История создания мини-ПК: постановка задачи и подбор компонентов

Мы начнем небольшой цикл материалов, посвященный компонентам мини-ПК в кастомном корпусе с процессором Ryzen 5 2400G. И поведаем о выборе комплектующих, причинах такого подбора, разгоне и оптимизации параметров BIOS для системы AMD Ryzen, а также этапах создания HTPC. На данном шаге основные компоненты проходят тестирование, полученные данные анализируются, и остается лишь поделиться результатами.
19 июля 2018, четверг 09:00
Go.d-bq для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Добрый день, уважаемые читатели! Вашему вниманию предлагается небольшой цикл материалов, посвященный компонентам одного будущего проекта – мини-ПК в кастомном корпусе с процессором Ryzen 5 2400G. Вас ждет рассказ о выборе комплектующих, причинах такого подбора, разгоне и оптимизации параметров BIOS для системы AMD Ryzen, а также краткая история этапов создания HTPC.

На данном шаге основные компоненты системы проходят тестирование, полученные данные анализируются, и остается лишь поделиться с вами результатами анализа. На момент сдачи этой заметки мини-ПК готов на 80%, в него входит:

  • Процессор: AMD Ryzen 5 2400G;
  • Материнская плата: MSI B350I Pro AC;
  • Оперативная память: Samsung DDR4 2133 МГц M378A5143DB0-CPB OEM, D-die;
  • Видеокарта: встроенное графическое ядро Vega 11 (APU AMD R5 2400G);
  • Система охлаждения: Noctua NH-L9a-AM4 с вентилятором NF-A9x14 PWM;
  • Накопитель: Western Digital Blue WDS250G2B0B M.2 SSD 250 Гбайт;
  • Блок питания: Realan lr1109 120W + адаптер AC-DC ADP-43AB Rev A1 150W;
  • Корпус: кастомный.

Несложно заметить, что многое из приведенной конфигурации можно использовать и в собственных проектах HTPC.

Пока не могу похвастать ни эскизом проекта, ни готовой сборкой, поэтому ограничусь фотографией промежуточного этапа тестирования с различными компонентами. И расскажу, как к этому все шло.

Глава 0. Предыстория

Во время анонса процессоров AMD Ryzen APU последние показали заметный рост производительности по сравнению с предыдущим поколением и обеспечили оживление интереса в данном сегменте: современная архитектура Zen со встроенным графическим ядром Radeon RX Vega дала заметный толчок компактным решениям «2 в 1».

Среди двух продуктов – Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G – выделялся старший процессор с четырьмя ядрами и восемью потоками, уровнем TDP в 65 Вт и графикой Radeon RX Vega 11. Напомню, что по производительности она сравнима с десктопным решением GeForce GT 1030 GDDR5, а это, между прочим, возможность игры в World of Tanks на средне-высоких настройках в разрешении Full HD при комфортном числе кадров в секунду.

Познакомившись с новыми процессорами поближе, осознав, что для новых решений AMD есть и оптимизирующие патчи, и свежие версии BIOS, а также изучив другие компактные решения и проекты мини-ПК своих коллег и знакомых, я проникся чудесным миром mini-ITX. Захотелось поучаствовать в гонке вооружений не только за счет быстродействия, но и, конечно же, габаритов. Чем меньше, тем лучше!

И у меня созрел план создать ПК объемом менее 3 литров и сделать сборку оптимальной по стоимости, чтобы каждый пользователь мог рассчитывать на игровую «машину» с демократичным ценником.

Глава 1. Центральный процессор

На данный момент для реализации задумки необходимо отказаться от дискретной видеокарты и рассчитывать на силы встроенного графического ядра, и здесь APU AMD нет равных! Среди них особый интерес вызывают процессоры AMD Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G. Последний более любопытен благодаря производительному GPU c 704 ядрами и частотой 1240 МГц.

Но ради эксперимента мне удалось заполучить на время тестов по два экземпляра обоих CPU, чтобы сравнить их и отобрать лучший.

  • Ryzen 3 2200G – 52-я неделя 2017 – 4340013N80633 – VID =1.256 В.
  • Ryzen 3 2200G – 52-я неделя 2017 – 4340013N80638 – VID =1.216 В.
  • Ryzen 5 2400G – 06-я неделя 2018 – 9HB733N80425 – VID =1.360 В.
  • Ryzen 5 2400G – 06-я неделя 2018 – 9HB733N80428 – VID =1.368 В.

