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6．電力効率（e-effic）その2

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2005/1/12（水）18：03頃執筆開始
０．まえがき
まだ電力効率（その1）を見てない場合は先にそちらを見てください。ここでは、すでに前回の内容を読んだことを前提に話していきます。
１．前回を踏まえて
前回は「PenM使って電力効率のいいマシンを作りましょう・・やっぱりぽしゃったorz」という感じの記事だったのですが、それは「Naomi」がまだ
AthlonXP（3rd）だったり、私が相当PenMにはまっていた（「Fen」2ndのあまりの電力効率の良さに驚いたので）のでそういう記事になったんですが、
今は事情も変わって、「Naomi」もAthlon64（4th）になり、当時ほどPenM熱はなくなりました（もちろんPenMの魅力はすごいですが、大規模アップ
グレードがあってから間もないという点と、資金がないことが影響しているでしょう。また時が経ち、資金が増えれば再燃するかもしれません）。
さらに、SETIについても新たに判明した事項などがあるので、それらについても書いていこうと思います。
２．新しい電力効率指標
前回３．で比較している能力と消費電力のデータの元になる指標を、前回の推定WU処理時間から算出した値から、credit/s（1秒あたりのClaimed Credit）
に変更しました。これはBOINCのCPUベンチマークから分かる値であり、WU処理時間よりずっと安定して正確な値です。
３．現状（2005/1/12）
昨年末に「Naomi」をアップグレードし、前回よりもさらに強力になった我がPCシステムのSETI処理能力と消費電力、そして両者から算出される電力効率
はどのようなものだろうか？
※前回の内容をかなりコピーしています。
処理能力、消費電力、電力効率（PDF）
（処理能力単位のcredit/sというのは、SETI＠BOINCのCraimed Creditの算出基準となっている値
実際のCraimed Creditはその値と処理時間の積である）
３−１．全体として
まず、全体的に見ていくと、平均電力効率（電力効率比グラフの一番右の無名の項目）を上回っているのは「Fen」「Naoko」、下回っているのは
「Naomi」「Sephie」となっている。ノートパソコン組が平均より高く、デスクトップ組は平均より低いわけだ。バッテリーを少しでも長く持たせたり、
ひざの上などで使ったときの発熱を抑えたりするために極限まで消費電力や発熱が抑えられているノートパソコンが、それらについてあまり考慮されて
ないデスクトップを上回る電力効率であるのは当然ともいえる。と、ここまでは前回と同じ（というか、↑の文自体前回のコピー）だが、前回は不正確
なデータを使用していたため、デスクトップ組の電力効率が異常に低く算出されていた。前回は「Sephie」が効率最低で、0.20を切る値となっていたが、
今回は「Naomi」が効率最低だが、それでも0.40（いずれも「Fen」液晶Off時との比率）である。また、そのことによって平均も上がり、平均効率は
約0.50となっている。ちなみに「Naoko」はLCDOn時の消費電力となっていて、ノート組はいずれもBattery充電を除く値である。
３−２．「Fen」
実は昨年末に行った大規模アップグレードによる「Naomi」の性能アップと、指標を正確にしたことによる見かけ上の性能変動によって2番目の性能
になってしまったのだが、それでもこの消費電力でこの能力というのはハイパフォーマンスモバイル向けに設計されたPentium Mならではの結果だ。
Pentium Mは爆熱CPUであるPentium 4ではなく、Pentium IIIをもとに設計されたらしい。実際、MobilePentium 4よりもはるかに優れた電力効率を持つ。
やっぱりPen4はモバイルにしてもしょせんPen4・・。と、前回の文章をかなりコピーして書いてみたが、前回書かなかったが「Fen」はCPUこそPenM
