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Latenzen im Audio PC selbst messen

Über die Bedeutung von Latenzen kannst du einiges unter Audio PC Grundlagen nachlesen. Dort haben wir geschrieben, dass es uns nicht auf die Audio Latenzen, sondern auf die Latenzen auf Betriebssystem-/Prozessebene ankommt.

Im Beitrag Lichtwellenleiter (LWL) mit niedrigen Latenzen berichteten wir von einer erheblichen Steigerung der Sound Quality (SQ).

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie jeder selbst die Latenzen messen kann. Dazu haben wir zwei Beispielmessungen mit LatencyMon durchgeführt. Unser Referenz Setup ist unten dargestellt. Das NAS (Network Attached Storage) und der fis Audio PC sind über einen Switch miteinander verbunden. Im fis Audio PC ist unser Solarflare Glasfaser Kit verbaut.

fis Audio PC Referenz Ethernet System

Im Test werden Musikstücke im Red Book Format (CD Qualität 44.1kHz/16bit) abgespielt und nativ an den T+A SDV 3100 HV DAC über Network Audio Adapter (NAA) gestreamt.

Roon natives Streaming in Red Book Format

HFX RipNAS Solid V4

Für den ersten Test spielten wir das obige Musikstück von der Festplatte ab. Für die Ethernetverbindung nutzten wir den LAN-Anschluss auf dem ASUS Q170T Motherboard. Für eine plausible Messung soll LatencyMon mindestens 5 Minuten laufen. Die Übersicht zeigt keine Auffälligkeiten. Die höchste Prozesslatenz liegt bei 156,50 Mikrosekunden µs (= 0,1565 Millisekunden ms).

NAS Latenzen

Interessanter ist die Ansicht auf der Registerkarte “Drivers”. In der rechten Spalte werden die einzelnen Treiberlatenzen in absteigender Reihenfolge angezeigt. Die höchste Latenz liegt beim Netzwerktreiber bei 0,178 ms, dicht gefolgt vom Systemtreiber mit 0,1777 ms. Darunter erscheint der TCP/IP-Treiber mit 0,105 ms. Grundsätzlich ist das für ein “normales” System in Ordnung.

NAS Treiberlatenzen

fis Audio PC

Als nächstes spielten wir das gleiche Musikstück vom fis Audio PC ab. Für die Ethernetverbindung nutzten wir unser Solarflare Glasfaser Kit. Der fis Audio PC wurde auf niedrigstmögliche Latenzen optimiert. Die höchste Prozesslatenz liegt bei 108,40 Mikrosekunden µs (= 0,1084 Millisekunden ms). Meist werden um die 11 µs angezeigt. Also alles in Ordnung.

fis Audio PC Latenzen

Weit interessanter ist die Ansicht auf der Registerkarte “Drivers”. Die höchste Latenz liegt wieder beim Netzwerktreiber bei allerdings sehr niedrigen 0,034 ms, dicht gefolgt vom Systemtreiber mit ebenfalls sehr niedrigen 0,025 ms. Hinter dem Grafiktreiber erscheint der TCP/IP-Treiber mit sensationell niedrigen 0,006 ms. Vergleiche die Werte mit dem NAS. Es liegen Welten dazwischen.

fis Audio PC Treiber Latenzen

Zusammenfassung

Die niedrigen Latenzen sorgen für einen großartigen störungsfreien Betrieb. Jitter hat aufgrund der sehr kurzen Intervalle weniger Chancen den Klang negativ zu beeinflussen. Die niedrigen Latenzen belohnen dich mit einem analogen Klang ohne digitale Schärfen.

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Neue Produkte für die Gehäuseoptimierung und Ethernet mit Glasfaser

In letzter Zeit hat sich einiges getan. Für unsere fis Audio PC – Kunden, aber auch für die DIY Gemeinde, welche das HDPLEX H5 Chassis verwenden, steht ein neuer Acrylglasdeckel bereit. Der wertet nicht nur deinen Audio PC optisch auf, sondern sorgt vor allem für eine bessere Belüftung.

Für eine deutlich verbesserte Installation der PCIe-Karten, aber auch von DC Kabel haben wir eine neue Rückblende entworfen. Präzise aus 4mm Aluminium mit einer CNC Maschine in Deutschland hergestellt.

Unsere Experimente mit Glasfaser und der Solarflare SFN8522 PCIe-Karte waren aufgrund der Temperaturentwicklung mit Schwierigkeiten behaftet. Wir berichteten hier: Lichtwellenleiter (LWL) mit niedrigen Latenzen. Mit dem fis Audio Acrylglasdeckel haben wir das Problem gelöst und steht jetzt als Kit zur Verfügung.