Точками отмечены парные образцы, дабы избежать путаницы.

Глава 2. Материнская плата

С системной платой все относительно просто: почти у каждого производителя есть по одной модели формата mini-ITX, оставалось определиться, «что» и «почему». Оптимальным выбором выглядели решения на чипсете AMD B350, поэтому приведу список кандидатов:

  • ASRock AB350 Gaming-ITX/ac – сбалансированные характеристики, две фазы на SoC, но без охлаждения, нюансы BIOS;
  • ASUS ROG Strix B350-I Gaming – наилучший вариант по дизайну, но всего одна фаза на SoC без охлаждения и отсутствие видеопорта. Видимо, разработчики не ожидали появления APU AMD в самом начале;
  • Biostar B350GTN Racing – сбалансированные характеристики, две фазы на SoC, но без охлаждения, нюансы BIOS;
  • Gigabyte AB350N-Gaming Wi-Fi – оригинальное расположение элементов, но есть вопросы с температурным режимом, нюансы BIOS и всего одна фаза SoC без охлаждения;
  • MSI B350I Pro AC – самая невзрачная модель, но две фазы SoC с радиатором и богатый на настройки BIOS. Именно ее рассылали на обзоры из AMD.

После изучения всех возможных «за» и «против» выбор пал на модель MSI как на наиболее оптимальную материнскую плату с качественной подсистемой VRM и нужными опциями. Это же подтверждает и обзор MSI B350I Pro AC в нашей лаборатории.

Глава 3. Оперативная память

Уже ни для кого не секрет, что наилучшие возможности, производительность и разгон обеспечивают модули оперативной памяти, построенные на микросхемах Samsung B-die.

Но симбиоз процессоров Ryzen 3 2200G / Ryzen 5 2400G и моделей на чипсете AMD В350 обеспечивает максимально стабильную работу лишь до 3466 МГц при таймингах 14-14-14-28-1Т, поэтому гнаться за сверхскоростными и дорогими продуктами смысла, как оказалось, нет. Кроме того, для задач мини-ПК объем ОЗУ в 8 Гбайт был вполне оправданным выбором, и чтобы добиться необходимого уровня производительности, нужен двухканальный режим, то есть необходимы две планки. Как итог – два модуля по 4 Гбайт каждый.

Среди текущих моделей лучшим выбором являются планки непосредственно Samsung с похожей маркировкой – Samsung M378A1K43BBх-ххххх. Самая важная литера в наименовании выделена жирным шрифтом, что означает применение микросхем B-die. Если будет С, то это C-die, если D, то D-die и так далее. Более подробнее рассказано в теме выбора оперативной памяти DDR4.

К сожалению, в магазине оказались лишь планки M378A5244BB0-CRCD0, и то в количестве одной штуки, поэтому выбор пал на M378A5143DB0-CPB: чуть подешевле, чуть хуже характеристики, но попытать счастье есть шансы. Микросхемы – D-die.

Глава 4. Система охлаждения

Для компактного размещения необходим низкопрофильный кулер, ассортимент которых по-прежнему ограничен. И если среди моделей для Intel LGA 115x все не так плохо, то у AMD на Socket АМ4 творится настоящий ужас. Но и среди малого числа вариантов нашелся тот, кто способен выручить в трудную минуту – Noctua NH-L9a-AM4.

Модель Noctua NH-L9a уже не раз тестировалась (с ASUS F2A85-M и ASRock FM2A85X-ITX) в нашей лаборатории с AMD A10-5800K. И на первый взгляд вот оно – 37 мм счастья с рассеивающей мощностью до 65 Вт, двумя тепловыми трубками диаметром 6 мм и австрийским качеством…

Что могло пойти не так? А то, что данная модель несовместима только с одной материнской платой в мире, и (правильно!) это как раз MSI B350I Pro AC! Все дело в крохотном радиаторе фаз SoC, расположенном сверху (но это выяснилось позже).

Но мне хотелось видеть ее в своей сборке, поэтому первым решением был отказ от радиатора SoC, вторым – слегка доработать конструкцию. Для этого прибегнул к проверенному методу – дремелю, благодаря которому неоднократно устанавливал то, что вначале не предполагалось для использования.

Основание радиатора Noctua NH-L9a-AM4 упирается в выступающую часть охлаждения VRM SoC, а удалять торчащий элемент и без того крохотной системы я не собирался, поэтому стал внимательно изучать конструкцию модели Noctua.