だがCentrinoではない。実際Intelがハイパフォーマンスモバイル向けに設計したのはPentiumM＋IntelのワイヤレスLANという組み合わせのCentrino
モバイルテクノロジというもので、Intel以外のサードパーティ製LANと組み合わせたPentiumMはCentrinoではない。まあ、ワイヤレスLANはあまり
消費電力や処理能力に関与しないと思うので、実質PenMと考えてもいいような気もするのだが・・。
３−３．「Naomi」
こちらもアップグレードと見かけ上の性能変動の影響で、「Fen」より30％ほど性能は高い。それでいて消費電力は前回と同じく「Fen」の3〜4倍
ほどである。現コアのWinchesterは前コア、前々コアのBartonやThunderbird（実際はThoroughbredやPalominoもあるが、「Naomi」には採用した
ことはない）よりは電力効率はいいようだ。
３−４．「Sephie」
やはり見かけ上の性能変動によりかなり電力性能が上がり、「Naomi」を超えている。
SISチップセット＋Windows XPの相性問題？によるHDDの超低パフォーマンスに悩まされていたが、VIAチップセットのM/Bに交換＆CPUをTualatinコアの
Celeronに交換（もともとのM/BもTualatinには対応していたが）し、トータルパフォーマンスがぐっと上がった「Sephie」。SETI＠BOINC処理能力も
上がり、電力効率も良くなったのでアップグレードは成功だったといえる。CPUのCeleron（Tualatin）は、低消費電力ながらそれなりの能力を発揮する
Socket370最後の砦といえるかもしれない（すでに時代はLG21・・じゃなかったLGA775とかで、Socket370なんて中古でも見かけない。まあ、中古で
見かけないって事はそれだけ良品で、持ってる人が手放さないってことだが（あるいは化石級に古すぎるとか(ぉ)））。しかし、30W台かそれ以下のCPU
といえば、PenIIIorCeleron、VIA C3、モバイルCPU（＋M/B（高価））ぐらいしかないのでは・・・？
３−５．「Naoko」
処理能力ではPCシステム中最下位でありながら、消費電力も最下位という「Naoko」。その比率は「Naomi」を超え（175％）、「Fen」に迫る（70％）
効率である。もし「Naoko」と同じVAIO PCG-U1を8台そろえた場合、消費電力は約16×8＝128Wと「Naomi」並みでありながら、性能は「Naomi」をも軽く
超える（約2倍）ほどになるのである。もっとも、一台10万（中古で買えば今ならもっと安いだろうが）ほどするマシンをあと7台も買う金はないし、
仮に金が十分あったとしても、1台ごとの性能はそれほど高くないため、計算クラスターとしてしか使えないのでそんなことはしないけどね。

４．電力効率を考えたアップグレードパスその２
多額の電気代を必要としている現状を踏まえて、今後アップグレードを行う場合、電力効率を考えて行う必要がある。能力が上がったのはいいが、消費
電力も大幅に増大した、ではだめなのである。と、ここまでは前回と同じ。しかし、今回は対象を全マシンに広げて考えてみる。いくらか約定期blog
のPCロードマップと重なる部分があるが、その辺は無視で(ぉ)。

４−１．「Fen」
すでに現状で最高の電力効率を持ち、性能も悪くない。となると、次のアップグレードパスは現状では見つからない。一応DothanコアのPentiumMという
のがあるが、ノートPCである「Fen」の場合全体の買い替えとなるため非常に高額（20〜30万円はするだろう）である。なので当分は電力効率的にも
性能的にもアップグレードの必要はないだろう。
４−２．「Naomi」
「Naomi」はどちらかというと電力効率（消費電力）よりも性能を重視して構築していきたい。現状のWinchesterコアはそれなりに低い消費電力で
ありながらかなりの高性能であり、かつ64bit（AMD64）と、NXbit（EVP、DEP）をサポートしていて将来性もそれなりにある。こちらもアップグレード
するとなれば、消費電力60〜80Wレンジで現状より高性能なCPUということになるが、未だマルチコアの具体的なスペック（特に消費電力）は
