OLとPC自作の壁

この記事は 壁 Advent Calendar 2017 - Adventar 16日目の記事です．

OLなら自宅に安くGPUサーバ組みたい... 組みたくないですか？本記事では，初めての自作で感じた様々な壁を紹介したいと思います.

TL;DR

このサイトが便利（完）

基礎知識の壁

OLがよく読む雑誌といえば，ドスブイですよね. 2017/05月号は初心者向けに

• 各パーツの選び方
• 組み立ての基本
• 用途ごとの構成例

などがまとめられていて，結構参考になりました.
prime reading の読み放題対象（！）なので一通り読んでみるといいかもしれません.

DOS/V POWER REPORT (ドスブイパワーレポート) 2017年5月号[雑誌]

買い物の壁

PCパーツってどこで買えばいいのでしょうか？ 秋葉原以外に，通販でも全てのパーツを揃えることができます.

相性問題の壁

自作ではパーツ間の相性問題が起こることがありますが，ツクモ/ワンズでは相性保証があるため安心だそうです.
ツクモ パーツ交換保証 - パソコンとPCパーツ 自作パソコンの専門店 - ツクモ【TSUKUMO】
PCパーツと自作パソコン・組み立てパソコンの専門店 | 1's PCワンズ

外出の壁

本当は休日にツクモに行こうとしていたのですが，起床失敗したため結局色々調べながらAmazonで買いました. ゆっくり価格比較できるのはよかったと思います.
Amazon.co.jp: PCパーツ

便利サイト

全部パーツを選んだ後で気づいたのですが，各パーツのcompatibility や消費電力を計算してくれるサイトがあります.
他人の作例が見られたりして面白いです. パーツ毎の価格変動もモニタしてくれます*1
System Builder - Core i5-7500 3.4 GHz Quad-Core, GeForce GTX 1080 Ti 11 GB SEA HAWK X, UMX4 (Silver) ATX Mid Tower - PCPartPicker

1. グラフィックボード

なんでいらすとやにグラボがあるんだ...

GPUの型番

まずGPU自体をどれにするか決めます.

• CUDAコア数（SP，SM）
• メモリ（量・種類・バンド幅）
• TDP（熱設計電力）
• 補助電源（なし・8ピン・8ピン+6ピン等）
• SLI対応

がモデルによって異なるので用途に合った性能のものを選びます.
Which GPU(s) to Get for Deep Learning: My Experience and Advice for Using GPUs in Deep Learning

メーカー

以下のタイプのもの は Founders Edition といって，各部品をNVIDIAが設計したものです.

ASUS NVIDIA GeForce GTX1080Ti搭載ビデオカード ベースクロック1480MHz GTX1080TI-FE Founders Edition メモリ11GB

このほかに，各メーカーがそれぞれ独自に部品を設計したグラフィックボードが販売されています.
例えば以下は同じGeForce1080Tiで，3連ファンが付いたタイプです.

ASUS R.O.G. STRIXシリーズ NVIDIA GeForce GTX1080Ti搭載ビデオカード ベースクロック1569MHz STRIX-GTX1080TI-O11G-GAMING

更に，以下は簡易水冷ユニットが付いたタイプです.

MSI Corsair製 Hydro H55 簡易水冷ユニット搭載 グラフィックスカード GEFORCE GTX 1080 TI SEA HAWK X

利用環境に合わせて好みで選べば良いのですが，注意したいのは

• グラフィックボードの長さ

です. 上に挙げたものでは 34.4cm〜40.6cm と長さに幅があることがわかります.
小型PCケースでは物理的に入らないことがあるので，注意した方が良いでしょう.
【2019年最新版】ゲーム用おすすめグラフィックボードの比較 RTX2080Ti,2080,2070のTuring世代からGTX1080Ti,1080,1070,1060のPascal世代まで横断評価 | ITハンドブック

2. CPU

なんでいらすとやにCPUがあるんだ...

7700K のような, Kが付いているモデルはオーバークロック対応のものです.
7700, 7500はどちらも第7世代のCPUです. 予算に合わせて選べば良いですが、世代が変わると対応しているマザーボードが変わるので注意してください.