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StreamFidelitys QSound Playlists

QSound ist ein Raumklang-System des kanadischen Unternehmens Q-Sound Labs. Das Verfahren wurde in den 1980er Jahren entwickelt. Dabei wird bei Stereoaufnahmen ein 3D-Soundeffekt erzeugt. Der Hörer hat den Eindruck, dass die Musik weit über die Basisbreite der Lautsprecher hinausgeht und auch über dem Kopf oder dahinter spielt.

Bei den Playlists ist ungewiss, ob die Tracks tatsächlich mit QSound-Algorithmen erstellt wurden. Nach Meinung des Erstellers StreamFidelity sind die Instrumententrennung und die Bühne jedoch absolut großartig.

Playlist auf Qobuz
Playlist auf Qobuz

Für Qobuz Hörer: Klick auf “Auf Qobuz hören” und abspielen.

Für Roon Hörer mit Qobuz Account: Klick auf “Auf Qobuz hören” und anschließend Klick auf das Herz (Favoriten hinzufügen). Dann erscheint die Playlist auch in Roon.

Wer seine Roon Playlists teilen möchte verwendet dafür am besten soundiiz. In der kostenlosen Version können maximal 200 Titel übertragen werden.

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Lichtwellenleiter (LWL) mit niedrigen Latenzen

Lichtwellenleiter (LWL), auch bekannt als Glasfaserverbindung, verbinden das Ethernet optisch. Wo kein Metall (Kupfer oder Silber) verbaut ist, kann eine perfekte galvanische Trennung erreicht werden. So die Theorie. In der Praxis sind auch einige Nachteile vorhanden, siehe Audio PC Grundlagen: Audio PC LWL.

Eine Lösung hat sich klanglich als sehr gut hervorgetan: XILINX Solarflare Flareon Ultra SFN8522 – LWL Netzwerkadapter. Diese Karte hat einen sehr großen Kühlkörper.

Auch die Rückseite ist gut bestückt.

Ein Vergleich mit der 10GTek Karte.

Belüftung

Im Begleitzettel wurde darauf hingewiesen, dass für die Kühlung ein Lüfter mit mind. 200 Umdrehungen erforderlich ist. Das erfüllte uns natürlich gleich mit Sorge, denn so etwas gibt es im lüfterlosen fis Audio PC nicht. Andererseits sind 200 rpm sehr niedrig. Durch das Prinzip der Konvektion (Kamineffekt) entweicht warme Luft nach oben durch die Lüftungsschlitze und zieht kalte Luft nach sich. Bei einer niedrigen CPU-Auslastung reicht das, nicht jedoch bei leistungsintensiven Umrechnungen auf DSD. Wir haben aber eine Lösung gefunden, mehr weiter unten.

Eingebaut sieht das dann so aus (die Karte rechts). Wichtig ist die Luftzufuhr.

Spezifikationen

Alle acht PCIe Lanes werden für die Datenanbindung an die CPU genutzt, daher wird ein Slot mit Direktanbindung zur CPU empfohlen. RSS nutzt alle 16 logische Prozessoren einer i9-9900K CPU. RSS ermöglicht die empfangsseitige Skalierung und verteilt eingehenden Datenverkehr auf mehrere CPUs oder CPU-Kerne. Die Latenz liegt angabengemäß im sehr niedrigen Bereich von unter 1μsec.

Solartech Netzwerkkarten werden auch für den Hochfrequenzhandel an der Börse genutzt. Siehe Bericht von THE TECHNOLOGY EVANGELIST: 828ns – A Legacy of Low Latency.

Treiber und Handbücher

Hier gibt es die Treiber: https://support.solarflare.com/wp/drivers
Die Windows Server Treiber funktionieren auch in Windows 10 Pro einwandfrei.

Das Handbuch ist mit rund 300 Seiten gewohnt üppig. Für niedrige Latenzen gibt es sogar Empfehlungen. Hier sind einige Highlights:

– Interrupt Moderation
Diese Einstellung ist im erweiterten Menü im Netzwerkadapter zu deaktivieren.

– Receive Side Scaling (RSS)
RSS ist standardmäßig aktiviert, um die beste Netzwerkleistung zu erzielen. Damit kann die parallele Datenverarbeitung je CPU Kern optimiert werden. Es ist am besten, die maximale Anzahl von RSS-Warteschlangen so einzustellen, dass sie der maximalen Anzahl der verfügbaren (virtuellen) CPU Kernen entspricht. Bei einer Intel i9-9900K CPU sind das zum Beispiel 16 Kerne.

– Intel Hyper‐Threading Technology
Solarflare hat festgestellt, dass Hyper-Threading im Allgemeinen von Vorteil ist. Diese Einstellung findest du im BIOS des Mainboards.

Transportweg

Ein Beispiel für den Datentransport ist im Bild unten beschrieben. Über den Medienkonverter 11GTek geht es per Glasfaser zum XILINX Solarflare Flareon Ultra SFN8522 – LWL Netzwerkadapter.

