Home server linux motherboard x79

La disponibilità di processori Xeon usati e di motheboard x79 cinesi a costo contenuto consente di realizzare home server linux e computer da gioco potenti a costi contenuti.

Nel post la realizzazione di una macchina Debian 9.3 che potrà essere adibita a Home Server Linux  per la virtualizzazione KVM.  Al centro del sistema c’è la motheboard cinese x79   3.5B mATX. Il formato ridotto consente anche di contenere gli ingombri .

motheboard x79 mATX 3.5B

Debian

Premesso da subito che l’installazione di Debian 9  non evidenzia nessun problema nel riconoscimento della mainboard passiamo alle caratteristiche  della stessa

La scheda madre x79 in oggetto, ha stampato sulla piastra E5 ver: 3.5B. Supporta processori con socket LGA 2011. Precisamente  Xeon E5 v1 (Sandy-Bridge) e Xeon E5 v2 (Ivi Bridge) e Core i7 (sandy Bridge-E) che possono essere facilmente trovati di seconda mano a basso costo. 

Caratteristica molto interessante la 3.5B supporta memorie DDR3 U-DIMM ( pc standard – memorie unbuffered ) che R-DIMM ( server – memoria registered ) con e senza controllo di parità (ECC) .  Praticamente sembra accettare qualsiasi tipo di DDR3 con il limite della frequenza 1066/1333/1600.   Viene dichiarata una capacità massima di 64 GB. 

I vari tipi di memoria sono descritti sinteticamente nel post:  Memorie DIMM SDRAM DDR: U-DIMM, U-DIMM ECC, R-DIMM, R-DIMM ECC.

I processori i7 possono usare solo DDR3 U-DIMM (regular / x desktop) . Gli Xeon sia U-DIMM che R-DIMM

La scheda viene fornita in una confezione molto economica. Il vero limite però  è un manuale veramente molto spartano e un po’ approssimativo. Si tratta di 2 fogli A4 piegati. 6 facciatine di testo dal titolo generico x79 User Manual. All’interno non è riportato il modello della scheda che invece è leggibile sulla piastra E5 VER: 3.5B. Lo schema riportato lascia a desiderare. E’ fornito un Cd-Rom con i driver per Windows,   ovviamente il backpanel per  il case e 2 cavi Sata. In compenso come già evidenziato nessun problema nell’installazione di Debian se non la necessità di installare i soliti driver non free per la scheda di rete  firmware-realtek_0.43_all.deb.  Ubuntu non dovrebbe richiedere neppure questo mettendo da subito a disposizione anche i driver non free.

Caratteristiche della scheda:

  • Chipset: x79  ( o compatibile ), intel 6series o 7series, DMI 2.0
  • Cpu:  Xeon E5 V1 e V2  , core i7 Sandy Bridge-E
  • BIOS: American Megatrend v 4.6.5  data 06/26/2017
  • Memory4*240pin DDR3 1066/1333/1600 – capacità massima dichiarata 64 GB
  • LAN:  RTL 8111el   Realteck 10/100/1000 LAN
  • PCI Express:
    • 1*PCI Express x 16 supporta schede grafiche PCI 3.0,
    • 2*PCI Express  x  1
  • Audio: Realteck ALC662 5.1 Channel
  • SATA: 1* SATA 3.03* SATA 2.0
  • USB: 4* USB 3.0,  10* USB 2.0
  • 1 x RS232
  • I/O connectors:
    • 1 Ps/ 2  Keyboard
    • 1 Ps/2 Mouse
    • 1 RJ45  Giga LAN Realteck
    • 2 x USB 3.0
    • 4 x USB 2.0
    • audio:  input/output/mic
    • 5.1 Channel Audio
    • Ovviamente mancano connettori per display
  • Dimensioni: 237mm x 250mm Micro ATX
  • Brand: Non indicato

Processori supportati

Processori: i7 Core

i7 3820,  i7 3930K,  i7 3960x,  i7 3970x, i7 4820K, i7 4930k, i7 4960x e altri

Processori: Intel Xeon

Xeon v1 ( Sandy Bridge ) e Xeon v2 ( Ivi Bridge )  E5-16xx, E5-26xx, E5-46xx

Elenco esemplificativo di processori Xeon supportati :

