Ein Leser hat mich gebeten, die Einrichtung eines Einplatinencomputers an einer zentralen Stelle zu beschreiben. Tatsächlich sind die Fundstellen auf mehrere Newsletter verteilt, so dass ich dieser Bitte gern nachkomme.

In den Grundlagen schauen wir auf die möglichen Vorteile von Einplatinencomputern am Beispiel der NanoPi Serie NEO3 und NEO4. Im Praxisteil beschreibe ich die Einrichtung mit dem schlanken Linux Betriebssystem DietPi und die Aktivierung von HQPlayers NAA.

Grundlagen

Einplatinencomputer

Ein Einplatinencomputer (Single Board Computer, SBC) ist ein kompletter Computer, der auf einer einzigen Leiterplatte (Platine) implementiert ist. Er umfasst typischerweise alle wesentlichen Komponenten eines Computers, einschließlich eines Mikroprozessors, Speicher (RAM), Ein-/Ausgabeschnittstellen und oft auch Speichergeräte (wie Flash-Speicher oder SD-Kartensteckplätze). Ein bekanntes Beispiel für einen Einplatinencomputer ist der Raspberry Pi.

Die Vorteile eines Einplatinencomputers sind wie folgt:

Kompaktheit und Platzersparnis:
Da alle Komponenten auf einer einzigen Platine integriert sind, sind Einplatinencomputer sehr kompakt und platzsparend. Dies macht sie ideal für Anwendungen, bei denen der Platz begrenzt ist.

Kosteneffizienz:
Einplatinencomputer sind im Allgemeinen viel günstiger als herkömmliche Desktop-Computer oder Laptops. Dies liegt daran, dass sie weniger Komponenten und eine geringere Fertigungskomplexität haben.

Energieeffizienz:
Sie verbrauchen weniger Strom als herkömmliche Computer, was sie für den Einsatz in energieeffizienten oder batteriegespeisten Anwendungen geeignet macht. Durch das geringe Eigenrauschen sind sie auch für Audio Zwecke sehr gut geeignet.

Einfachheit und Zugänglichkeit:
Einplatinencomputer sind oft auf Einfachheit ausgelegt und können mit minimalem Aufwand eingerichtet und betrieben werden. Viele Modelle, wie der Raspberry Pi, haben eine große Gemeinschaft von Nutzern und Entwicklern, was den Zugang zu Unterstützung und Ressourcen erleichtert.

Audiodatenprotokolle Roon RAAT, HQPlayer NAA und Diretta

Mit geeigneten Audiodatenprotokollen (für Audio optimierte Netzwerkprotokolle) soll der „lärmende“ Computer (Host), welcher die Musikverwaltung steuert und eine digitale Signalverarbeitung (Upsamplung, Convolution, etc.) durchführt, vom Endpunkt (Target) ferngehalten werden. Der Endpunkt soll möglichst rauschfrei und stabil die Audiodaten an den DAC senden. Als Endpunkt eignen sich die energieeffizienten und rauscharmen Einplatinencomputer.

Die Netzwerkbrücken Roon RAAT und HQPlayer NAA können mit der weiter unten vorgestellten Software DietPi sehr einfach installiert werden. Für Diretta ist das komplizierter, was mich unter anderem davon abgehalten hat das auszuprobieren. Siehe auch: Audiodatenprotokolle – Was unterscheidet Roon RAAT, HQPlayer NAA und Diretta?

NanoPi NEO3

Hardware Architektur

Der NanoPi NEO3 misst gerade mal 48 x 48 mm und benötigt eine bescheidene Stromzufuhr von maximal 5V/2A über einen Typ C USB Stecker. Der NEO3 ist mit 22g ein Leichtgewicht.

Die für uns wichtigen Schnittstellen mit 1G LAN und USB 3.0 befinden sich alle auf einer Seite, was ihn zum idealen Kandidaten für eine Befestigung an der Rückseite eines Audio PCs macht.

Der Slot nimmt eine MicroSD für das Betriebssystem auf. Auf der Unterseite der Platine sehen wir 1GB oder 2GB DDR4 RAM (je nach Ausführung) und den Rechenkern Rockchip RK3328.

Die wenigen Schnittstellen in unmittelbarer Nähe des Arbeitsspeichers und der CPU ermöglichen eine effiziente Datenanbindung. Je kürzer die Wege sind, desto geringer sind die Latenzen. Und es wird weniger Energie benötigt.

Rockchip RK3328

Der Rockchip RK3328 hat vier Kerne, die in unserem Modell jeweils von 408 MHz bis 1296 MHz getaktet werden können. Die eigentliche CPU ist der ARM Cortex-A53. Die ARMv8-A 64-bit instruction ist seit 2014 die am weitesten verbreitete Plattform für mobile Geräte. Es handelt sich um eine sehr ausgereiftes Produkt, das keine Fehler erwarten lässt.

Dieser Chip kann sehr heiß werden und benötigt eine gute Kühlung.

Einsatz im fis Audio PC

Der fis Audio PC | Premium wurde mit NanoPi NEO3 und implementierten HQPlayer NAA angeboten. Um das Ziel des rauscharmen Betriebs nicht zu gefährden, gab es keine Verbindung zum eigentlichen Audio PC. Die Stromversorgung erfolgte extern über ein lineares FARAD Super3 Netzteil. Die Musikfiles wurden per LAN zugeliefert und per USB an den DAC ausgegeben.

fis Audio PC | Premium mit NanoPi NEO 3

Rauscharmer NanoPi NEO 3 als Computer im Computer

Hochwertiges lineares Netzteil FARAD Super3 für rauscharmen Strom

NanoPi NEO4

Auf die NanoPi-Serie bin ich gekommen, weil mein T+A SDV 3100 HV mit einem NanoPi NEO4 läuft. Hierüber wird HQPlayers NAA ausgeführt. Es handelt es sich sozusagen um ein Gerät im Gerät, so wie es auch im fis Audio PC letztendlich umgesetzt wurde. Nachrichtlich: Für T+A SDV 3100 HV DACs ab 2023 wird eine andere Hardware verwendet: RockpiE – Radxa Wiki.

Selbstverständlich kann die hier vorgestellte Lösung auch separat im eigenen Gehäuse betrieben werden. Auch mit anderen Einplatinencomputern. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass T+A die weit verbreitete Lösung mit Raspberry Pi 4 aus klanglichen Gründen nicht verwendet.

Der NanoPi NEO4 Einplatinencomputer hat eine recht leistungsstarke CPU verbaut: RK3399 – Rockchip Wiki (wikidot.com). Es handelt sich dabei um ein 2-CPU-Cluster: Dual-core ARM Cortex-A72 MPCore processor and Quad-core ARM Cortex-A53 MPCore processor. Der große Cluster mit Dual-Core-Cortex-A72 ist für hohe Leistung optimiert, während der kleine Cluster mit Quad-Core-Cortex-A53 für geringen Stromverbrauch vorgesehen ist.

Mit 1 GB DDR3-RAM ist ein recht üppiger Arbeitsspeicher verbaut, der im NAA Betrieb nur mit etwas über 10% ausgenutzt wird. Also Reserven ohne Ende. Die Schittstellen sind vielfältig: USB, LAN, WLAN, Bluetooth und sogar HDMI. Der SDV 3100 HV nutzt davon den LAN Anschluss für NAA, also den Input. Der Output zum DAC läuft über USB.

Um an den NanoPi NEO4 heranzukommen, muss die Bodenplatte entfernt werden. Dank der guten Anleitung von T+A war das problemlos möglich. Der NanoPi NEO4 befindet sich Kopfüber auf der Lochplatine links.

Für die Demontage müssen der LAN Stecker und die USB Verbindung abgezogen werden.

Unterhalb der USB C Buchse links befindet sich die microSD-Karte für das Betriebssystem und NAA.

Praxis

Software DietPi

DietPi basiert auf Debian und verwendet den Linux-Kernel als Kernbestandteil des Betriebssystems. Der Linux-Kernel ist das Herzstück des Betriebssystems und verwaltet die Hardware-Ressourcen, wie CPU, Speicher und Peripheriegeräte. Er stellt auch grundlegende Dienste für alle anderen Teile des Betriebssystems bereit.

Vergleich mit Raspberry Pi OS

Der Name von DietPi ist Programm: Diät (engl. Diet) ist extrem schlank und verbraucht daher wenig Ressourcen. So dokumentiert zum Beispiel ein DietPi Vergleichstest gegen Raspberry Pi OS Lite (32-bit) unter anderem eine um rund 2/3 geringere RAM-Auslastung, weniger als die Hälfte der Prozesse und doppelt so schnelle Bootzeiten.

DietPi auf microSD flashen

Die Einfachheit von DietPi liegt schon darin begründet, dass es für die unterstützte Hardware maßgeschneiderte Versionen gibt. Diese findest du unter DietPi – Download. Wähle deinen Einplatinencomputer aus und lade dir das komprimierte Image herunter. Im folgenden beschreibe ich die Installation und Einrichtung für den NanoPi NEO4. Für andere Einplatinencomputer kann es wegen anderer Hardware etwas abweichen.