見えないのでもう少し待ちか（私の情報収集が甘いだけかもしれないけど）。希望としてはデュアルコアで現状の30％以上の性能増加（SETI）があり、
かつ消費電力が70Wぐらいに収まってくれるといい。デスクトップである以上CPU以外の部分（CPUに付随して固定される構成部分のこと。例えばM/Bや
メモリなど。グラボなどはCPUと関係ないので）はあまり消費電力に差はない（ノートは各社バッテリ駆動時間を延ばすためにいろいろやってるので
変化があるかな〜と思うのだが確かではない(ぉ)）と思うのでCPUさえ決まればM/Bはどこのものでもいいが、やはり拡張性や信頼性などを考慮して
決めたいところだ。そのためには発売後しばらく経ってから買う必要があるが・・。
４−３．「Sephie」
今のところPenMアップグレードできそうな唯一のマシンである。現状のPenMマザーはMicroATXだったりノート用だったりして拡張性に乏しい。ましてや
FullATX＋PCI Express x16グラフィック＋SATA2 RAID（0/1/0+1/5）なんてハイスペックPenMマザーなんてありゃしない。なので「Naomi」をPenM化する
のは無理なのだ（↑はかなり無茶な要求かもしれないが）。しかし「Sephie」ならさほど拡張性もいらない（特にグラフィックは。RAIDは組みたい気も
するが、SATA RAID1ぐらいは組めるようだ）のでPenM化できる。しかし・・・M/BもCPUも高いんだよなぁ、これが。物は今すぐにでもあるのだが、
それを買う資金が足りない。む〜・・。
４−４．「Naoko」
これも「Fen」と同じく買い替えとなる。ところで、PCG-U101（「Naoko」の2つ後の機種）の搭載しているCeleron 600Aだが、私はてっきりCoppermineか
Mendocino（実際は600MHzのMendocinoは存在しない）かと思っていたら、なんとBaniasらしい。つまり、CeleronMとでも言うべきCPUなのだ。L2が半分に
なるなどいくらか機能削減がなされてはいるものの、基本的にはPentiumM（Banias）と同じものなので、当然その高電力効率も受け継いでいるだろう。
さらにPCG-U101の総消費電力もPCG-U1やU3に比べて少なくなっている（カタログスペック上は30W→22W（バッテリ充電含まず）だが、実測で「Naoko」
は15W（バッテリ非充電時、LCDOn、CPU100％）なので、それより低いと思われる）ので、かなりの電力効率アップになるのではないだろうか。
もっとも、10万円以上する（ヤフオクで中古を見ても15万円以上）のでひょいと買える代物ではないのだが・・。

５．で、結局。
前回の５．で書いたのを早速否定するようであれなんですが、「Sephie」かな〜。いや、PenM化がですよ。別にPenMだけが電力効率アップの唯一の
ソリューションってわけじゃないですが（そういえばこの記事のタイトルは「電力効率」であって「PenMアップグレード考察」じゃないからね）。
しかし、今回重大なことが判明してしまいました。前回はかなり適当なデータを使ってやってたので「Sephie」の性能がかなり悪く、PenM化すれば
大幅に性能アップ＆消費電力削減でヒャッホイ(ぉ)というように読み取れましたが、今回SETI（BOINC）のスコア算出の仕組みなどを調べ、より正確な
指標を使って計算しなおしたところ、なんと「Sephie」の能力は「Fen」の86％ほどにもなることが判明しました（前回の結果だと半分にも満たない。
なぜそうなったかというと、前回は処理時間を基準にしていたのですが、「Sephie」は時間がかかる代わりに「Fen」や「Naomi」よりも1ユニットあたり
多めのCreditを要求していたというわけです。詳しいことは省きますが（前回の記事や約定期日記に書いてある）多めのCreditを要求すると、やはり
結果としてもらえるCreditも”平均的に”上がるわけです）。つまり、もし大金をかけて「Sephie」をPenMにアップグレードしても、それほど性能が向上
しない上に、結局CPU以外の消費電力が高いためにかけたコストに見合うだけの電力効率の向上を得られないという可能性もあるわけです。それならば