Крупное, толстое медное основание получило две тепловых трубки 6 мм и напаянные ребра, набранные в верхнем торце, которые по краям замыкают две рамки крепления вентилятора. Они держатся на винтах, так что было просто снять их и отломать парочку пластин, а вот подпилить медное основание уже сложнее (из-за боязни повредить тепловую трубку). Впрочем, операция завершилась успешно.

Не совсем хирургический срез, но главное, что тепловая трубка не задета. Она чуть погнута плоскогубцами, да и только.

Полученным в итоге результатом я остался доволен.

Глава 5. Накопитель

В качестве дисковой подсистемы для недорогой сборки выбор пал на сбалансированное решение – Western Digital Blue WDS250G2B0B M.2 SSD объемом 250 Гбайт.

Во-первых, формат М.2 является лучшим вариантом для компактного ПК; во-вторых, данная модель отличается невысоким нагревом, что в тесном корпусе будет плюсом.

Глава 6. Блок питания

Одна из самых интересных и, с другой стороны, сложных задач – выбор блока питания. Что делать, когда планируется сборка мини-ПК в формате mini-ITX (17 х 17 см), а классические БП по габаритам чуть ли не больше самих компактных систем? Сейчас наиболее распространены следующие версии:

  • ATX – 150 х 150 мм;
  • SFX – 100 х 125 мм;
  • TFX – 175 х 85 мм;
  • Flex ATX – 150 x 82 мм.

Очевидно, среди приведенных форм-факторов есть тот «единственный», но даже использование такой модели БП гарантировано увеличит размеры корпуса. Поэтому я обратился к альтернативной медицине возможности.

Что если использовать внешний блок питания, такой как у ноутбука? Тогда потребуется адаптер для материнской платы, и он есть! Данная категория устройств называется Pico PSU – это маленькие платы с преобразователем, ШИМ-контроллером и необходимой начинкой, чтобы по линии 12 В или иной (в зависимости от БП) выдавать нужные напряжения по необходимым трем линиям 3.3 В, 5 В и 12 В.

Для этой цели был приобретен преобразователь-адаптер lr1109 известной компании Realan на 120 Вт и блок питания AC-DC ADP-43AB Rev A1 на 150 Вт. Необходимо лишь внимательно смотреть на тип подключения (вилку) и основную линию входного напряжения. В данном случае это стандартный штекер (5.5/2.5 мм) и входное напряжение 12 В: существуют еще модели с вилкой на четыре контакта и адаптеры с переменным напряжением 16-24 В (рекомендуемые 19 В).

Но, как всегда, не обошлось без ошибок. Я совсем забыл обратить внимание на силу тока, которую может выдать Pico PSU по линии +12В, а это оказалось всего 5 А.

Для лучшего понимания ситуации приведу грубые расчеты: такое решение может выдать для процессора и видеокарты максимальную мощность всего 12 * 5 = 60 Вт! Правда, мой экземпляр похвастался большей живучестью (7 А, 12 * 7 = 84 Вт), но при экстрим-тестах даже этого не хватает, ведь в них потребление доходит до 100 Вт!

По этой причине пришлось озаботиться поиском более мощной замены: наиболее производительные рассчитаны на 12 А (160 Вт), а есть версии с пиковым значением до 250 Вт (до 16 А = 16*12 = до 190 Вт по линии +12 В). В скором времени она будет у меня на руках, как и блок питания.

Заключение

Компактным ПК или HTPC сейчас никого не удивишь: энтузиасты умудряются не только вместить производительную систему и двухслотовую видеокарту в корпус объемом 6-7 литров, но и украсить его дизайн всевозможными способами – от граффити и аэрографии до декоративных вставок.

Но с особой теплотой определенная категория пользователей относится к сверхкомпактным решениям объемом всего 3-4 литра, и в некоторых ситуациях они представляют заметный интерес. Решил себя попытать на данном поприще и я.

В следующих материалах вас ждет сводное тестирование и разгон комплектующих, а также поиск оптимальных параметров тестовой системы. Пусть ПК и маленький, не забывайте: мы на сайте оверклокеров и размеры «железа» не освобождают от обязанности заставить его работать еще быстрее!

Продолжение следует…

Нефедов Петр aka Go.d-bq


Благодарю за помощь в подготовке материала к публикации: donnerjack.