Für das Flashen gibt es eine sehr gute Anleitung: How to install DietPi – DietPi.com Docs. Neben einer neuen microSD benötigst du nur einen Kartenleser, den es für z. B. USB preisgünstig gibt. Das Image brennst du im Mac mit balenaetcher oder unter Windows mit Rufus auf den USB-Stick.

Debian 12 „Bookworm“ vs. Debian 13 „Trixie“

Nachtrag am 16.01.2026: Debian 12 „Bookworm“ ist die aktuelle stabile Version (Stable), erschienen im Juni 2023. Debian 13 „Trixie“ ist der Nachfolger als neue stabile Version (released am 9. August 2025) und ersetzt Bookworm als Stable, während Bookworm danach zu Oldstable wird. Der Codename „Trixie“ steht für Debian 13, „Bookworm“ für Debian 12. Beides sind klassische Debian-Versionsnamen, die aus Toy Story-Figuren stammen.

Trixie bringt massive Paket-Updates und neue Versionen vieler Komponenten im Vergleich zu Bookworm. Trixie enthält deutlich neuere Versionen von Desktop-Umgebungen, Entwicklungswerkzeugen, Server-Software und der Systembasis.

Für Trixie steht auch eine aktuellere NAA Version von HQPlayer zur Verfügung, als für Bookworm:

• bookworm: networkaudiod_5.1.5-67_armhf.deb 2025-06-30
• trixie: networkaudiod_6.1.1-69_armhf.deb 2026-01-02 14:59

Das alles spricht für Trixie, wenn es denn nicht Probleme bei den Nutzern geben würde. Hier kam es zu Instabilitäten bei den USB Treibern (DAC) und dem Zusammenspiel zwischen dem HQPlayer Desktop/Embedded Cores und NAA. Viele Debian-Nutzer empfehlen, vor einem Upgrade sorgfältig zu testen, insbesondere auf Produktiv- oder älterer Hardware wegen Kernel-, Treiber- oder Paketänderungen.

Es gilt der alte Grundsatz: Never change a running system! Ich lasse bei mir vorerst Bookworm drauf, weil es bis Juni 2028 (5 Jahre) offiziell unterstützt wird. Das ältere NAA-Protokoll 5 ist kein Problem, da alle HQPlayer Versionen immer abwärtskompatibel zu NAA sind. Das neue NAA-Protokoll 6 hat eine verbesserte Erkennung von DAC-Modellen und enthält NAA-Betriebssystem-Updates, einschließlich DAC-Treibern. Aber wenn du keine Probleme mit NAA Verison 5 hast, belasse es dabei. Das Update wurde wegen der Eversolo-Geräte angeschoben, welche NAA-Endpunktsoftware enthalten.

Die aktuellen Bookworm und Trixie Software für dein NanoPi erhälts du hier: https://dietpi.com/downloads/images/. Suche nach deinem NanoPI, zum Beispiel NEO3 und du kannst aktuell diese Versionen herunterladen:

• DietPi_NanoPiNEO3-ARMv8-Bookworm.img.xz
• DietPi_NanoPiNEO3-ARMv8-Trixie.img.xz

DietPi mit SSH einrichten

Du musst glücklicherweise keinen Monitor anschließen. Eine Netzwerkverbindung reicht aus. Mittels SSH (Secure Shell) kannst du eine verschlüsselte Verbindung zur Kommandozeile (Shell) des DietPi OS herstellen. Ich beschreibe hier nur den Weg über einen Apple Mac Computer. Ähnliches gilt auch für Windows.

Öffne dafür das Terminal (Befehlszeilen-Interface) und tippe: „ssh root@ip-address“. Ein Eingabebeispiel: „ssh root@192.178.188.10“. Dann wird nach deinem Passwort gefragt, welches „dietpi“ lautet. Bei der ersten Anmeldung wird noch ein RSA Fingerprint angelegt, bestätige das mit „yes“.

Deine Startseite soll dann so wie unten aussehen. Eine wichtige Information ist die Temperatur. NanoPi NEO4 läuft stabil bis 70°C, aber natürlich sind niedrigere Temperaturen immer besser. Die hier gezeigten 48°C sind optimal.

Die wichtigsten Kommandos stehen sozusagen kopierbereit bereits zur Verfügung:

dietpi-launcher : All the DietPi programs in one place
dietpi-config : Feature rich configuration tool for your device
dietpi-software : Select optimised software for installation
htop : Resource monitor
cpu : Shows CPU information and stats

Einfach mit der Maus markieren, kopieren und in die Kommandozeile einfügen und auf Enter klicken. Was die Befehle bewirken erkläre ich in den nächsten Absätzen.

DietPi Config in der Übersicht

Hier gibst du den Befehl dietpi-config ein. Du kommst in ein Verzeichnis.

DietPi Config: USB-Verbindung zum DAC herstellen

Wähle in der DietPi Config die Zeile „Audio Options“ aus. Im nächsten Verzeichnis wählst du die erste Zeile „Sound card“ aus. Klicke dann auf Enter.

Hier siehst du den gefundenen DAC, welchen du auswählst und bestätigst. Die Auswahl „USB Audio DAC (any)“ wäre auch ok, wenn es nur einen angeschlossenen DAC gibt.

DietPi Config: CPU konfigurieren

In meinen Experimenten mit Windows und dem kostenlosen Analyse-Tool: LatencyMon konnte ich sehr gut die Auswirkungen von Energiesparoptionen messen. Siehe Welche Windows Einstellungen für Audio wichtig sind. Diese Erfahrungen lassen sich auch auf andere Betriebssysteme übertragen.

Energie zu sparen ist natürlich ein erstrebenswertes Ziel, nur leider manchmal dem Audio Genuss abträglich. Sobald der Scheduler dabei ist, die Taktfrequenzen rauf und runter zu takten, nimmt in der Regel die Latenz zu. Das ist die Zeit, die für die Ein- und Ausgabe von Daten und deren Berechnung benötigt wird. Es ist meist besser die Latenzen so gering wie möglich zu halten. Siehe auch Grundlagen Audio PC Latenzen.

Mit den „Performance Options“ kannst du die Leistungsstufe und die Taktfrequenzen einstellen. Damit die CPU nicht rauf und runter taktet, habe ich im „CPU Governor“ die Einstellung „Performance gewählt“.

Die Taktfrequenz stellst du bei den „CPU Frequency Limits“ ein. Hier wählte ich 1.200 MHz, welches unter den CPU Limits bleibt.

Wenn du volle Leistung möchtest, kannst du auch 1.800 MHz für Max/Min einstellen. Der Scheduler ordnet dann die möglichen Maximalwerte den entsprechenden Leistungs- und Effizienzkernen zu.

DietPi Config: nicht benötigte Hardware abschalten

Hardware, die nicht benötigt wird aber im Hintergrund läuft, neigt dazu durch Interrupts den Betrieb zu stören und fügt ihr eigenes Rauschen hinzu. Deshalb soll soviel wie möglich abgeschaltet werden.

Hier kannst du im Pfad „Advanced Options“ zum Beispiel Bluetooth deaktivieren.

DietPi Config: Netzwerk konfigurieren

WLAN solltest du auch ausstellen. Das geht unter „Network Options: Adapters“. Außerdem wird für HQPlayer NAA das Internet Protocol Version 6 (IPv6) empfohlen. Es ist die neueste Version des Internet-Protokolls, das für die Adressierung und das Routing von Datenpaketen im Internet verwendet wird. 

DietPi Config: Netzwerk Autostart mit Script automatisieren

Unter „AutoStart Options“ kannst du zum Beispiel Scripts einbinden, welche beim booten automatisch Einstellungen tätigen.

Ich habe hier Flow Control (Flusssteuerung) aktiviert. Das ist die Empfehlung für HQPlayer NAA, damit kein Pufferüberlauf erfolgt. Der Code dafür lautet: ethtool -A "DEIN NETZWERKADAPTER" rx on tx on. Ersetze „DEIN NETZWERKADAPTER“ z. B. durch „eth0“ ohne Anführungszeichen. Den Namen liest du mit dem Befehl ip link aus.

DietPi Software: HQPlayer NAA installieren

Nun war schon oft die Rede von HQPlayer NAA. Mit DietPi kannst du vollautomatisch die neueste und vor allem die richtige NAA Version installieren. Es ist später über den gleichen Weg auch ein Update möglich.

Was DietPi wirklich einfach macht, sind die vorbereiteten Installationsroutinen für beliebte Anwendungen. Die findest du unter DietPi Software Options – DietPi.com Docs. Uns interessiert diese Rubrik: Media Systems Software Options – DietPi.com Docs. Und dort ist NAA Daemon – Signalyst Network Audio Adaptor (NAA) zu finden.

Das bedeutet, es ist auch im Software-Tool von DietPi enthalten. Gib in die Kommandozeile einfach den Befehldietpi-software ein. Mit „Browse Software“ kommst du in das Software Verzeichnis.