Klangbeschreibung

Der Klang macht einfach nur süchtig. Eine sensationelle Schnelligkeit. Flamenco oder Schlagzeug sind eine wahre Freude. Diese Klarheit und Exaktheit der Töne sind das bisher Beste, was wir gehört haben. Die Instrumententrennung ist herausragend, verbunden mit einer hervorragenden Räumlichkeit. Und das Ganze garniert mit einem schönen Musikfluss ohne Schärfen oder Nervigkeit. Trotz der hohen Auflösung haben Stimmen einen schönen Schmelz und der Bass ist körperhaft und auf den Punkt exakt.

fis Audio LWL Kit

Unseren Solarflare Glasfaser Kit kannst du ab sofort bestellen. Der Betrieb ist nur mit einer optimierten passiven Belüftung möglich. Dafür bieten wir den Acrylglasdeckel an.

Hast du Fragen? Schreib uns.

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Tuning an den Keces P8 Feinsicherungen

Die Sicherungen sind natürlich wichtig und sollen das Gerät vor Schaden schützen. Sie stellen aber oft eine Klangbremse dar. Während wir uns beim fis Audio PC um eine klangvolle stromstabile Verkabelung bemühen, bestimmt das schwächste Glied im Zweifel den Klang. Ein Grund, warum wir den Keces P8 Feinsicherungen auf den Grund gegangen sind.

Verbaut sind am Eingang 2A/250V und am Ausgang 10A/250V jeweils 5 x 20 mm.

Als Ersatz können wir die HIFI-TUNING SUPREME³ – 5X20MM – T (TRÄGE) – SILBER/GOLD – FEINSICHERUNG empfehlen. Beim Einbau ist gleich darauf zu achten, ob die Sicherungshalterung die Sicherung stramm hält. Da gibt es manchmal Überraschungen.

Durch das Material (99% Silber, 1% Gold auf Kappen + Schmelzleiter) und Herstellung eines festen Kontakts der Sicherungspolkappen werden Übergangswiderstrände minimiert und der Stromfluß optimiert. Die Effekte sind verblüffend. Das Klangbild wird ruhiger und hat einen schwärzeren Hintergrund. Eine kleine Maßnahme, die nicht viel kostet aber viel Wirkung zeigt.

Schau dir unser Angebot an: fis Audio Keces P8 Feinsicherungs Kit

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Noch mehr High Performance mit Intel® Core™ i9-10900K Prozessor & ASUS Formula Mainboard

Mittlerweile gibt es von Audiophilen sehr gute Erfahrungen mit dem Intel® Core™ i9-10900K Prozessor. Gegenüber dem Intel® Core™ i9-9900K Prozessor gibt es folgende Steigerungen:

Eigenschafteni9-10900Ki9-9900K
Grundtaktfrequenz 3,70GHz3,60GHz
Turbo-Taktfrequenz5,30GHz5,00GHz
Anzahl der Kerne108
Cache 20MB16MB
Verlustleistung (TDP)125W/95W95W
SpeichertypenDDR4-2933DDR4-2666
Max. Speicherbandbreite45.8 GB/s41.6 GB/s
Geeignete SockelFCLGA1200FCLGA1151
TJUNCTION100°C100°C
Vergleich i9-10900K mit i9-9900K

In allen wichtigen Rechen- und Speicherleistungen liegt die i9-10900K CPU vorn. Für den Betrieb sehen wir zwingend zwei Keces P8 vor, wobei ein Keces P8 mit 12V/8A die CPU direkt mit Strom versorgt.

Der Sockel FCLGA1200 erfordert ein neues Mainboard. Unsere Wahl ist das ASUS ROG MAXIMUS XII FORMULA Mainboard. Die Formula-Serie kühlt besonders gut. Es verfügt sogar über 3 x M.2 slots für viel performanten Speicher und 16 Leistungsstufen für eine optimale Stromversorgung.

Quelle: ASUS ROG MAXIMUS XII FORMULA Gallerie

Nachtrag vom 27.08.2020: Der Intel Core i9-10850K steht dem i9-10900K in fast nichts nach, außer einer um 100MHz verringerten Taktfrequenz. Dafür arbeitet der i9-10850K energieeffizienter und ist kostengünstiger. Siehe Test von Computerbase: Intel Core i9-10850K im Test: Leistung des 10900K minus 100 MHz für 130 Euro weniger.

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Computer-Kabelserie „PC-Line“ von fis Audio

fairaudio veröffentlichte unter ihren News die Computer-Kabelserie „PC-Line“ von fis Audio. Im Bericht finden sich neben den detaillierten Beschreibungen auch die Preisangaben.

Der fis Audio PC wird als vormontierter Bausatz mit kurzen Signalwegen, Maßnahmen zur Resonanzberuhigung und mit besten audiophile Bauteilen angekündigt.

Ein Leserbrief dazu: Strom & Stream