů odpovídal, takže nebyl problém v jiné konzoli experimentálně zaměnit sddm za lightdm, který funguje bez problémů. Škoda.

A tím výčet bugů končí. Debian 11 běhá zcela bez problémů, postačilo přenést staré konfigurační soubory a během několika minut funguje minidlna i samba. V porovnání s předchozím procesorem by měl výkon narůst cca 2,5 násobně (Athlon 5350 z minulého HTPC měl v Passmarku 1775 bodů, Athlon 3000G má 4446 bodů), čemuž odpovídá pokus s kompresí FullHD videa, kde mi druhý průchod ve ffmpegu jel rychlostí cca 1,2x vůči původním 0,45x. Kromě tohoto prošel počítač též zahořením celodenním výpočtem v ANSYSu a přesunem cca 1 TiB dat z různých médií zpět na disk. Ani jedna z těchto akcí jej nevyvedla z míry a hladkého chodu.

Ryze subjektivně je rozdíl oproti předchozí konfiguraci neskutečný, což umocňuje právě přítomnost M.2 disku. Boot systému je tak rychlý, že nemá cenu se pokoušet zprovozňovat Plymouth, splashscreen KDE se na monitoru udrží cca tři sekundy.

Bonus: barevná hudba na Linuxu

Pokud bychom provozovali Windows, Kingston nám k pamětem umožňuje stáhnout a doinstalovat aplikaci NGenuity, přes kterou lze ovládat LEDky na pamětech. Protože ale Windows nepoužíváme, je třeba sáhnout po svobodné alternativě - tou je projekt OpenRGB, který si klade za cíl vytvořit jedinou aplikaci, která bude obsluhovat pokud možno co nejvíce zařízení, která jsou vybavena ovládatelnými LEDkami. Tento projekt zatím není v repozitářích Debianu, takže je třeba sáhnout po ruční kompilaci a drobných nastaveních systému.

Vše je samozřejmě na stránkách autora, proto jen pár poznámek k mé konkrétní kombinaci software a hardware. Na Debianu zatím schází balík qt5-default, proto nelze použít přímo doporučované

sudo apt install git build-essential qtcreator qt5-default libusb-1.0-0-dev libhidapi-dev pkgconf

ale

sudo apt install git build-essential qtcreator qt5-qmake libusb-1.0-0-dev libhidapi-dev pkgconf

Před spuštěním OpenRGB je nutné, aby uživatel mohl zapisovat do příslušných zařízení, tzn. je třeba je vytvořit přes (vše pod rootem)

modprobe i2c-dev
modprobe i2c-piix4

a umožnit zápis do nich

chmod 777 /dev/i2c-0
chmod 777 /dev/i2c-1

Odměnou za tuto trochu hazardu je plná nastavitelnost světýlek na pamětech, a to včetně sekvenčních efektů a nebo jejich případného úplného zhasnutí.

Aplikace OpenRGB úspěšně připojená k LEDkám na pamětech. Umožňuje nastavit individuální barvy pro jednotlivé moduly i jednotlivé ledky na modulech. Respekt autorovi!

---

---

Update: Měření spotřeby

Po lehkém popíchnutí na základě Maxova komentáře jsem se odhodlal i k měření spotřeby. To je u takto malých výkonů poměrně ošemetná záležitost, takže první pokus se tak úplně nezdařil. Nakonec jsem do toho šel o něco jemnější technikou: měřákem Lovato DMK32 doplněným o proudové trafo s převodem 5:1. Měřící rozsah proudu se tak nakonec zjemnil na jednu ampéru, takže výsledky už jsou poměrně vypovídající, i když měřené hodnoty samozřejmě průběžně kolísaly.

Měření probíhalo v rozsahu několika minut a měřil jsem spotřebu čistě PC, tzn. bez monitoru či dalších připojených periferií (USB apod.). Sestava obsahuje výše zmiňovanou základní desku s procesorem, SSD diskem, dvěma HDD a jednou Blu-ray mechanikou. Vzhledem k neoddělitelnosti spotřeby komponent (osciloskop a proudové sondy jsem z práce nebral ) jde o spotřebu kompletní sestavy. Takže jaké jsou výsledky:

Ve vypnutém stavu je spotřeba PC pod 1 W. Hodnoty proudu se pohybují kolem 0,005 A, na dolní hranici měřitelnosti.