Anschließend navigierst du mit dem Cursor bis zu „NAA“ und gibst ein Leerzeichen ein. Das markiert den Eintrag. Alternativ kannst du die Software auch direkt über den Code (für NAA z. B. „124“) auswählen, wenn du ihn kennst.

Mit „Install“ wird die neueste Version heruntergeladen und installiert.

DietPi htop: Performance kontrollieren

Die kleine aber feine Anwendung htop ist ein interaktiver Prozessviewer, mit der du unter anderem die CPU-Auslastung kontrollieren kannst. Unten im Bild ist die Einstellung mit durchgängig 1,2 GHz zu sehen. Die einzelnen Cores werden nur sehr gering in Anspruch genommen. Auch der Arbeitsspeicher (Memory) bietet noch hohe Reserven. Die sehr geringe Anzahl von 12 Tasks spricht für sich. Zum Vergleich: das HQPlayer OS hat rund 20 Tasks, was ebenfalls sehr wenig ist. Windows 11 Pro hat locker 160 Tasks.

Wenn du die Cores auf volle Leistung einstellst siehst du, dass die Cores mit den Nummern 0 – 3 auf maximal 1.416 MHz takten. Das sind die vier Effizienz Cores. Die Nummern 4 und 5 sind die beiden Performance Cores bis 1.800 MHz. Diese Einstellung empfehle ich nicht, weil sie tendenziell das Rauschen, die Latenzen und die Temperatur erhöht.

HQPlayer Client: Output Puffer

Im HQPlayer Client wird nun der Füllstand des Output Puffers (oben links, zweiter Balken) angezeigt. Das ist der Datenweg per USB an den DAC. Hier stellte ich einen Puffer von sehr niedrigen 5ms ein, welches für sehr kleine Pakete und einen konstanten Datenstrom sorgt. Der Balken ist damit wie festgenagelt und dokumentiert so einen optimalen Pufferstand. Ob das für dich funktioniert, musst du ausprobieren. Falls du Drop Outs hast, kann hier ein niedriger oder stark schwankender Pufferstand ein Indiz für Probleme sein.

Zusammenfassung

Die Vorteile eines Einplatinencomputers liegen ganz klar im rauscharmen Betrieb. Du kannst so den „lärmenden“ Audio PC vom DAC isolieren und sogar in den Abstellraum oder Keller verbannen.

Mit der Nutzung spezieller Audiodatenprotokolle wie zum Beispiel Roon RAAT oder HQPlayer NAA sorgst du für einen stabilen Betrieb. Ausprobiert habe ich für den fis Audio PC den NanoPi NEO3, weil die Anschlüsse günstig auf einer Seite liegen und meist eine passive Kühlung mit verkauft wird. Sorge aber hier für rauscharmen Strom mit einem hochwertigen linearen Netzteil, sonst verpufft der Effekt. Im T+A SDV 3100 HV DAC ist der NanoPi NEO4 ein Garant für besten Klang.

Die sehr schlanke Software DietPi ist ausgeprochen Benutzerfreundlich und ermöglicht die Einrichtung deines NAA Audio Endpunkts per Knopfdruck. Mit dem HQPlayer Client kannst du den Output Puffer kontrollieren.

Du hast Fragen oder möchtest etwas beitragen? Schreibe uns: Kontaktformular
Oder schreibe per E-Mail an: info@griggaudio.de

Disclaimer

Alle Informationen, die du unter Grigg Audio Solutions findest, wurden nach besten Wissen und Gewissen sorgfältig recherchiert und mit Quellenangaben belegt. Irrtümer sind jedoch nie auszuschließen. Wenn du die Informationen für eigene Nachbauten oder Softwareeinstellungen verwendest, machst du das immer auf eigene Gefahr. Wenn du Fehler findest oder dir etwas unklar ist: Melde dich!

DIY – Mach es selbst

Grigg Audio Solutions bietet Lösungen für die digitale Musikwiedergabe an. Aufgrund der Vielzahl von Lösungswegen und unterschiedlichen Zielbilder kann nur eine bestimmte Auswahl der Hardware und der Software vorgestellt und besprochen werden. Grigg Audio Solutions unterstützt ab sofort kostenfrei Do it yourself. Ein Support ist ausgeschlossen.

VG Wort – Autorenrechte

Der Autor Ronny Gabriel Grigg ist Vereinsmitglied bei VG Wort, München. In diesem Verein haben sich Autoren und Verlage zur gemeinsamen Verwertung von Urheberrechten zusammengeschlossen.

Windows ist doch völlig überfrachtet und für Audio nicht geeignet, sagen viele. Dabei ist Windows besser als sein Ruf. Aber ja, ohne Optimierung würde ich Windows auch nicht für Audio verwenden wollen. Unter meiner Support-Seite findest du eine umfangreiche Anleitung: Windows für den Audio PC optimieren. Nur ist das mehr als mühsam.

In den Grundlagen beleuchten wir kurz die verschiedenen Betriebssysteme und sehen uns im Praxisteil zwei Windows Tools an, die vieles automatisch machen und nichts kosten.

Grundlagen

Verschiedene Betriebssysteme im Überblick

Um einen Audio PC betreiben zu können, kommt es neben der Hardware vor allem auf die Software an. Die Grundlage eines jeden PCs ist das BIOS, siehe DIY – BIOS Konfiguration fis Audio PC. Um deine bevorzugte Audio-Software nutzen zu können, muss ein Betriebssystem installiert werden.

Windows

Als 1985 Windows 1.0 erschien, war es kaum mehr als eine grafische Hülle für MS-DOS. Der Durchbruch kam erst mit Windows 3.x und dem ikonischen Windows 95, das Startmenü und echtes Multitasking brachte. Für Windows 3.1 benötigte ich noch sieben 3½Zoll-Disketten (1,44MB), um das Betriebssystem auf dem Rechner zu installieren. Das ist mit heutigen SSDs nicht mehr zu vergleichen. Später mit Windows XP erreichte Microsoft 2001 eine bis heute gute Mischung aus Stabilität und breiter Softwareunterstützung.

Doch der Weg war nicht nur Erfolgsgeschichte. Windows ME und Vista litten unter Instabilität und Ressourcenhunger, was das Vertrauen vieler Nutzer erschütterte. Windows 8 setzte dann zu radikal auf Touch-Bedienung und spaltete die Desktop-Community.

Mit Windows 10 (2015) änderte Microsoft die Strategie: „Windows as a Service“ versprach ein dauerhaft aktualisiertes System statt klarer Versionssprünge. In der Praxis führte das zu zwangsweisen Funktionsupdates, teils fehlerhaften Patches und einem Gefühl permanenter Beta-Phase.

Windows 11 markiert einen Rückschwenk: wieder klar abgegrenzte Releases, striktere Hardware-Anforderungen (TPM 2.0, neuere CPUs) und eine stärkere Anbindung an Microsoft-Konten. Die Cloud-Integration – von OneDrive bis Teams – bleibt zentral, wirkt aber weniger experimentell als bei Windows 10. Kritiker bemängeln jedoch den Zwang zu Online-Konten und die fortgesetzte Telemetrie, die das System stärker zu einer Plattform für Microsofts Dienste macht als zu einem neutralen Betriebssystem.

Windows als ein universelles Desktop- und Serverbetriebssystem und kann auf einer Vielzahl von Hardware betrieben werden. Für harte Echtzeitverarbeitung ist es nicht ausgelegt, lässt sich aber über spezielle Erweiterungen oder IoT-Varianten für zeitkritische Aufgaben anpassen. Damit kann man sogar Geldautomaten betreiben.

Der Kernel verwaltet tausende Threads in der Regel zwar zuverlässig, ist jedoch für Audio mit den Consumer-Versionen wie Windows 11 hoffnungslos überfrachtet. Der Programmcode ist nicht offen, ermöglicht aber über die verschiedenen Versionen und beispielsweise Scripts und Editoren für die Diensteregister vielfältige Anpassungen.

Linux

Linux ist ein freier, von Grund auf neu entwickelter Kernel (ab 1991), der sich an den Unix-Prinzipien orientiert, aber keinen Original-Unix-Code enthält. Unix ist die ursprüngliche Familie von Betriebssystemen, die in den 1970er-Jahren bei AT&T Bell Labs entstand. 

Linux ist von Grund auf offen und modular, wodurch es von winzigen Embedded-Geräten bis zu Supercomputern skaliert. Es kann als vollwertiges Echtzeitbetriebssystem eingesetzt werden. Seine Prozessverwaltung gilt als äußerst effizient und meistert enorme Parallelität ohne nennenswerten Overhead. Die zugrunde liegende Philosophie setzt auf freie Software, Anpassbarkeit und gemeinschaftliche Weiterentwicklung, was es zu einer flexiblen Basis für praktisch jede Einsatzart macht. Allerdings ist es für Endkunden ohne spezielle Kenntnisse nicht sehr benutzerfreundlich. Spötter sagen, dass Linux genauso einfach ist wie ein Zylinderkopfwechsel.