 Xeon V.1 Xeon V.2
 Xeon E5-1620 Xeon E5-1620 v2
 Xeon E5-1650 Xeon E5-1650 v2
 Xeon E5-1660 Xeon E5-1660 v2
Xeon E5-1680 Xeon E5-1680 v2
Xeon E5-2603 v2
 Xeon E5-2620 Xeon E5-2620 v2
Xeon E5-2628L v2 (basso consumo)
Xeon E5 2630 Xeon E5-2630 v2
Xeon E5-2630L ( basso consumo ) Xeon E5-2630L v2
Xeon E5-2637 v2
Xeon E5-2640 Xeon E5-2640 v2
Xeon E5-2643 Xeon E5-2643 v2
Xeon E5-2648L v2 (basso consumo)
Xeon E5 2650 Xeon E5-2650 v2
Xeon E5 2658 ( usato per il test )  Xeon E5-2658 v2
 Xeon E5-2660 Xeon E5-2660 v2
 Xeon E5-2667 Xeon E5-2667 v2
 Xeon E5-2670 Xeon E5-2670 v2
 Xeon E5-2680 Xeon E5-2680 v2
Xeon E5-2687W
Xeon E5-2690 v2
Xeon E5-2695 v2
Xeon E5-2697 v2
Xeon E5-4603
Xeon E5-4616
Xeon E5-4640
Xeon E5-4650
Xeon E5-4616

Il sistema è stato assemblato utilizzando hardware usato o già a disposizione. Nuovi la mortherboard e il dissipatore.

Home Server Linux – Configurazione di test:

  • Motherboard x79 3.5B LGA 2011 ( circa 100 Euro ebay: serverit_nl)
  • CPU: Intel Xeon E5-2658 V18 core CPU ( usato )
    Dissipatore : ARCTIC Alpine 20 CO
  • RAM: 16GB DDR3 1600 R-DIMM ECC SK Hynix ( usato )
  • Scheda Video PCI Express base AMD Radeon HD5400
  • HD Western Digital – WD20EARX-00P
  • Scheda di rete aggiuntiva Intel 82572EI Gigabit Ethernet Controller
  • Sistema Operativo: Debian 9.3
  • Alimentatore sovradimensionato da 460 Watt.

Per inxi il sistema ha le seguenti caratteristiche. Inxi evidenzia che il pc è acceso da 14 giorni.

$ inxi -Fxz
System:    Host: deb9p4B Kernel: 4.9.0-5-amd64 x86_64 (64 bit gcc: 6.3.0) Desktop: N/A Distro: GNU/Linux 9 (stretch)
Machine:   Device: desktop Mobo: INTEL model: X79 INTEL(INTEL Xeon E5/Core i7 DMI2 - C600/C200 Cipset v: V3.5B
           UEFI: American Megatrends v: 4.6.5 date: 06/26/2017
CPU:       Octa core Intel Xeon E5-2658 0 (-HT-MCP-) cache: 20480 KB 
           flags: (lm nx sse sse2 sse3 sse4_1 sse4_2 ssse3 vmx) bmips: 33521 
           clock speeds: max: 2400 MHz 1: 2380 MHz 2: 2330 MHz 3: 2350 MHz 4: 2389 MHz 
           5: 2299 MHz 6: 2296 MHz  7: 2305 MHz 8: 2377 MHz 9: 2351 MHz 10: 2292 MHz 
           11: 2362 MHz 12: 2371 MHz 13: 2356 MHz 14: 2306 MHz  15: 2302 MHz 16: 2250 MHz
Graphics:  Card: Advanced Micro Devices [AMD/ATI] Cedar [Radeon HD 5000/6000/7350/8350 Series]
           bus-ID: 03:00.0  
           Display Server: X.org 1.19.2 drivers: ati,radeon (unloaded: modesetting,fbdev,vesa)
           tty size: 122x42 Advanced Data: N/A for root
Audio:     Card-1 Advanced Micro Devices [AMD/ATI] Cedar HDMI Audio [Radeon HD 5400/6300/7300 Series]
           driver: snd_hda_intel bus-ID: 03:00.1
           Card-2 Intel 7 Series/C216 Family High Definition Audio Controller
           driver: snd_hda_intel bus-ID: 00:1b.0
           Sound: Advanced Linux Sound Architecture v: k4.9.0-5-amd64
Network:   Card-1: Realtek RTL8111/8168/8411 PCI Express Gigabit Ethernet Controller
           driver: r8169 v: 2.3LK-NAPI port: d000 bus-ID: 07:00.0
           IF: enp7s0 state: up speed: 1000 Mbps duplex: full mac: <filter>
           Card-2: Intel 82572EI Gigabit Ethernet Controller (Copper)
           driver: e1000e v: 3.2.6-k port: c000 bus-ID: 08:00.0
           IF: enp8s0 state: up speed: 1000 Mbps duplex: full mac: <filter>
Drives:    HDD Total Size: 2000.4GB (73.8% used)
           ID-1: /dev/sda model: WDC_WD20EARX size: 2000.4GB temp: 27C
Partition: ID-1: / size: 42G used: 17G (42%) fs: ext4 dev: /dev/sda3            
Sensors:   System Temperatures: cpu: 32.0C mobo: N/A gpu: 41.5
Info:      Processes: 294 Uptime: 14 days Memory: 10104.2/15984.1MB  Init: systemd 
           runlevel: 5 Gcc sys: 6.3.0 Client: Shell (bash) inxi: 2.1.28 