Naprázdno: při čerstvě nabootovaném systému (Debian 11 + KDE) bez dalších spuštěných aplikací (sambu a minidlna nepočítám) je spotřeba PC téměř vždy pod 40 W, čemuž odpovídá i hodnota měřeného proudu s maximem cca 0,2 A.

Při kopírování obsahu Blu-ray disku za pomoci MakeMKV na rotační pevný disk spotřeba mírně roste, nicméně stále se drží pod 50 W, pod prakticky vždy pod 0,24 A. Trochu mě překvapilo, že shodné hodnoty se objevují i při kopírování na SSD disk. To může ukazovat na dvě věci - buď nemám dostatečně citlivé měření, a nebo se příkon disků HDD vs SSD při zápisu významně neliší.

Plného vytížení CPU jsem dosáhl kódováním staženého MKV souboru za pomoci ffmpegu do MP4. Při tomto zatížení se spotřeba celého PC drží pod 66 W, odběr proudu je pod 0,29 A.

Měření účiníku ukazuje hodnoty mezi 0,89 a 0,92 s tím, že častěji se účiník drží u horní meze rozsahu. To odpovídá i naměřeným hodnotám proudů a činných výkonů při našem síťovém napětí 236 V.

Tyhle hodnoty už vypadají důvěryhodně a řekl bych, že dobře odpovídají realitě. Dobré je, že se vůči možnostem zdroje pohybuji pod polovinou jeho možností, což umožňuje v budoucnu uvažovat o některém ze 65 W Ryzenů. Tedy až se G-čková řada vrátí na trh

       

Obrázky

Komentáře

[Martin Tůma]

Bug #3 bude na 99% způsobenej nefunkčním OpenGL. SDDM bez OpenGL (v nějaké novější verzi) nenaběhne, nedávno mi taky přestalo fungovat se starejma NVidia driverama.

[pushkin]

Jo, to je možný. Při prvnim bootu jsem samozřejmě neměl nainstalovaný firmware gpu, takže nejspíš ani tohle nefungovalo.

[Gréta]

to je normální že se takle jakoby používaj notebookový komponenty s těma malejma itx destičkama/krabicema?? :O :O

jinak supr barvičky :D ;D

[Petr Tomášek]

Ne

[Gréta]

ale ten disk je asi jako 2.5" ata mechanika taky vypadá jako do notebooku jak je jakoby seříznutá hele :O :O

[k3dAR]

u slim ci sff casu je to normalni, mechanika notebookova disk vetsinou 3.5" ale s dalsi pozici pro 2.5", ITX deska casto s SODIMM, zdroj casto Non-ATX (ted mi vypadlo jak se oznacujou, pripadne i specifickej zdroj) v miniPC obcas bejvaj STX desky, so-dimm, zdroj "notebookovej", 2.5" disk, mechanika notebookova ci pozice zadna ja mam tedy skladane miniPC (16x16x7.5cm) s STX deskou (2x SATA, 2x GLAN, m.2 pro NVMe, m.2 pro Wifi+BT, (ala) NB adapter), puvodne byl case pro 1x 2.5 + 1x mechanika NB, upravil sem na 2x 2.5" 15mm :)

[Gréta]

supr dík :D

[pushkin]

Jsou to ty Flex-ATX zdroje, v tom mym casu je pěkně vidět. Jinak co jsem měl předchozí desku, tak ta byla schopná pracovat i s notebookovym 19 V zdrojem, ale v tom případě utáhla jenom dvě SATA zařízení, což by bylo dodatečný omezení.

Na druhou stranu mi tu ta deska s paměťma a procesorem pořád leží, navíc tu mam jednu záložní mechaniku a v notebooku předimenzovanej disk, tak přemejšlim o nějakém 3D tisku a stavbě přenosného miniPC

[Max]