Es gibt Player, die ihr eigenes Linux OS gleich mitbringen. Das sind eigens für Audio optimierte Linux Kernel. Zum Beispiel HQPlayer Embedded, Roon Rock oder Euphony.

macOS

Große Teile dieses Kerns und der darüberliegenden Systemdienste stammen ursprünglich aus der Berkeley Software Distribution (BSD), einer Variante von Unix, die in den 1970er- und 80er-Jahren an der University of California, Berkeley entwickelt wurde. 

macOS basiert auf dem Darwin-Kernel mit den oben genannten BSD-Wurzeln und bietet eine stabile, gut priorisierte Prozessverwaltung. Für deterministische Echtzeitanforderungen reicht das nicht, doch Latenzen bleiben niedrig. Das System ist nur für Apple-Hardware nutzbar, was die Skalierbarkeit begrenzt, aber eine besonders konsistente Nutzererfahrung ermöglicht.

Apples geschlossene, designorientierte Strategie stellt Kontrolle und Integration über Offenheit. Anpassungen für Audio sind nur sehr eingeschränkt möglich. So lassen sich zum Beispiel die E-Kerne (Effizienz-Kerne) unter macOS im HQPlayer nicht explizit für die Filter nutzen, was unter Windows oder Linux überhaupt kein Problem darstellt.

Praxis

Windows 11 ist mit seinen Clouddiensten und permanenten Abgleich im Internet (Telemetrie) sehr geschwätzig. Viele Funktionen werden für Audio nicht benötigt. Je mehr Prozesse laufen, desto größer ist die Gefahr von Störungen, zum Beispiel durch Interrupts. Siehe: Warum Interrupts beim Audio PC den Klang massiv beeinflussen. Energiesparfunktionen schonen zwar den Stromzähler, aber führen zu starken Schwankungen im Stromfluss .

Das Ziel muss also sein, die Anzahl der Prozesse zu reduzieren, aber nicht soweit, dass sich dadurch erst recht Störungen bemerkbar machen. Wichtig sind auch Einstellungen, welche den Datenfluss konstant halten und Latenzen minimieren.

ThrottleStop

Wie der Name ThrottleStop schon vermuten lässt, soll eine Drosselung der Leistung verhindert werden. Es wurde ursprünglich für Laptops entwickelt, eignet sich aber auch für Desktops. Was wirklich ein Segen ist, sind die Einstellungen für die Taktfrequenzen. Diese sind sonst nur über das BIOS erreichbar.

Der Entwickler

ThrottleStop ist keine kommerzielle Firmen-Software, sondern ein von Glynn privat entwickeltes Windows-Tool. Es wird seit rund 2010 von ihm gepflegt und über Plattformen wie TechPowerUp kostenlos bereitgestellt. TechPowerUp hostet die Downloads, ist aber nicht der eigentliche Entwickler – der alleinige Autor und Maintainer bleibt Kevin Glynn, der in einschlägigen Foren unter dem Nickname UncleWebb bekannt ist.

Im Gegensatz zu Intel® Extreme Tuning Utility (Intel® XTU) welches verwendet wird, um ein System zu übertakten (nur mit entsperrten Prozessoren der K- und X-Serie) und zu überwachen, greift ThrottleStop nicht so massiv in das BIOS ein. Außerdem lässt sich Intels XTU nicht immer starten, weil zum Beispiel der Undervoltingschutz im BIOS nicht aktiviert ist.

ThrottleStop Monitoring

Auf der linken Seite von ThrottleStop befinden sich eine Vielzahl von Optionen, mit denen du die CPU-Drosselung umgehen kannst, und auf der rechten Seite befindet sich ein Monitoring-Panel, dass dir den aktuellen Status jedes Kerns auf deiner CPU anzeigt.

Für Audio setzt du den Energiesparplan auf „High Performance“ (Höchstleistung). Wie es aussieht, wenn du die von Windows empfohlene Einstellung „Balanced“ (Ausbalanciert) verwendest, habe ich in diesem Artikel beschrieben: Welche Windows Einstellungen für Audio wichtig sind. Die Latenzen gehen nämlich hoch und stören die Audio Wiedergabe.

Eine weitere wichtige Eingabe betrifft „Set Multiplier“. Dieser Multiplikator setzt die Taktfrequenz auf einen festen Wert. Im obigen Beispiel sind es 32 = 3,2GHz Taktfrequenz. Das ist ein niedriger Wert, den ich für meinen Musikserver mit Roon gewählt habe. Der HQPlayer läuft auf einer anderen Maschine.

ThrottleStop Turbo FIVR Controll

Der Multiplikator korrespondiert mit den Vorgaben in „FIVR“ (Fully Integrated Voltage Regulator – siehe Schaltfläche). Das ist ein mächtiges Werkzeug für das Undervolting, um Temperatur und Stromverbrauch zu senken und Feintuning für Overclocking oder stabilere Turbo-Taktraten. Hier würde ich Vorsicht walten lassen. Unten im Bild habe ich die einzelnen Core Taktfrequenzen auf 40 = 4,0GHz Taktfrequenz eingestellt.

Das ist dann auch die maximale Rate, die du mit dem Multiplikator einstellen kannst und empfehle ich für die Nutzung des HQPlayers. Wie du im Monitor rechts siehst, ist es keineswegs so, dass die Taktrate von 4.0 GHz genau erreicht wird, wie es dir der Task-Manager von Windows vorgaukelt. Für die Audio Wiedergabe ist es nicht schlimm, da die Pakete sowieso erst gepuffert werden.

ThrottleStop Options

Hier verbirgt sich eine interessante Funktion: Timer Resolution (ms). Windows ist kein Echtzeitbetriebssystem. Das Interrupt Standardintervall beträgt 15,625 ms (1.000 ms geteilt durch 64). Für Audio ist es im allgemeinen besser das Intervall so kurz wie möglich zu halten. Unter Windows 10 sind das 0,5 ms. Das kannst du unter „AC Timer Res.“ einstellen.

ThrottleStop Autostart

Damit deine Einstellungen beim nächsten Start sofort wirksam werden ist es nützlich, wenn die Anwendung ThrottleStop gleich mitstartet. Leider reicht es nicht, ThrottleStop einfach in den Autostartordner zu packen, weil es mit Admin-Rechten gestartet werden muss. Zum Glück gibt es in Windows den Aufgabenplaner.

Gib dafür „Systemsteuerung“ im Windows Explorer ein. Unter „System und Sicherheit“ findest du ganz unten rechts einen Link zu „Aufgaben planen“.

Erstelle eine neue Aufgabe und vergib einen Namen, zum Beispiel „ThrottleStopAutoStart“. Aktiviere die Sicherheitsoptionen:

• Nur ausführen, wenn der Benutzer angemeldet ist
• Mit höchsten Privilegien ausführen

Im Reiter „Trigger“ stellst du ein:

• Aufgabe starten: Bei Anmeldung
• Jeder Benutzer
• Aktiviert

Im Reiter „Aktionen“ stellst du ein:

• Aktion: Programm starten
• Programm/Skript: Hier wählst du die Datei „ThrottleStop.exe“ aus. Ich empfehle eine vorherige Ablage im Verzeichnis „C“.

Im Reiter „Bedingungen“ deaktivierst du alle vorbelegten Kästchen.

Im Reiter „Einstellungen“ aktivierst du:

• Ausführung der Aufgabe bei Bedarf zulassen

Wenn du alles erfasst hast, schließe den Aufgabenplaner und starte den PC neu. Wenn alles richtig funktioniert, steht bei der Aufgabe „ThrottleStopAutoStart“ unter Status „Wird ausgeführt“.

Im Windows Menüband siehst du das ThrottleStop Icon und mit Mouse Over werden weitere Infos angezeigt.

The Ultimate Windows Utility (WinUtil)

The Ultimate Windows Utility ist keine Anwendung, sondern eine Sammlung von Tweaks, die über PowerShell ausgeführt werden. Es geht im Wesentlichen um praktische, sichere Optimierungen von Windows und um das Einschränken von Windows Updates.  

Der Entwickler

Chris Titus ist in der Tech-Community vor allem unter dem Namen ChrisTitusTech bekannt. Über seinen populären YouTube-Kanal und die Website christitus.com veröffentlicht er seit Jahren Videos, Tutorials und Skripte rund um Windows-Optimierung, Linux-Themen und System-Tweaks. Sein wohl bekanntestes Projekt ist das Open-Source-Werkzeug The Ultimate Windows Utility (WinUtil), um Windows zu entschlacken und gezielt anzupassen.

Bevor er sich als Content Creator einen Namen machte, sammelte Titus mehr als ein Jahrzehnt praktische Erfahrung in der IT-Administration. Er arbeitete nach eigenen Angaben über zwanzig Jahre im Umfeld von Microsoft-Servern und leitete dort unter anderem Support- und Infrastrukturprojekte.

WinUtil starten

Starte Powershell am Besten über den Task-Manager (neuen Task ausführen) mit Administratorrechten.

In PowerShell gibst du das Kommando iwr -useb https://christitus.com/win | iex ein.