もっと廉価なシステム（例えばCool'n'Quiet対応Athlonをダウンクロックして使うとか）にして、差額分をRAIDやディスプレイ、GigaEtherなどに回した
ほうがよほど快適かもしれません。とにかく現状でPenM化を阻む一番の壁はコストの高さです。これが一般のデスクトップシステム並みに安価に
組めるようになれば、その電力効率の高さから爆発的に広まるでしょう（本当か？世の中には私みたいにSETI重視な人ばかりじゃないから、SSE3とか
サポートしないと売れないかもよ・・）。ってか安くなれよPenM。もし「Sephie」が壊れるか、RAID化するときになってもPenMが高かったら、Athlon64
化してしまうぞ（もちろんDownClock）→Intel。

６．余談ですが
AthlonのCool'n'Quietで「Naomi」のAthlon64（Winchester）を800MHz（実際はクロックジェネレータの誤差で804MHzになってますが）まで下げられ
ました。どうやらHyperTransportクロック以下には下げられないらしいですが、「Naomi」のM/BはnForce4 4X（HTが800MHz）なのでここまで下げられる
のかもしれません（本来はHTが1000なので最低クロックは1000のはず）。ちなみに800MHzで電圧を1.1Vまで下げるとSETIで100％動かしてても温度が
25℃ぐらい（本来のクロックである2G（実際は2010M）時は33℃ぐらい）まで下がります。かなり消費電力も下がってそうです。消費電力は周波数に
比例し、動作電圧の2乗に比例するので、周波数を半分（2G→1G）にして、電圧を1.4→1.1に下げれば、合計でもとの30％ぐらいの消費電力になる
（つまり元が70Wぐらいなので21Wほどということになる）のでかなりの消費電力減となるでしょう・・・が、もちろん性能も減るのでその辺は
電気代と相談しつつ・・ということになりそうです。あと、OCはできません（最大倍率以上には上げられないので）。さらに余談ですが、nForce 4X
はHTが800Mしかでないのですが、私は「OCして200x4を200x5にすれば・・」と思っていたのですが、HTの倍率オーバークロックはできないようです
（そりゃそうだ、チップセットが4Xなんだから）。代わりにベースクロックを250とかに上げて250x4=1000とかはできそうですがそうするとCPUクロック
は250x10の2500になってしまうので大幅なオーバークロック状態となり危険です（そもそも動かないか）。なのでやっぱりHT1GはM/B変えないと無理
ってことですね・・別に1Gじゃなくてもいいけどね（半分負け惜しみ(ぉ)）。

７．新たな事実：GigabyteのDPSの意味
さらに調査してると興味深い記事が。ちと古い記事だが、なんでも低電圧化や電圧・クロックの動的制御などは電源の不安定化を招くという。
それだけではなくPen4（Prescott）などの大電力CPUも同じように電源の不安定化を招くのでコンデンサがいるとか書いてある。まてよ・・・たしか
電源を安定化するシステムがあったはずだ。そう、Gigabyte製ハイエンドマザーに必ずといっていいほどついているDPSだ。CPUに最大150Aの電流を
供給できるとかいうシステムで、音が悪くなるという話があるため私は避けてきたのだが、私はずっとPrescottのような大電力CPUのためのシステムで、
Athlon64などは関係ないと思っていたのだが、どうもそうでもないようだ。もっとも、今のところ我が家のPCにはそういった電圧安定用の回路を
搭載したものはないが（もしかすると「Fen」や「Naoko」にはあるのかもしれないが）、今度買う時は試しにDPS付きでも買ってみようかな。それでもし
音がへぼくて耐えられないといったことになればすぐにヤフオクで売ればいい(ぉ)。しかし、単純に消費電力（≒発熱）を下げれば万事よしという
わけでもないんだな・・。
max lines(「Fen」の常用解像度である1400x1050において、1024x768用の「約定期日記」を編集するためのもの）
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