Já nakonec upgrade svého serverového železa řeším také. Zatím to vypadá na Supermicro "M11SDV-8CT-LN4F" + 16GB ECC modul. Jediné, co mě od koupě zatím odrazuje je, že dodavatel nedokáže doporučit/dodat rise kartu. Ta deska umí split PCIe x16 slotu na x8x8 nebo x4x4x4x4, ale kompatibilní rise karta né a né k nalezení. Navíc mě dodavatel (jedou ve velkým Supermicro) vystrašil tím, že nějakou zkoušeli a nejelo jim to. A já potřebuji aspoň 3x PCIe slot. Dva pro tunery, jeden pro řadič a budu happy.
A upřímě řečeno, ECC a IPMI jsou lákavé věci a ten SoC EPYC vypadá plně dostatečně. Teď mám Atoma (Gigabyte N3150N-D2H - N3150) a zatím mi plně stačí, takže s tím EPYCem to bude jedna báseň.
Zdar Max

[Ovoce]

Hmmm, jednočipletový Zen 1 připájený na desce. Nedalo by se za tu cenu sehnat něco s novějším APU?

Zrovna idle spotřebu bych čekal, že to nemusí mít nic moc.

[Max]

Nic lepšího jsem nenašel. Něco má ASRockRack, ale to je stejné jako toto.
Zdar Max

[Petr Tomášek]

Embedded EPYC je zatím jen Zen 1.

Já přemýšlím, že si počkám na Ryzen 5900 (bez X), TDP=65W, dá se provozovat v "ECO" módu s TDP=45W.

Ale kdoví, kdy ta věc bude reálně k dostání.

Původně jsem přemýšlel nad EPYCem, ale tam se člověk pod 105W nedostane, ať dělá, co dělá (a to ještě se musí spokojit se Zen 1)...

Zen 2 a Zen 3 jsou nenažrané.

[trekker.dk]

Já jsem v pokušení udělat si radost tímhle, ale to bude asi trochu jiná kategorie https://www.supermicro.com/en/products/motherboard/H12SSL-NT

[pushkin]

Jo, na tom by se dobře počítalo

[Max]

Jop, měřil jsi spotřebu? Zajímá mě v idle, kolik si to tak vezme, když to nic nedělá?
Zdar Max

[pushkin]

Dotáhnu z práce měřák a zkusíme to

[Petr Tomášek]

Přesně tohle jsem čekal, že když je to blogpost o úsporném POC, že změříš spotřebu...

[pushkin]

Tak jsem to teď změřil klešťákem a úplně tomu nevěřim. Problém je, že jsem úplně na dně rozsahu, takže mi to bez zatížení hází hodnoty kolem 20 W, při stahování BluRaye z mechaniky na HDD nějakých 25 W a když k tomu přidam ještě kódování full HD videa ve ffmpegu, tak se teprve dostávám na 35 W, což je TDP procesoru. Víc než 40 W mi tam za celou dobu nebliklo. Tomu nevěřim, zkusim jinej měřák.

[skunkOS]

Tohle ale není moc HTPC, ne? Nebo mi něco uniká? Pod pojmem HTPC si představuju multimediální box co přehraje filmy, hudby, hry...

[pushkin]

Úplně ne, jelikož je na tom potřeba občas dělat i nějakou seriózní práci. Na čisté HTPC by stačila i malina, ale na tý mi nepoběží ANSYS...

[otasomil]

Dobra prace
Dluzno dodat ze jedine pouzitelne reseni HTPC je prave obdoba toho co vytvarite. Proste nejake PC obecne + OS (pro tamni svobodny) pripojene k TV a zesilovaci s bednama. Tato koncepce se mi dlouhodobe osvedcila jako jedina spravna a pouzitelna.
Vsechny ty chytry TV sou jacisi kockopsi radoby vseumelove s omezenyma moznostma. Stary desktop s porizovaci cenou cca lahev rumu + stara full HD TV + stara vez s reprakama udela paradni multimedialni centrum kterymu tezko konkurovat co do funkcnosti, vsetrannosti.
Jenze dnes frci "smart" tvkramy s omezenyma moznostma, mizernym vykonem (slaby CPU, malo RAM...) pidi reprackama. Ma to smart tak to lidi koupijou...

[skunkOS]

Mám to podobně. Nemáme TV, prostě jen kvalitní 4k monitor bez tunerů, k tomu přes HDMI aktuálně Vero 4k+. Funguje to výborně, prostě linux.

[pushkin]

Díky!

Přesně k tomu jsem taky dopěl - protože proč udržovat jednoúčelový stroj, jehož jediným možným upgradem je vyhození, když stejně budu kupovat další, víceúčelový. Takhle mám v jedné krabici pracovní stroj, multimediální server i přehrávač. Zároveň ho využívám jako nabíjecí stanici pro mobily, protože jinak už bysme se v těch nabíječkách ztratili...