Anschließend rödelt es in der Kiste und es öffnet sich nach einer Weile die erste Seite mit dem Reiter „Install“. Das ist etwas verwirrend, denn für die Windows Optimierung ist nichts zu installieren. Es stehen zahlreiche andere Anwendungen wie unterschiedliche Browser zur Verfügung. Sie können, falls im System vorhanden, auch deinstalliert werden. Ich habe hier für mich keinen Nutzen gesehen.

WinUtil Tweaks

Wesentlich interessanter ist der nächste Reiter „Tweaks“. Wenn du auf „Standard“ klickst, werden „ungefährliche“ Optimierungen vorbelegt. Wobei du diese Tweaks natürlich immer auf eigene Gefahr ausführst. Rechts sind noch Schalter, die sofort wirksam werden. Zum Beispiel das schöne Dark Theme für Windows.

Ich habe dann noch einige manuelle Einstellungen ergänzt. Nützlich ist die Mouse Over Funktion, bei der Hinweise angezeigt werden.

Mit „Run Tweaks“ geht es los. Den aktuellen Umsetzungsstand siehst du, wenn du zu PowerShell zurückgehst. Hier kannst du nachvollziehen, welche Scripts gerade ausgeführt werden. Das dauert etwas. Danach startest du den Rechner neu, damit die Tweaks alle wirksam werden.

Was bringt das Ganze? Gestartet bin ich mit ohnehin schon optimierten 145 Prozessen. Mit den Tweaks reduzierten sich diese auf 92 Prozesse. Habe ich schon erwähnt, dass ich eigene Optimierungsscripts verwende? Die findest du auf meiner Supportseite unter Batch-Datei für das Aktivieren und Deaktivieren von Diensten. Nach dieser Ausführung landete ich bei 71 Prozessen.

Etwas irritierend ist, dass die durchgeführten Tweaks beim erneuten Aufruf von „WinUtil Tweaks“ nicht angezeigt werden. Du findest dieselbe Seite wie am Anfang. Also leer. Nun schadet es nichts, alle Tweaks erneut durchzuführen. Aber ich hätte mir hier eine transparentere Anzeige gewünscht.

WinUtil Config

Neben einigen Features und Windows Werkzeugen ist ein Fix besonders interessant: „Set Up Autologin“. Es ist sonst ein ziemlicher Krampf das unter Windows hinzubekommen, wenn man wie ich mit einem lokalen Konto arbeitet. Die Eingabemaske ist selbsterklärend und funktioniert hervorragend.

WinUtil Updates

Eine ziemlich ärgerliche Sache sind die Windows Updates, die manchmal zum unpassenden Zeitpunkt installiert werden. Es gibt zwar mittlerweile einige Einstellungen, zum Beispiel die Aussetzung von Updates über bis zu 5 Wochen. Aber das hier ist wesentlich wirksamer. Wer die Updates selbst steuern möchte, kommt hier zum Ziel. In meinem Beispiel wählte ich die komplette Deaktivierung der Updates. In Powershell sieht du die vorgenommenen Änderungen.

Nach dem Restart siehst du unter Windows Updates eine Fehlermeldung – Mission accomplished!

WinUtil MicroWin

Wer ohnehin ein neues System aufsetzt, dem kann ich MicroWin empfehlen. Es geht so in die Richtung von Taiko Audio, die ein customized Windows Enterprise aufsetzen, welche wirklich nur die benötigten Komponenten für Audio enthält. Nur dass es mit MicroWin auch mit Windows 11 Pro geht. Ich empfehle es nicht für ein „gut funktionierendes“ bestehendes Windows System. Ich habe es ausprobiert und es macht nur Arbeit. Zwar werden im Ordner „Windows Old“ die alten Benutzerdaten gespeichert, aber alle Anwendungen darfst du neu installieren.

Aber wie gesagt, wer sowieso ein neues System aufsetzen will, der lädt am besten die neueste Windows ISO. Das speicherst du im Laufwerk C, wenn genügend Platz ist, oder wie ich auf einem anderen SSD Laufwerk (D).

Den Fortschritt siehst du wie üblich in PowerShell.

Der nächste Schritt hat mich erst verwirrt. Aber eigentlich ist es ganz logisch. Denn die ISO muss ja erst abgespeckt werden. Wenn du ein vorhandenes System ersetzen willst, klicke auf „Import drivers from current system“. Das erspart viel Kummer.

Mit „Start the process“ wirst du aufgefordert einen Dateinamen zu vergeben. Zum Beispiel „microwin“. Das ist dann die neue abgespeckte ISO. Wähle hier wieder eine Festplatte, die genügend Platz hat.

Unter PowerShell siehst du, wie die überflüssigen Windows-Pakete entfernt werden.

Zum Schluss folgt eine Erledigt-Meldung. Jetzt musst du einen USB-Stick reinstecken, der die neue ISO aufnimmt. Damit es eine bootbare Datei wird, verwendest du zum Beispiel das kostenlose Programm Rufus zum Brennen. Es folgt dann der übliche Weg der Windows Installation von USB. Die Installation wird ein wenig vereinfacht, aber du benötigst natürlich einen Bildschirm, Grafikkarte, Tastatur und Maus.

Was MicroWin noch nicht enthält, sind die oben beschriebenen Tweaks. Das kannst du als nächstes ausführen. Ich empfehle auch kein Windows Update durchzuführen und für die Zukunft zu deaktivieren, sonst sind bei großen Releases die vorher entfernten Komponenten wieder drin.

Zusammenfassung

Es gibt verschiedene Betriebssysteme, die du für Audio verwenden kannst. Windows ist am meisten verbreitet, aber auch mit total überflüssigen Funktionen überfrachtet. Eine Echtzeitverarbeitung kann es nicht wirklich. Dafür kennen es viele, zum Beispiel von der Arbeit. Und es gibt viele kostenlose Tools zum Optimieren.

Linux ist da schon etwas spezieller. Es erfordert Kenntnisse in der Materie oder du wählst gleich ein fertiges Audio Echtzeit-Kernel wie zum Beispiel das HQPlayer OS.

Das macOS schätze ich wirklich, weil es stabil und benutzerfreundlich ist. Aber für Audio würde ich es nicht verwenden. Es ist ein gesperrtes System und die Audiofunktionen die es hat, wie zum Beispiel Airplay, geben eine feste Abtastrate vor und sind tendenziell nicht für High End Audio geeignet.

Nutzt du Windows, kannst du mit ThrottleStop die Energiesparfunkionen ausschalten und die CPU Cores auf eine feste Taktrate einstellen, ohne dass du in das BIOS musst. Du kannst die Latenzen mit Timer Resolution (ms) reduzieren.

The Ultimate Windows Utility (WinUtil) ist ein mächtiges Werkzeug. Die WinUtil Tweaks reduzieren die Prozesse. Mit WinUtil Config kannst du ganz einfach das Auto Login einstellen. Die lästigen Windows Updates kontrollierst du mit WinUtil Updates. Für ein sauberes Neuaufsetzen des Systems mit bereits entfernten überflüssigen Komponenten nutzt du WinUtil MicroWin.

Du hast Fragen oder möchtest etwas beitragen? Schreibe uns: Kontaktformular
Oder schreibe per E-Mail an: info@griggaudio.de

Disclaimer

Alle Informationen, die du unter Grigg Audio Solutions findest, wurden nach besten Wissen und Gewissen sorgfältig recherchiert und mit Quellenangaben belegt. Irrtümer sind jedoch nie auszuschließen. Wenn du die Informationen für eigene Nachbauten oder Softwareeinstellungen verwendest, machst du das immer auf eigene Gefahr. Wenn du Fehler findest oder dir etwas unklar ist: Melde dich!

DIY – Mach es selbst

Grigg Audio Solutions bietet Lösungen für die digitale Musikwiedergabe an. Aufgrund der Vielzahl von Lösungswegen und unterschiedlichen Zielbilder kann nur eine bestimmte Auswahl der Hardware und der Software vorgestellt und besprochen werden. Grigg Audio Solutions unterstützt ab sofort kostenfrei Do it yourself. Ein Support ist ausgeschlossen.

VG Wort – Autorenrechte

Der Autor Ronny Gabriel Grigg ist Vereinsmitglied bei VG Wort, München. In diesem Verein haben sich Autoren und Verlage zur gemeinsamen Verwertung von Urheberrechten zusammengeschlossen.

Wenn du die DIY – Montageanleitung fis Audio PC umgesetzt hast, muss der PC für den Audio-Betrieb konfiguriert werden. Nicht benötigte Komponenten werden deaktiviert, die Leistungsaufnahme wird begrenzt und latenzmindernde Einstellungen werden bevorzugt.

Es handelt sich hierbei nicht um allgemeingültige Einstellungen, sondern welche, die meinen Erfahrungswerten entsprechen. Da kann man anderer Meinung sein. Du musst nicht alle Einstellungen übernehmen und selbst wenn, machst du es immer auf eigene Gefahr, siehe Disclaimer. Ich leiste keinen Support, beantworte aber gern Fragen.

Nach den BIOS Einstellungen gibt es noch einen kleinen Diskurs zum Belastungstest mit der Freeware MemTest86.