Intel CPU Core i7-7700 3.6GHz 8Mキャッシュ 4コア/8スレッド LGA1151 BX80677I77700 【BOX】

Intel CPU Core i5-7500 3.4GHz 6Mキャッシュ 4コア/4スレッド LGA1151 BX80677I57500 【BOX】

CPUクーラー

以下様々なタイプのCPUクーラーがあります.

• トップフロー（上向きに送風）
• サイドフロー（横向きに送風）
• 簡易水冷

IntelのCPU買うとCPUクーラーが同梱されているので無理に買う必要はないですが，冷却性能 & 静音性が高いものが人気のようです.

サイズ オリジナルCPUクーラー 虎徹 Mark II

CPU同梱のクーラーよりもかさばるので，こちらもPCケースの大きさや配線に配慮する必要があるでしょう.

3. マザーボード

なんでいらすとやにマザーボードがあるんだ...

フォームファクター

マザーボードのサイズの規格です. 大きいから高性能というわけではないのですが，拡張性や配線のしやすさを考慮するとATXが組みやすいのではないかと思います. マザーボード小さくても結局GPUがでかいですし.

ATX	(~305mm x ~244mm)
microATX	(~244mm x ~244mm)
Mini-TX	(~170mm x ~170mm)

チップセット

CPUのソケット規格ごとに専用のチップセットが用意されているので，まずCPUソケット規格を確認します.
例えばIntel Core i5-7500 は LGA1151 なので，Z270, H270, B250 のタイプが適合します.
価格差は Z270 > H270 > B250 で，オーバークロック対応しているのは Z270のみです．PCIe のレーン数，電源回路の充実，高音質サウンド回路の有無などの違いなどがあります.　刺したいグラボの数に応じて, PCIe のレーン数を確認しましょう.

MSI H270-A PRO マザーボード [Intel H270チップセット搭載] MB4136

ASUSTeK Intel Z270搭載 マザーボード LGA1151対応 PRIME Z270-A 【ATX】

4. メモリ

メモリのいらすともあるのか...

現在のメモリ規格はDDR4が主流です．マザーボードにも対応するメモリ規格が書いてあるはずなので，確認しましょう.
後から増設できるので，8GBx2*2をとりあえず購入.

CFD販売 デスクトップPC用メモリ PC4-19200(DDR4-2400) 8GB×2枚 / 288pin / 無期限保証 / Crucial by Micron / W4U2400CM-8G

5. SSD

これが2.5インチSerial ATA (SATA)

これがminiSATA（mSATA）

そしてこれがM.2です

なんでいらすとやSSDが充実しとるんだ...

M.2はSATAのような取り付けケーブルがなく直差しで接続できるので配線が楽になります（が，高い）
価格を抑えたいので，2.5インチSATAを選びました.

Crucial [Micron製] 内蔵SSD 2.5インチ MX300 275GB (3D TLC NAND/SATA 6Gbps /3年保証) 国内正規品 CT275MX300SSD1/JP

6. 電源

ケーブルの方式

• プラグイン式
• 直出し式

があり，プラグイン式だと必要なケーブルだけ接続できるため，配線が楽になります．ただ価格は直出し式の方が安めです.

変換効率

80PLUS Bronze, Silver, Gold, Platinum ではそれぞれ変換効率が違ってきます.
Platinum になるほど，変換効率が良いです. 常時運転の場合，電気代に影響してきます.
後はファンの静音性（低負荷時に止まって静かになるかとか）などの違いですが，好みで選べば良いと思います．将来的にGPUを１枚増やしたい場合は、それを見越した電源容量のものをかう必要があるでしょう.

Cyonic ATX電源 80PLUS GOLD プラグイン 550W 5年保証 AU-550X

Cyonic PC電源 80PLUS GOLD プラグイン 650W ATX電源 5年保証 AU-650X

7. PCケース

マザーボードのフォームファクターによって対応ケースが違います.

