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In den Grundlagen Audio PC Software gingen wir auf die Wichtigkeit eines audiophilen Betriebssystems ein. Die laufenden Prozesse sollen für die Musikwiedergabe minimiert sein. Ein voll installiertes Windows 10 Pro kann über 200 Prozesse im Betrieb haben. Bei der Prozessminimierung ist immer auf das Gesamtsystem zu achten. Wenig Prozesse sind nicht automatisch mit gutem Klang gleichzusetzen.

Dieses linuxbasierte Betriebssystem wurde allein unter dem Aspekt der audiophilen Wiedergabe entwickelt. Der Hersteller hat seinen Sitz in Zagreb, Kroatien. Der Kernel enthält die neuesten CPU- und E / A-Scheduler, wodurch die geringstmögliche Latenz erreicht wird. Die EUPHONY Benutzeroberfläche ist sehr einfach gehalten und erfordert überhaupt keine Computerkenntnisse. Euphony kann von jedem beliebigen Browserfähigen Gerät mit der Adresse http://euphony aufgerufen werden. Alternativ stehen auch Apps für Smartphones oder Pads zur Verfügung.

Als erstes werden die verschiedenen Playeroptionen angezeigt:

• Stylus – native player
• Roon Core – optional player
• HQPlayer – upsampler
• Networkaudio – HQP endpoint
• Squeezelite – LMS endpoint
• Roon – endpoint
• Airplay – audio Server

Beim Einrichten muss man sich nicht festlegen. Die Player können jederzeit und beliebig getauscht werden. Für den integrierten Stylus Player ist die Lizenz schon enthalten. Mit Tidal oder Qobuz kann in bester Qualität gestreamt werden. Für die Player wie Roon oder HQPlayer, sowie für die vorgenannten Streamingdienste müssen noch separat Lizenzen erworben werden oder es wird ein bestehender Account genutzt.

Das Betriebssystem kann mit der Updatefunktion unkompliziert aktuell gehalten werden. Wer vom schnellen Arbeitsspeicher (RAM) profitieren möchte, installiert EUPHONY im sogenannten Ram Root. Das gesamte Betriebssystem wird dann mit den niedrigsten Latenzen des Arbeitsspeichers ausgeführt. Es ist auch möglich den CPU Kernen mit der CPU Isolation verschiedene Aufgaben zuzuweisen, damit ein wirklich störungsfreier Betrieb möglich ist.

Aufgrund der drastischen Reduzierung der Prozesse auf die audiophile Wiedergabe ist der fis Audio PC besonders leistungsstark. So kann DSD1024 mit einem anspruchsvollen Modulator problemlos ausgeführt werden. Im Bild unten wird der Stream von Roon im Format FLAC 44.1kHz/24Bit vom HQPlayer auf DSD1024 mit dem Modulator AMSDM7 512+fs hochgerechnet und so in bester Qualität abgespielt. Wir berichteten in den Grundlagen Audio PC Oversampling von den hörbaren Vorteilen.

Die einzelnen CPU Kerne können in EUPHONY überwacht werden. Zu sehen ist die Kernauslastung mit dem obigen Beispiel DSD1024. Wenn im Format PCM 44.1khz/16Bit abgespielt wird, liegt die Kernauslastung bei < 1%!

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Zusammenfassung

Die niedrigen Latenzen sorgen für einen großartigen störungsfreien Betrieb. Jitter hat aufgrund der sehr kurzen Intervalle weniger Chancen den Klang negativ zu beeinflussen.

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.

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.

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.

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.

fis Audio LWL Kit

Unser Solarflare Glasfaser Kit mit dem noch leistungsfähigeren XILINX Solarflare X2522 – LWL Netzwerkadapter kannst du ab sofort bestellen. Der Betrieb ist nur mit einer optimierten passiven Kühlung möglich. Eine hochwirksame Kühlung über Heatpipes ist in unserem Kit enthalten.

Hast du Fragen? Schreib uns.

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:

Eigenschaften	i9-10900K	i9-9900K
Grundtaktfrequenz	3,70GHz	3,60GHz
Turbo-Taktfrequenz	5,30GHz	5,00GHz
Anzahl der Kerne	10	8
Cache	20MB	16MB
Verlustleistung (TDP)	125W/95W	95W
Speichertypen	DDR4-2933	DDR4-2666
Max. Speicherbandbreite	45.8 GB/s	41.6 GB/s
Geeignete Sockel	FCLGA1200	FCLGA1151
TJUNCTION	100°C	100°C

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.

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.