BIOS Konfiguration

BIOS und UEFI – das Herzstück beim PC-Start

Wenn ein Computer eingeschaltet wird, übernimmt nicht sofort das Betriebssystem die Kontrolle. Zuerst läuft das BIOS (Basic Input/Output System). Es ist eine Firmware, die seit den frühen PC-Tagen existiert und dafür sorgt, dass die Hardware initialisiert wird: Prozessor, Arbeitsspeicher, Grafikkarte und Laufwerke werden erkannt und vorbereitet. Erst danach startet das eigentliche Betriebssystem.

Änderungen im BIOS können das Verhalten eines PCs stark beeinflussen – vom stabileren Betrieb bis hin zu einem kompletten Startfehler, wenn falsche Werte eingetragen werden.

Das klassische BIOS ist heute fast überall durch UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) ersetzt worden. UEFI bietet eine moderne grafische Oberfläche statt reiner Textmenüs und weitere Hardware Unterstützung. Da der Begriff BIOS eingängiger ist, werde ich ihn in diesem Artikel verwenden, obwohl es eigentlich UEFI Benutzeroberflächen sind.

Konfiguration vorbereiten

Der fis Audio PC soll ohne Bildschirm und Tastatur funktionieren, denn schließlich wollen wir nur Musik hören. Für die Ersteinrichtung kommst du aber nicht darum herum genau diese anzuschließen.

GPU (Graphics Processing Unit)

Der verbaute  Intel® Core™ i9-14900KS Prozessor hat bereits eine Grafikeinheit an Bord. Dumm nur, wenn das Motherboard es nicht unterstützt, wie das MSI MEG Z690 UNIFY Board. Es ist halt ein stromstarkes Gamerboard und Gamer haben natürlich alle Grafikkarten.

Im Bild unten verwende ich eine preiswerte Grafikkarte ASUS GeForce® GT 730, bei der ich die Slotblende abgemacht habe. So kannst du die PCIe-Karte einfach von oben reinstecken und musst die Rückplatte nicht abschrauben.

Der Vorteil dieser Karte ist, dass nur wenige Leiterbahnen benötigt werden (PCIe x1) und diese Karte in allen Slots funktioniert. Den Bildschirm verbindest du per HDMI.

Moderne Grafikkarten benötigen normalerweise mindestens einen PCIe x8-Steckplatz (8 PCI-Express-Lanes) oder die höchste Ausbaustufe mit PCIe x16. Nur belegt in meinem Beispiel die Xilinx Solarflare XtremeScale X2522 Netzwerkarte bereits einen PCIe x16-Steckplatz. Es kann also sein, dass andere Grafikkarten nicht funktionieren, weil die benötigten PCI-Express-Lanes bereits belegt sind.

Tastatur und Maus

Du kannst beliebige Eingabegeräte verwenden, auch wenn sie steinalt sind. Mir ist eigentlich kein Fall bekannt, wo eine Tastatur oder Maus nicht erkannt wurde. Angeschlossen werden sie heutzutage per USB.

BIOS Update

Die Motherboards liegen in der Regel länger auf Lager und dementsprechend ist das BIOS veraltet. Um das zu kontrollieren, schaltest du den PC ein und beginnst die Taste ENTF in kurzen Abständen zu klicken. Wenn alles klappt, siehst du das BIOS Startmenü. Hier siehst du in der Kopfzeile rechts das BIOS Build Date: 07/12/2023 – ok also ziemlich alt.

Schalte den PC aus und gehe auf die Supportseite deines Motherboardherstellers. Für unser Board findest du das neueste BIOS hier. Speichere die neueste Datei auf einen USB Stick in das Root Verzeichnis (erste Ebene). Dort überschreibst du den Dateinamen in „MSI.ROM“.

Auf dem Motherboard legst du den BIOS A/B Schalter um, damit das funktionierende BIOS im Fehlerfall erhalten bleibt. Bei mir kam es übrigens zum Fehler. Mit der neusten BIOS Version wurde in meinem Bildschirm nur eine weiße Seite angezeigt. Vermutlich ein Auflösungsfehler im Bildschirm. Ich habe dann eine etwas ältere Version genommen.

Es gibt eine spezielle BIOS USB Buchse auf dem I/O Panel auf der Rückseite. Dort wird der USB Stick eingesteckt und die Flash BIOS Taste gedrückt. Jetzt heißt es nur nicht ungeduldig werden und abwarten. Wenn die Flash BIOS Taste blinkt ist alles in Ordnung und das Update wird geschrieben. Nach dem erfolgreichen flashen bootet das System automatisch. 

Konfiguration der Onboard-Komponenten

LEDs ausschalten

Wir befinden uns nach dem Flashen wieder im BIOS-Starmenü. Hier ist das BIOS Build Date: 08/20/2024. Navigiere zum Button „EZ LED CONTROL“ und deaktiviere die LEDs. Auf diesem Board sind zwar nicht viele LEDs, aber manche Gaming-Boards blinken wie auf der Kirmes. Neben den nicht gewollten optischen Ablenkungen produzieren die LEDs jede Menge HF (Hochfrequenz) und davon haben wirklich schon genug. Außerdem spart es ein wenig Strom.

Alles was für Audio nicht benötigt wird oder nicht unseren Ansprüchen genügt, wollen wir ausschalten. Das spart Strom und vermindert etwaige Störungen. Wechsle dazu mit der „F7-Taste“ in den Expertenmodus.

VGA Detection ausschalten

Klicke auf „Settings“ und navigiere zu „Integrated Peripherals“. Hier stellst du die VGA Detection auf „Ignore“. Das ist wichtig, wenn keine Grafikkarte angeschlossen ist, was ja unser Ziel ist. Sonst bootet der PC nicht und wirft einen Fehlercode aus.

WLAN und Bluethooth ausschalten

Bei WLAN und Bluethoth besteht akute HF (Hochfrequenz) Gefahr und die Komponenten kosten Strom. Stelle „Onboard CNVi Module Control“ auf „Disable Integrated“.

SATA ausschalten

SATA (Serial Advanced Technology Attachment) war lange Zeit die vorherrschende Schnittstelle für den Anschluss von Massenspeichergeräten in Computern aufgrund seiner einfachen Handhabung, seiner Zuverlässigkeit und seiner Verfügbarkeit. Allerdings hat NVMe (Non-Volatile Memory Express) aufgrund seiner höheren Übertragungsgeschwindigkeiten und niedrigeren Latenzzeiten in den letzten Jahren in Bereichen mit anspruchsvollen Anwendungen und High-End-Computern an Bedeutung gewonnen.

Das MSI MEG Z690 UNIFY Board hat insgesamt 5 M.2 SSD-Slots mit NVMe, SATA brauchen wir also wirklich nicht, zumal der SATA Controller sein eigenes Rauschen in den PC einspeist. Klicke auf „External SATA 6GB/s Controller Mode“ und setze es auf „Disabled“.

Onboard-Audio ausschalten

Verbaut ist ein 7.1-Channel High Definition Audio+ Optical S/PDIF (Realtek® ALC4080 Codec) Soundprozessor. Hört sich beeindruckend an aber jeder externe DAC wird besser sein. Gehe zu „HD Audio Controller“ und wähle „Disabled“ aus.

Onboard LAN optional ausschalten

Verbaut sind 2x Intel® I225V 2.5Gbps LAN controller und die sind nicht schlecht. Da wir im fis Audio PC bereits die Xilinx Solarflare XtremeScale X2522 Netzwerkarte verwenden, bietet es sich an beide LAN Anschlüsse auszuschalten.

Aus leidvoller Erfahrung kann ich berichten, dass zum Beispiel Treiberprobleme unter Windows den Zugang über LWL (Lichtwellenleiter) versperren können. Einen Plan B mit den LAN Anschlüssen auf dem Board zu haben, ist nicht verkehrt. Deshalb lasse ich die LAN Ports aktiviert.

Bootreihenfolge für USB ändern

Die voreingestellte Reihenfolge ist, dass zuerst nach einer Festplatte geschaut wird, ob ein Betriebssystem drauf ist. Das wird früher oder später der Fall sein. Damit du auch mal ohne Schwierigkeiten von einem USB-Stick booten kannst, empfehle ich die Reihenfolge so zu ändern, dass zuerst nach einem USB-Laufwerk gesucht wird und dann erst die Festplatte drankommt.

Wähle für die „Boot Option #1“ den „UEFI USB Key“ aus. Du erkennst den richtigen Eintrag, wenn bereits ein USB-Stick im I/O-Panel drinsteckt wie unten im Beispiel: „Intenso Rainbow Line“.

Für die „Boot Option #2“ setzt du „UEFI Hard Disk“ .

So muss es dann unter „Boot“ aussehen:

Treiber für Windows ausschalten

Damit Windows richtig läuft, haben sich die Motherboardhersteller etwas feines ausgedacht: eine automatische Treiberinstallation. Und dazu noch jede Menge Zusatzprogramme. Was gut gemeint ist funktioniert selten richtig und bevormundet den Anwender. Gehe zu „MSI Driver Utility Installer“ und wähle „Disabled“ aus. Bei ASUS gibt es etwas ähnliches namens Armoury Crate.