• フルタワー
• ミドルタワー
• ミニタワー
• スリム
• キューブ ...

と色々あるので，好きなものを選びましょう.
組み立ててみるとわかるのですが，初心者は多分大きいものを選んだ方が良いと思いました．
小型ケースは変態的な配置になりがちであること，GPUがでかいので下手に小さいケースを選ぶと補助電源ケーブルとかが（狭くて）刺せなくなって詰むのではという理由です.
裏配線ができるかなど，ケーブルマネジメントのしやすさやケース内のエアフロー（空気の流れ. 冷却効率に影響）に関わってきます.
GPUを複数枚刺す場合は，マザーボード横置き式の方が耐久面で良いのではないでしょうか...

JONSBO U4シリーズ 左側面全面に強化ガラスを採用したATXマザー対応のアルミニウムPCケース U4S

組み立ての壁*3

ミシッ...
硬い...入らん...
メモリが刺さらんのだが...
が... 逆っ....!
一旦取り付けたパーツ外すのつらすぎる
電源のプラグインコードが全然刺さらない
何も！！見えん！！！！（PCケースの中が暗い）
スマホの懐中電灯機能初めて使った
えっこんなトコにGPU入るわけないょ...
POWER SW/LED ケーブル差し込み，辛すぎでは？
おお... SSD，側面へ直に磔にするんか...
中略

できた

ケース付属のファンを内側に移動して，LEDファンを追加した.


うーんいいですね．アクアリウムみたいにずっと見ていられます．
無事起動したのでUSBからUbuntuを入れて終了です.

自作以外の壁

GPUマシンが欲しい場合，自作以外にいくつかの選択肢があります.
今回，BTOで同じようにGeForce 1080Ti 搭載のものに比べて, 7〜8万安く作ることができました.
ただ，それはパーツをダウングレードした分*4であったり，WinOSの有無からきている差額です.

BTO

BTO安いです. 各パーツスペックが完全に同じものの場合，自作機との価格差はそこまで大きくないと思います.
【2018年】GTX1080搭載のおすすめゲーミングBTO PCを徹底比較！ 【CoffeeLake-S Core i7 8700/i5 8400/i3 8100対応】 : 自作とゲームと趣味の日々

GPUクラウド

自身の用途に合わせてGPUクラウドが選択肢に入らないかも考えましょう. *5
Comparison of GPU cloud providers | クラウドGPUの比較について | STAIR: Software Technology and Artificial Intelligence Research Laboratory

私自身はパーツ選びが楽しかったのと，組み立てやパーツの選定を通じて色々勉強になったので自作して良かったなと感じました!

おまけ：Mackerel で GPUリソースの監視

`--guery-gpu` を使うと，ドライバを介してGPUの様々な利用状況を知ることができます.

$ nvidia-smi --format=noheader,nounits,csv --query-gpu=utilization.gpu,utilization.memory,temperature.gpu,fan.speed,memory.total,memory.used,memory.free
$ 0,0,34,0,11169,0,11169

$ nvidia-smi --help-query-gpu で出せるクエリ一覧がみれます.
このgpu-query を使って，組んだPCのGPUリソースをmackerelで監視できるようにしました．ちゃんと学習中にGPUファンが回って冷えてますね. mackerel-plugin-nvidia-smi という公式プラグインがあるので、今回はこれを利用しました.
mackerel.io

謝辞

壁アドベントカレンダー 15日目担当のmizonokuchi さんに様々なアドバイスをいただきました. この場を借りて御礼🙇🙇
https://adventar.org/calendars/2591#list-2017-12-15

*1:輸入しない限り恩恵は少ないが...

*2:16GBx1より安かった

*3:これもドスブイに詳しく載ってます．また，マザーボード，PCケース，電源ユニットにも組み立て方の説明書が付属しているのでそちらをまずは参照しましょう. 後CPUとかつかむ時はちゃんと放電しましょう.

*4:Core i7→i5, HDDなし, 安価なマザーボードへの変更, etc.

*5:ガンガン使うと結構高くなりますが...