Xeon E5-2658

La cpu Xeon E5-2658 è una cpu a 8 core 16 thread di discreta potenza con consumi come riportato tutto sommato contenuti. I molti core nel caso della virtualizzazione consentono di meglio ripartire la potenza di calcolo tra le macchine virtuali.

Nel corso del test phoronic Smallpt 1.0  i consumi massimi del pc sono stati 141.5 W .  Consumi in idle circa75W.   Nmon evidenzia come tutte le unità di calcolo della cpu XEON siano al 100% nel corso del test.

test phoronic Smallpt 1.0

Molte sono le CPU Xeon E5-xxxx v1 e v2 rilasciate e che conseguentemente si possono acquistare usate in rete. Per un home server vale la pena considerare anche i consumi le versioni a basso consumo marcate L non sono molte. Il TDPdi  65W le rende  decisamente interessanti. Per confrontare le prestazioni in base ai Watt spesi il sito cpubenchmark ha un interessante tabella riepilogativa
https://www.cpubenchmark.net/CPU_mega_page.html

Nell’elenco le CPU sono ordinate per Power performance

 

Risorse:

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Memorie DIMM SDRAM DDR: U-DIMM, U-DIMM ECC, R-DIMM, R-DIMM ECC

Le memorie DIMM ( Dual In-line Memory Module ) Modulo di memoria a Doppia linea di Contatto possono essere di tipo:

  • SDRAM
  • SDRAM DDR

DIMM SDRAM 

SDRAM = Synchronous DRAM ( Dynamic Random Access Memory )

SDRAM ECC  = Error Correcting Code ( con Codice di Correzione di Errore ) grazie ad un bit aggiuntivo rispetto agli 8 tradizionali detto anche bit di parità è possibile controllare e correggere divsersi tipi di errore nei dati

DIMM SDRAM DDR ( Double Data Rate )

Delle DIMM SDRAM DDR esistono attualmente in commercio le versioni DDR, DDR2, DDR3, DDR4

Posizione tacca memorie DDR DIMM
da wikipedia

DDR

freq.: 200-400Mhz; banda 1.6GB/s(S.Ch) 6.4GB/s(dual Ch);   2.5V;  184 pin;

DDR2

freq.: 400-1066Mhz; banda 3.2GB/s(S.Ch) 17GB/s(dual Ch);   1.8V;  240 pin;

DDR3

freq.: 800-2133Mhz; banda 6.4GB/s(S.Ch) 38.4GB/s(dual Ch);   1.5V;  240 pin;

DDR4

freq.: 1600-3200Mhz; banda 12.8GB/s(S.Ch) 60GB/s(dual Ch);   1.2V;  288 pin;

Denominazione Standard: sigla del tipo  DD3-800x DDR-1066x
Modulo: sigla del tipo PC3-6400,…, PC3-10600, PC3-12800 …

Le DDR nei normali pc sono di tipo unbuffered ( U-DIMM ).