[xxx]

Ma to smart tak to lidi koupijou...

Lidi to kupijou , protoze to zapoji do site, zdaji heslo na WiFi a pusti Netflix.

[otasomil]

Ma to smart tak to lidi koupijou...

Lidi to kupijou , protoze to zapoji do site, zdaji heslo na WiFi a pusti Netflix.

A jeste jsou ochotni za netfix neco platit, nadavat ze tam neni co hledaj a ze ta chytra TV neumi prehrat filmy z ulozta tak zustanou na youtube a stale nadavaj ze film ktery tam byl pred par dny tam uz dnes neni. To vubec nemluvim o zaufalem zpusobu ovladani pomoci dalkoveho ovladace. Neuveritelny jak jsou ochotni se lidi sebeterorizovat jen proto ze maj "smart"

[xxx]

Ocividne znas jiny lidi.

[otasomil]

JJ bohuzel, v mem okoli neni nikdo koho by nabidka netfixu ohromila. Ale verim ze jsou i skromni a nenarocni divaci kteri precejen chtej vic nez konvencni tv vysilani.

[pushkin]

Netflix je nanic. Doma ho máme jenom díky švagrový a nejlepší zásek nastal, když mi manželka řekla: "Máme ten Netflix, něco si pusť." Tak jsem zajel do kategorie Sci-fi, kterou jsem letmým okem projel a po pár sekundách zase opustil (co je to za kategorii, když je tam tak dvacet filmů) a stejně skončily i hudební filmy. Tím jsem s Netflixem skončil, pustil si koncert přes DLNA z počítače a bylo vyřešeno.

[Fluttershy, yay!]

Netflix se podílí na rozvoji Quality TV, neboli seriálů, které nejsou brak. Ale je mi jasné, že potenciální kvality leckterého diváka zcela míjejí.

PS jediné, co jsem z Netflixu – potažmo vůbec z „televize“ v poslední době – viděl, byl dokumentární cyklus Our Planet (na TyTrubko) provázený Davidem Attenboroughem, a pak A Life on Our Planet.

[Max]

Já v poslední době na Netflixu zkouknul:
Půlnoční nebe (celkem dobrý, místy utahaný)
Pevnost Šanghaj (tragedie)
Země na scestí (tragedie)
Boss Level (dobrý)

A seriálům se vyhýbám, ač je mají skvělý. Problém je, že seriály jsou strašný požírač času. Zkouknul jsem tedy jen Zaklínače a Černobyl (ten není Netflixí)
Zdar Max

[Gréta]

netflix je hlavně jako rasistickej záměrně vokrádá černochy vo jejich kulturu/historii protože je strká do uplně historicky nepřesnejch situací aby si znich lidi ďáli legraci >:C >:C

rasistický ztvárnění achilesa hele nebo bridgerton hele. žeti jako neni hamba takle se zastávat netflix rasistů :O :/

[pushkin]

Jinými slovy snaží se diktovat, co je kvalitní televize. Jo, každej holt hledáme kvalitu jinde (kauzu Bridgertonových už zmínila Gréta, takže netřeba rozebírat)

[Fluttershy, yay!]

Kvalita je, když jsou všichni bílí jak stěny.

—Karel Hruška (2021)

[pushkin]

Tak určitě

[_]

no... nebyl bych tak razantní - třeba já si koupil android tv se slušným panelem a k ní mám připojený nějaký odroid s openmediavalut

pozitiva: netflix, kodi, yt nativně, možnost doinstalovat kde co, přes kodi přehraju z NAS co chci, jeden ovladač v pohodě na všechno, hlasové ovládání běží líp, než jsem čekal. Aktualizace zatím jsou.

future: až dojdou akturalizace a nebudu spokojený se systemem, tak nějaký jiný odroid s HDMi výstupem a jedeme dál

negativa: nic

[Petr Tomášek]

Osobně bych nebral nic jiného, než serverovou desku. Už jen to, že prakticky v manuálu prakticky vždy najdeš "Block Diagram", je pro mě "no-brainer", takže víš, kde je jaké úzké hrdlo. Plus IPMI může být docela fajn. Např. něco ajko Asrock Rack X570D4U nebo tak něco.