Konfiguration Solarflare X2522 Netzwerkkarte

Das ist ein Arbeitsschritt, den du sinnvollerweise erst ausführst, wenn du die Netzwerkkarte mit der neuesten Firmware versorgt hast. Siehe hierzu: Treiber und BIOS-Setup für XILINX (Solarflare) XtremeScale X2522 Glasfaser Kit.

Wenn das erledigt ist, wird die „Solarflare Diver Global Configuration“ als Menüpunkt und darunter die zwei MAC-Adressen der Netzwerkkarte angezeigt.

Klicke auf die erste MAC-Adresse und dann auf „Firmware variant“. Dort kannst du eine Auswahl treffen. Ich empfehle „Ultra low latency“ für niedrigste Latenzen.

Konfiguration Overclocking (OC)

Unter diesem Menü verbergen sich viele Einstellungen zu den CPUs, RAM und generell zur Stromversorgung. Ich gehe hier nur auf die für Audio relevanten Einstellungen ein. Und das ist oft das Gegenteil von Overclocking, nämlich Underclocking. Ansonsten existieren im Netz hunderte von Videos zu den besten BIOS Einstellungen von Gamern. Da kann man durchaus etwas lernen.

P-Core Ratio begrenzen

Diese Einstellung ist wirklich wichtig. Denn wen die I9-Serie nicht gedrosselt wird, dann geht ein  Intel® Core™ i9-14900KS Prozessor schon mal auf die maximale Turbo-Taktfrequenz von 6,2GHz! Hängt da ein lineares Netzteil dran, wird es zur Zwangsabschaltung desselben führen, da nicht genügend Saft vorhanden ist. Die Folge ist dann eine Dauerschleife: der PC rebootet, kommt bis zum Turbo-Boost und das Netzteil schaltet ab und wieder von vorn.

Wer das Upsampling von PCM auf DSD mit dem HQPlayer macht, dem empfehle ich eine Taktfrequenz von 4GHz. Den die P-Cores werden für den Modulator benötigt und diese sind extrem leistungshungrig. Beim Intel Intel® Core™ i9-14900KS kann es auch ein wenig mehr sein, hier in meinem Beispiel 4,4GHz. Es hängt aber auch vom Netzteil ab (hier 2 x 250W SMPS).

Gehe zu „P-Core Ratio“ und erfasse den sogenannten Multiplikator. Dabei steht „44“ für 4,4GHz.

E-Core Ratio begrenzen

Die E-Cores sind die Effizienzkerne und erfüllen beim HQPlayer eine wichtige Funktion: Hier können die Filter und die Faltung (Raumkorrektur, falls vorhanden) auf die E-Cores verteilt werden. Die Efficient-core Grundtaktfrequenz liegt bei 2,4GHz, sie können im Turbo aber auch bis 4,5GHz gehen.

Also ist auch hier eine Begrenzung sinnvoll. Ich wähle hier oft 3GHz oder wie unten 3,2GHz aus. Gehe zu „E-Core Ratio“ und erfasse den Multiplikator mit „32“, also mit maximal 3,2GHz.

Bei einem linearen Netzteil wie dem FARAD Super10 müssen einige E-Cores abgeschaltet werden, weil sonst beim Booten die Last zu hoch wird. Statt 16 E-Cores laufen dann zum Beispiel 10 E-Cores. Diese Einstellung findest du unter „Advanced CPU Configuration“ unter „Active E-Cores“.

CPU Ratio Mode Fixed fest einstellen

Mit dieser Einstellung kannst du beeinflussen, ob die Kerne dynamisch je nach Leistungsanforderung getaktet werden oder die Taktfrequenz immer gleich bleibt. Die dynamische Einstellung hört sich erstmal gut an und sorgt auch für mehr Energieeffizienz. Nur leider erhöhen sich zumindest unter Windows die Latenzen erheblich.

Ich empfehle daher die Einstellung auf „Fixed Mode“. Manche Betriebssysteme machen dann trotzdem was sie wollen. Damit diese Einstellung unter Windows wirksam wird, muss du die Energieoption auf „Ultimative Leistung“ ändern. Siehe hierzu: Welche Windows Einstellungen für Audio wichtig sind.

Arbeitsspeicher XMP-Profil setzen

Das XMP-Profil ermöglicht ohne großen Aufwand die Arbeitsspeicherleistung zu steigern. Es besteht aus Übertaktungsprofilen, die vom Hersteller des Arbeitsspeichers vorgegeben werden und die Speicherfrequenz erhöhen, um eine höhere Datenübertragungsrate zu erzielen. Wenn du statt Intel eine AMD-CPU verwendest, nennt sich dieses Profil iEXPO.

Der Arbeitsspeicher ist der wichtigste Speicher überhaupt, weil er extrem schnell ist. Manche laden deshalb ihr Betriebssystem gleich ganz in den Arbeitsspeicher. Hier können aber auch schnell Timing-Fehler entstehen, weshalb ein Belastungstest sehr wichtig ist. Den Belastungstest mit MemTest86 stelle ich weiter unten vor.

Setze unter „Extreme Memory Profile(XMP)“ den Wert auf „Enabled“. Unten im Bild siehst du noch einen DDR Speed von 4,8GHz. Nach dem Reboot liegt der Takt dann bei 6,0GHz.

Konfiguration Undervolting

Undervolting ist eine Maßnahme, die Spannung der CPU zu reduzieren. Weniger Spannung bedeutet weniger Stromverbrauch und damit weniger Wärmeabgabe. Dafür stellen Motherboards mehrere Methoden zur Verfügung. Als ziemlich gute und vor allem stabile Einstellung stellte sich „Adaptive + Advanced Offset Mode (VF Point)“ heraus. Dabei wird die Spannungskennlinie, die nicht linear verläuft, um einen bestimmten Wert abgesenkt. Je nach Bezugspunkt wird der Kennlinie weiter gefolgt, welches ein Kippen der Stromversorgung bei steigender Last verhindert.

Wähle hierzu unter „CPU Core Voltage Mode“ die Option „Adaptive + Advanced Offset Mode (VF Point)“ aus.

Anschließend kannst du das Menü „Advanced Offset Mode (VF Point)“ auswählen. Hier sind die sogenannten VF-Points. Der Begriff „VF Point Offset“ bezieht sich auf die Anpassung der Spannung (Voltage) in Abhängigkeit von der Frequenz (Frequency), also der sogenannten V/F-Kurve eines Prozessors. Denn jeder Prozessor hat eine Kurve, die zeigt, wie viel Spannung er bei bestimmten Frequenzen benötigt.

Unten im Bild habe ich eine globale Absenkung der Spannung um -0,07V bei den einzelnen Taktfrequenzen erfasst. Das hört sich nicht nach viel an, aber eine Eingabe mit -0,09V wird wahrscheinlich schon zu einem instabilen System führen. Denn die VID Max, also der höchste Wert, den die CPU für eine bestimmte Frequenz oder Last anfordert, liegt bei Intel-CPUs oft bei 1,5V.

Hyper-Threading einschalten

Hinter Hyper-Threading steht die Idee, die Rechenwerke eines Prozessors besser auszulasten, indem der Kern in zwei logische Prozessoren aufgeteilt wird. Du siehst es auch im Windows Task-Manager, dass statt 8 P-Kernen auf einmal 16 P-Kerne angezeigt werden. Unten im Bild sind die oberen beiden Reihen die P-Kerne und darunter die zwei Reihen mit den E-Kernen.

Was manche verwechseln ist die Auswirkung auf die Rechenleistung. Die bleibt nämlich gleich, sonst wäre es Magie. Was sich verdoppelt sind die Kapazitäten für die parallele Bearbeitung von Aufgaben.

In früheren Zeiten hätte ich empfohlen Hyper-Threading auszuschalten. Denn der Scheduler muss doppelt arbeiten, um den Prozessoren die Aufgaben zuzuweisen. Bei nicht optimierten Anwendungen kann es die Latenzen erhöhen und zu Dropouts führen. Sowohl der HQPlayer, als auch die Solarflare Netzwerkkarte sind jedoch für Hyper-Threading optimiert. Hier verringern sich die Latenzen. Es kommt also ganz auf die Programme an, die du verwendest!

Gehe im Overclocking-Menü zu „Advanced CPU Configuration“. Dort setzt du „Hyper-Threading“ auf „Enabled“.

Intel C-State deaktivieren

Die Prozessorzustände (CPU-States) sollen bei wenig Aktivitäten im Rechner die Energieeffizienz verbessern. Wie du unten in der Tabelle sehen kannst, reduziert ein C7 State zwar die Leistungsaufnahme um 85% (verringert auf 15%), erhöht aber gleichzeitig die Latenzen um sehr hohe ≈ 400 µs. So lange dauert es, bis die CPU aus ihrem Idle (Ruhezustand) wieder aufwacht.

Deshalb ist es besser, den Ruhezustand zu unterbinden. Du kannst die „Intel C-State“ auf „Disabled“ stellen.