Simple Unbuffered ECC DRAM Model

Nei server  in genere sono presenti DDR buffered o Registered  ( R-DIMM ). Queste memorie si differenziano per la presenza di un registro che interposto tra i moduli SDRAM e il controllore della memoria agisce da tampone ( buffer ) consentendo di gestire indirizzi di memoria più lunghi quindi maggiori quantità di memoria e di avere maggiore stabilità. La maggiore stabilità si paga in termini di velocità e le R-DIMM  sono più lente delle U-DIMM.

La memoria R-DIMM non va confusa con la memoria ECC.  Anche se in genere le memorie R-DIMM sono di tipo ECC.

Simple Registered ECC DRAM Model

Ricapitolando possiamo avere:

  • U-DIMM SDRAM DDR:  Unregistrered  DDR
  • U-DIMM SDRAM DDR ECC:  Unregistered DDR con bit di parità(Error Correcting Code)
  • R-DIMM SDRAM DDR:  Registered DDR ( memoria con modulo tampone )
  • R-DIMM SDRAM DDR ECC:Registered DDR ( memoria con modulo tampone e bit di parità)

Linux controllare Tipo e Velocita delle memorie installate

Per controllare il tipo e la velocità delle memorie presenti in computer linux si può utilizzare il comando dmidecode:

dmidecode -t memory 
o
dmidecode --type 17

SDRAM U-DIMM DDR3   Unbuffered ( cioè unregistered )


dmidecode --type 17
# dmidecode 3.0
Getting SMBIOS data from sysfs.
SMBIOS 2.7 present.

Handle 0x0034, DMI type 17, 34 bytes
Memory Device
	Array Handle: 0x0032
	Error Information Handle: Not Provided
	Total Width: 64 bits
	Data Width: 64 bits
	Size: 8192 MB
	Form Factor: DIMM
	Set: None
	Locator: DIMM 0
	Bank Locator: CHANNEL A
	Type: DDR3
	Type Detail: Synchronous Unbuffered (Unregistered)
	Speed: 1333 MHz
	Manufacturer: Corsair        
	Serial Number: 00000000
	Asset Tag: A1_AssetTagNum0
	Part Number: CMZ8GX3M1A1600C9  
	Rank: 2
	Configured Clock Speed: 1333 MHz

 ...

SDRAM R-DIMM DDR3   buffered ( cioè registered )


dmidecode --type 17
# dmidecode 3.0
Getting SMBIOS data from sysfs.
SMBIOS 2.7 present.
...

Handle 0x002E, DMI type 17, 40 bytes
Memory Device
	Array Handle: 0x0028
	Error Information Handle: Not Provided
	Total Width: 72 bits
	Data Width: 64 bits
	Size: 8192 MB
	Form Factor: DIMM
	Set: None
	Locator: Node0_Dimm2
	Bank Locator: Node0_Bank0
	Type: DDR3
	Type Detail: Registered (Buffered)
	Speed: 1333 MHz
	Manufacturer: SK Hynix
	Serial Number: 127637F0    
	Asset Tag: Dimm2_AssetTag
	Part Number: HMT31GR7CFR4A
	Rank: 2
	Configured Clock Speed: 1333 MHz
	Minimum Voltage: Unknown
	Maximum Voltage: Unknown
	Configured Voltage: Unknown


 ...

 

Frequenza. Al variare della frequenza varia la frequenza di clock, del Bus I/O e la velocità di trasferimenro

CL ( Cas Latency)  es. 9, 10, 11 valori più bassi prestazioni migliori. E il   ritardo tra richiesta lettura e disponibilità dato in uscita,

RCD ( RAS to CAS Delay) valori più bassi prestazioni migliori. Ritardo tra segnale RAS e CAS

RP ( RAS Precharge Time)  valori minori prestazioni migliori.  Tempo tra i comandi RAS.

Single Channel  (S.Ch) con 1, 3, 5 Moduli  ( DDR, DDR2 )
Dual Channel (D.Ch) 2,4, 6, 8 Moduli ( DDR,DDR2)  2,4,8 (DDR3, DDR4)
Triple Channel 3 o 6  (DDR3, DDR4)

Benchmark 

Latency(ns):  valori decrescenti performance migliore

Read Uncached Trafer (Mb/s)  performance migliore per valori crescenti

Write (Mb/s)   valori crescenti  performance migliore