在研究節能低耗電的影音電腦時，我嘗試組裝 DC-ATX 架構電腦，汰換過三組不同的 Mini-ATX 機殼，學習到許多切割、螺絲、外接變壓器搭配的知識。近期專案告一段落，逐漸將手邊的電腦轉讓，特別在此留下使用記錄，分享給對小主機有興趣的網友們。

AsRock H110M-HDV R3.0
Pentioum G4560 + Intel Foxconn CPU 風扇
668A-S 鋁製機殼
自製 8cm 排氣風扇與 AC 電源孔的黑色壓克力擋板
Asus DVD SATA 燒錄機
M.2 PCIe 轉接卡
Delta EPS-10 120W 12V/10A 變壓器搭配 0.75mm^2 8 字電源線



1. 將體積嬌小的 M-ATX 主機板，放入較大的 Mini-ITX 機殼

ASRock H110M-HDV R3.0 雖然是 M-ATX 但尺寸僅 19.1 x 18.8cm，可以放入許多 Mini-ITX 搭配 ATX PSU 的小機殼。

其他類似的主機板還有 Gigabyte H310M S2V 2.0 19.0 x 17.4cm，他們都可以順利安裝在 668A-S 與 Nebula C，而且有充足空間加裝四個硬碟，同時保持良好通風散熱。

因為我採用 DC-ATX 架構，省下 PSU 佔用的空間，即使升級為 9cm 風扇的單塔塔扇也沒有問題。



2. 第七代 Kaby Lake Pentium G4560 四線程速度快，影片硬體解碼比 Skylake HD5x0 改善許多

支援 YouTube avc 與 vp9 格式影片硬體解壓縮，可以順利播放 vp9 格式的 720p, 1080p @ 30fps, 與 1080p @ 60fps。

播放 YouTube vp9 格式 1080p 60fps 主機（包含 CPU 風扇、8cm 機殼風扇、M.2 SSD, Asus SATA 燒錄機、16GB DDR4 x 2、ASRock H110M-HDV R3.0 主機板，採用 DC-ATX 供電外接 12V/120W Delta 變壓器）執行 chromeOS 耗電約 19 ~ 23W；Ubuntu Wayland + Firefox 約 23 ~ 25W，chrome 沒有硬解約 27 ~ 31W。影片播放與 YouTube，會因為是否設定啟用 QuickSync 協助硬體影片解碼，耗電量有 4 ~ 8W 的差別。兩者 Idle 約 16W，十分省電。

他是我測試新版本作業系統的實驗主機，搭配 Ubuntu 18.04LTS, 22.04LTS, 23.04 都沒有問題。即使是開啟 chrome 打開 200+ 頁簽，也僅有不到 10 秒 CPU 會處於滿載狀態，很快就會恢復滑鼠點擊反應，不至於影響前景作業。

相對於 G3900，我很滿意 G4560 在 Ubuntu 下執行桌面程式、網路瀏覽的速度。而且多出兩個執行緒，多工作業與虛擬機器的 CPU 分配上會更方便，提高 EU (Execution unit) 的使用率。

在資安方面，可以根據 CPUID 與 MicroCode 在微軟文件中確認是否已經修補 Spectre Variant 3a, Spectre Variant 4, 與 L1TF 漏洞。

要注意：針對 Meltdown 與 Spectre CPU 更新微碼後會降低整體執行效率，尤其是 HT 折損較大。但如果不更新 CPU 微碼，作業系統的補丁對效能影響更大。所以我看到 userbenchmark 的分數從四核 258 一路降到 2023/4/25 的 227。因為補丁後的新測試成績會不斷拉下補丁前累積較優秀的分數。

自從 Skylake 加入 PCID 後，影響幅度有縮減，但至少要第十代的 i3 才有內建硬體 Patch。第九代的 i3 沒有，部分 i5 開始有硬體 Patch：

"More recent Intel processors from the Skylake (6th-gen Core 6xxx series) era onward have a technology called PCID (Process-Context Identifiers) enabled and suffer less of a performance impact, according to Microsoft."

不過 Skylake 本身也有設計問題，在大幅修改 PAUSE 指令後，雖然省電，但是導致執行時間拉長：

"The latency for the spinlock PAUSE instruction has been increased dramatically (from the usual 10 cycles to 141 cycles in Skylake), which can cause performance issues with older programs or libraries using pause instructions.[70] Intel documents the increased latency as a feature that improves power efficiency"

HD6x0 比起 HD5x0 在 4K HEVC 與 vp9 影片硬體解碼上佔用更少的 CPU 與耗電量，可以參考 Tom's hardware 的 "Intel Kaby Lake: 14nm+, Higher Clocks, New Media Engine" 有完整比較。

這顆 G4560 搭配 Foxconn 製造的 Intel CPU 原廠風扇。Intel 有提供完整的散熱風扇資料表 (datasheet)，同型號還有三角洲 Delta 與日本電鏟 Nidec 製造。