Long-/Short Duration Power Limit begrenzen

Die maximale Turbo-Leistungsaufnahme eines Intel® Core™ i9-14900KS Prozessors liegt bei 253W und so ist auch die Voreinstellung im BIOS. Ein Wert, denn der passiv gekühlte fis Audio PC nie erreichen wird, da die CPU vorher schon zu drosseln beginnt. Wir wollen aber auch deutlich darunter bleiben.

Wenn du ein leistungsstarkes Netzteil hast, ist für die Long Duration Power (PL1) ein Limit von 95W sinnvoll. Das ist die maximale Leistung für den Dauerbetrieb. Oben im Bild rechts neben dem Task-Manager siehst du unter „Powers“ einen maximalen Package-Wert von 62,92 W. Und da läuft mit DSD1024 und dem rechenintensiven poly-sinc-gauss-xla-Filter mit Convolution und DAC-Korrektur so ziemlich das Maximum, was auf dem fis Audio PC möglich ist.

Für eine kurzzeitige Überschreitung der Last kannst du die Short Duration Power (PL2) auf ein höheres Limit von zum Beispiel 125W setzen. Das ist sinnvoll, da beim booten oft kurze Lastspitzen erzeugt werden.

CPU-Temperatur begrenzen

Der Intel® Core™ i9-14900KS Prozessor kann 100°C erreichen, bevor er sich selbst drosselt. Ich betreibe die CPU lieber unterhalb dieser Spezifikation und setze unter „CPU Over Tem. Protection“ ein maximales Limit von 95°C.

Aktuell sehe ich bei den fis Audio PCs mit dem Upsampling auf DSD eine durchschnittliche Temperatur zwischen 70°C – 80°C. Ich hätte es natürlich gern niedriger, aber das ist bei der hohen Rechenleistung und einem passiv gekühlten System schwierig. Aber auch so bleiben wir mit 20% – 30% unterhalb der maximalen Spezifikation.

Konfiguration sichern

Damit du im Fehlerfall nicht wieder alles neu eingeben musst, empfehle ich dir eine Sicherung. Dabei kannst du unter „OC Profiles“ mehrere „Overclocking Profile“ anlegen. Du kannst einen freien Namen vergeben.

BIOS Konfiguration speichern

Die meisten Einstellungen werden erst wirksam, wenn der Rechner neu gebootet wird. Das machst du mit der Taste „F10“. Du erhältst eine Übersicht der vorgenommenen Änderungen . Bestätige diese und dann wird es spannend, ob die Einstellungen stabil laufen.

Wenn du Fehler gemacht hast, ist das meistens nicht tragisch. Das BIOS wird dann in den zuletzt funktionierenden Zustand zurückgesetzt. Es kann sich daher lohnen, nicht alle Einstellungen auf einmal neu zu laden, sondern Schritt für Schritt vorzugehen. Also einzelne Konfigurationsblöcke abzuspeichern.

Belastungstest

Wenn du alles richtig konfiguriert hast, wird es Zeit für einen Belastungstest. Denn es ist besser am Anfang auf Probleme zu stoßen als hinterher, wenn die Musik auf einmal stottert und die Ursache nicht klar ist.

MemTest86

Mit der Freeware MemTest86 ist ein Belastungstest sehr einfach möglich. Wie der Name schon verrät, handelt es sich um einen Test des Memorys, also Speichers. Genauer: der Arbeitsspeicher wird getestet. Tatsächlich fangen bei fehlerhaften Arbeitsspeichern die Probleme an. Heutige DDR5 Arbeitsspeicher sind mit 6GHz schneller getaktet als die P-Cores unserer CPU (hier 4,4GHz). Verbaut sind Speicherriegel von CORSAIR VENGEANCE® 32GB (2x16GB) DDR5 DRAM 6000MT/s CL28 Memory Kit, die sehr niedrige Latenzen haben.

Das Schöne ist, dass das Gesamtsystem mit dem MemTest gleich mitgetestet wird. Die CPU wird nämlich auch gehörig beansprucht und die Netzteile müssen genügend Strom liefern. Die passive Kühlleistung wird auch an ihre Grenzen gebracht.

Image auf USB-Stick brennen

Das Image lädst du dir von MemTest86 herunter. Dieses Image brennst du auf dem Mac mit balenaetcher oder unter Windows mit Rufus auf den USB-Stick. Anschließend steckst du den fertigen USB-Stick in eine passende USB-Buchse des I/O Panels.

MemTest86 ausführen

Hast du diese Anleitung beachtet: Bootreihenfolge für USB ändern? Wenn ja musst du nur den PC einschalten und dieser bootet automatisch das Betriebssystem von MemTest86. Bildschirm und Tastatur sollen natürlich noch angeschlossen sein.

Das Programm ist sehr Benutzerfreundlich. Du musst nämlich nichts tun! Der MemTest startet automatisch und läuft über mehrere Stunden. Du kannst den Fortschritt verfolgen oder du beschäftigst dich am Besten mit etwas anderem.

Wenn du das Wort „PASS“ liest, wie unten im Bild gezeigt, ist alles in Ordnung.

Wenn schon am Anfang Hinweise in rot kommen, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit der Arbeitsspeicher kaputt. Dann kannst du die Speicherriegel gleich zurückschicken. Es kann auch sein, dass der Computer wegen Überlastung automatisch abschaltet und neu bootet. Dann stimmt irgendwas in den BIOS Einstellungen nicht. Oder du hast etwas falsch zusammengebaut.

Zusammenfassung

Die BIOS Konfiguration ist das Herzstück deines Audio PCs. Erst danach kommt das Betriebssystem. Die Konfiguration musst du mit einer GPU (Graphics Processing Unit) und Tastatur und Maus durchführen.

Ganz am Anfang ist ein BIOS Update angesagt. Auf dem Motherboard legst du den BIOS A/B Schalter um, damit das funktionierende BIOS (Werkseinstellung) im Fehlerfall erhalten bleibt.

Die Konfiguration unterteilt sich in mehrere Bereiche:

• Konfiguration der Onboard-Komponenten
  • LEDs ausschalten
  • VGA Detection ausschalten
  • WLAN und Bluethoth ausschalten
  • SATA (Serial Advanced Technology Attachment) ausschalten
  • Onboard-Audio ausschalten
  • Onboard LAN optional ausschalten
• Bootreihenfolge für USB ändern
• Treiber für Windows ausschalten
• Konfiguration Solarflare X2522 Netzwerkkarte
• Konfiguration Overclocking (OC)
  • P-Core Ratio begrenzen
  • E-Core Ratio begrenzen
  • CPU Ratio Mode auf fest einstellen
  • Arbeitsspeicher XMP-Profil setzen
  • Konfiguration Undervolting
  • Hyper-Threading einschalten
  • Intel C-State deaktivieren
  • Long-/Short Duration Power Limit begrenzen
  • CPU-Temperatur begrenzen

Wenn alles gut funktioniert, Speicherst du die BIOS Konfiguration unter „OC Profiles“. Du kannst auch mehrere Profile mit unterschiedlichen Konfigurationen anlegen.

Führe dann einen ausgiebigen Belastungstest durch. Ich empfehle dafür die Freeware MemTest86. Wenn alles in Ordnung ist, kannst das Betriebssystem deiner Wahl aufspielen. Für den reinen Audio Betrieb empfehle ich das HQPlayer OS mit Echtzeit-Linux Kernel, auf dem HQPlayer Embedded drauf ist. Siehe: Anleitung für Update des HQPlayer OS.

Für mehr Funktionen ist Windows nicht so schlecht, wie sein Ruf. Hier empfehle ich Windows 11 Pro, was auch eine gute Wahl für den HQPlayer ist. Nur muss man halt sehr viel tunen. Siehe Windows für den Audio PC optimieren.

Du hast Fragen oder möchtest etwas beitragen? Schreibe uns: Kontaktformular
Oder schreibe per E-Mail an: info@griggaudio.de

Disclaimer

Alle Informationen, die du unter Grigg Audio Solutions findest, wurden nach besten Wissen und Gewissen sorgfältig recherchiert und mit Quellenangaben belegt. Irrtümer sind jedoch nie auszuschließen. Wenn du die Informationen für eigene Nachbauten oder Softwareeinstellungen verwendest, machst du das immer auf eigene Gefahr. Wenn du Fehler findest oder dir etwas unklar ist: Melde dich!

DIY – Mach es selbst

Grigg Audio Solutions bietet Lösungen für die digitale Musikwiedergabe an. Aufgrund der Vielzahl von Lösungswegen und unterschiedlichen Zielbilder kann nur eine bestimmte Auswahl der Hardware und der Software vorgestellt und besprochen werden. Grigg Audio Solutions unterstützt ab sofort kostenfrei Do it yourself. Ein Support ist ausgeschlossen.

VG Wort – Autorenrechte

Der Autor Ronny Gabriel Grigg ist Vereinsmitglied bei VG Wort, München. In diesem Verein haben sich Autoren und Verlage zur gemeinsamen Verwertung von Urheberrechten zusammengeschlossen.