注意：三家製造商的 Intel 同型號商品並不完全相同。

以鋁擠散熱鰭片為例，Nidec 日本電產從內向外為直線，富士康與三角洲為曲線；後者鰭片會相對較長，增加與冷空氣接觸的面積。高度以三角洲 19.05mm 最高，富士康 18.9mm 次之，Nidec 18.47mm 最矮；通常越高代表鋁材更多，能吸納更多熱量，延長 CPU Turbo 時間。

同造型的鋁擠散熱鰭片高度不同通常與 TDP 散熱能力有正相關。例如我的 Arctic Alpine 12 造型相似但高度是 32mm，比上述 Intel E97379-003 高出將近 50%，因此規格標識可以解 95W 的 TDP，相對於 Intel 的 65W 能應付更高的散熱需求。

當風扇開始出現噪音，或是想要更換更安靜有力的貓頭鷹風扇怎麼辦？有網友用斜口鉗拆除上半部風扇，保留塑膠框架將鋁擠散熱鰭片固定在主機板設計的位置。最後用束帶綁上一個 80x80 或 90x90 的風扇，固定在該塑膠支架上，依然堅固耐用。





3. M.2 轉接卡替代 SATA SSD，方便整線

相對於 Mini-ITX，AsRock H110M-HDV R3.0 是 M-ATX 有兩個 PCIe 插槽。其中一個我已經安裝 M.2 PCIe 轉接卡，未來可以在另一個插槽加裝無線網卡或其他擴充卡。

M.2 不需要額外的 SATA 電源，整線後比較清爽，不會有許多電線阻礙氣流。還有，因為 NVMe 1.2 開始支援 HMB (Host Memory Buffer) ，相對於 DRAMless SATA SSD 可以有更好的效能。

DC-ATX 模組般的電源線比較單純，我沒有用蛇管（電線絕緣管）與粘土，改用魔鬼氈與鐵線搭配機殼框架的孔洞整線，將電線固定在支架上，看起來清爽許多。



4. 在 PSU 處加裝風扇與 DC 電源插座孔

668A-S 鋁製機殼雖然體積小，且兼容較小的 M-ATX 主機板，但缺點是 Enhance ENP-2222D 特規電源供應器導致無法更換為常見的 ATX/SFX PSU ，內建兩組非常吵雜無力的 3cm 小風扇，前方 USB, FireWire 400, 與 mic/audio 接線與一般常見形式不同。

有網友在電源開口鑽出兩個螺絲孔，固定 SFX PSU。但要小心挑選 CPU 風扇高度，避免衝突。

我選擇自製擋板搭配 DC-ATX 供電：以 Pro’s Kit PT-5205U 迷你電動雕刻機在黑色壓克力板材切割出 8cm 風扇孔洞，並挖出一個小圓孔安插 DC 電源接孔。

原有的 3cm 風扇被我拆除，貼上 PVC 塑膠防塵網保持通風。

5. 注意變壓器規格與搭配電源線

G4560 耗電量不大，組裝後的整機耗電未曾超過 40W。考慮到如果加上四個硬碟的耗電量，尤其是啟動電流 Startup Current 瞬間需求較高（以 Seagate Barracuda 4TB 為例，啟動電流 1.2A 約 6W，平均讀寫電量 1.9 ~ 2.1W），目前搭配 120W 的外接變壓器。

挑選 DC-ATX 的外接變壓器時，一般只會注意到變壓器規格，但其實搭配的電源線同樣重要。

目前搭配的八字電源線規格為 2 x 0.75mm^2，這代表他的安全電流是 7A。因此，整體耗電不可超過 7A，也就是 12V x 7A = 84W。

如果搭配 2 x 0.824mm^2 的電線，安全電流是 10A。這時總耗電不可超過 10A，也就是 12V x 10A = 120W。



6. 機殼風扇螺絲扣的不同設計

在清理機殼排風扇的時候，不慎折斷一個鎖孔。因手邊沒有多餘 8cm 風扇替換，先用 UHU 德國耐高溫接著劑黏回脫落部分。該風扇正反有八個鎖孔，我使用長螺絲貫穿前後兩個鎖孔，再搭配滑司與螺帽固定。目前沒有觀察到風扇異音或其他異常。

這次意外之前，我喜歡機殼風扇螺絲孔是有根管子串通兩端，認為它比較堅固。現在體會到前後各一個鎖孔且中間不相連也有他的好處。



7. 加裝 Asus DVD 燒錄機

先前我使用 USB 外接光碟機欣賞以前購買的 DVD / VCD 影片，但它需要兩個 USB 插座才能維持穩定的供電，而且比較會挑片。所以在這臺電腦加裝 5.25" 的燒錄機，而且因為使用 M.2 SSD 有空下來的 SATA 電源線，不必從 4-Pin 轉接。現在看碟片方便許多，也不用擔心踢到擺在地上的 USB 光碟機。

對了，如果使用 chromeOS 是無法讀取 DVD，即使在內建的 Linux 環境也不行，這是系統限制。